第四章 药物代谢动力学

第二节
非临床药代动力学
什么是非临床药代动力学
非临床药代动力学研究
是通过动物体内、外和人体外的研究方法，揭示
药物在体内的动态变化规律，
获得药物的基本药代动力学参数，阐明药物的吸
收、分布、代谢和排泄的过程和特点。
非临床药代动力学研究的 主要内容
血药浓度-时间曲线测定 药物的吸收、分布、排泄情况 血浆蛋白结合特点 生物转化
间数据和曲线。
二、动物药代动力学研究设计
（五）数据处理
2. 药代动力学参数
根据试验中测得的各受试动物的血药浓度-时间数据，采
用药代动力学专用的计算机程序求得受试物的主要药代动力 学参数，如Cmax(峰浓度)、Tmax(达峰时间)、T1/2(消除半衰期) 、Vd(表观分布容积)、AUC(血药浓度-时间曲线下面积)和 CL(清除率)等。
剂量根据动物有效剂量的上下限范围选取，避免剂量过于
集中。主要考察在所测试的剂量范围内，药物的体内动力 学过程是属于线性还是非线性，以利于解释药效学和毒理 学研究中的发现，并为新药的进一步开发和研究提供信息 。分布和排泄研究一般选择一个有效剂量进行试验。
二、动物药代动力学研究设计
（二）给药剂量及给药途径 经不同途径给药时，其体内动力学过程不同，为 了更好地提示药物在人体内的情况，动物药代动力学
研究所用的给药途径和方式，应尽可能与临床拟用方
案一致。
二、动物药代动力学研究设计
（三）样品采集 1. 血样采集 给药前需要采血作为空白样品。为获得给药后的一个完整 的血药浓度—时间曲线，采样时间点的设计应兼顾药物的吸收 相、平衡相(峰浓度附近)和消除相。一般在吸收相至少需要
2~3个采样点，对于吸收快的血管外给药的药物，应尽量避免
对药物代谢酶活性的影响等
一、实验动物的选择及试验方法
（一）药代动力学研究常用动物
动物选择原则
根据研究的需要和受试物的作用特点、研究目的、
药物浓度测定方法、样本的种类和数量等选择适宜的动 物，并尽可能与药效学和毒理学研究所用的动物一致。 进行血药浓度测定时一般首选非啮齿类的大动物； 组织分布和排泄研究一般可采用操作方便的小鼠、 大鼠。
品的测试方法包括色谱法、放射性核素标记法、免疫学和微 生物学方法。应根据受试物的性质，选择特异性好、灵敏度 高的测定方法。
二、动物药代动力学研究设计
（五）数据处理
1. 血药浓度和药-时曲线
记录各个动物在每个时间点的血药浓度，分别绘制血药
浓度-时间曲线；计算各剂量组动物在每个时间点血药浓度 的平均值及标准差，分别绘制各剂量组的血药浓度-时间曲 线。多次给药时，还需提供各个(和各组)受试动物的3次稳 态谷浓度数据、血药浓度达稳态后末次给药的血药浓度-时
6. 代谢数据
记录血浆及各种排泄物中主要代谢物的种类和含量，
分析药物在体内生物转化的类型、主要转化途径及可能涉 及的代谢酶。药物对药物代谢酶，特别是细胞色素P450同 工酶的诱导或抑制作用。
二、动物药代动力学研究设计
（五）数据处理
对所获取的数据进行科学和全面的分析与评价，综合论述
药物在动物体内的药代动力学特点，包括药物吸收、分布和消 除的特点；经尿、粪和胆汁的排泄情况；与血浆蛋白结合的程 度；药物在体内蓄积的程度及主要蓄积的器官或组织；阐明药 物在体内的生物转化、消除过程及物质平衡情况。分析药代动 力学特点与药物的制剂选择、有效性和安全性的关系，为药物 的整体评价和临床研究提供更多有价值的信息。
一、实验动物的选择及试验方法
（二）实验方法
体外研究方法和体内研究方法 体外研究方法：围绕胃肠道吸收特性、代谢速率和 程度，以及与代谢酶相关的药物相互作用等进行。如：用 从人结肠癌组织培养出的Caco-2细胞株或犬肾来源的MDCK
细胞评价药物的吸收特性；
一、实验动物的选择及试验方法
盒式给药：
盒式给药方案是由Berman J等于1997年提出的。将n 个化合物做成混合的给药溶液给动物用药，在不同时间点 收集血样，建立这n个化合物同时分析的方法，同时检测 这些化合物在体内的浓度，从而可以同时得到这些化合物
第一个点是峰浓度(Cmax)；在Cmax附近至少需要3个采样点；消 除相需要4~6个采样点。整个采样时间至少应持续3~5个半衰期 ，或持续到血药浓度为Cmax的1/10~1/20本采集 参考血药浓度-时间曲线的变化趋势，选择至少3个时间 点分别代表吸收相、平衡相和消除相，采集心、肝、脾、肺 、肾、胃肠道、生殖腺、脑、体脂、骨骼肌等组织样本进行
药物浓度测定。采集时注意样本的一致性和均一性，即每只
动物尽可能在同一部位取样，以避免药物在不同部位分布差 异造成的误差。
二、动物药代动力学研究设计
（三）样品采集 3. 尿样和粪样采集 将动物放入代谢笼内，选定一个有效剂量给药后，按 一定的时间间隔分段收集尿或粪的全部样品。粪样晾干后 称重(不同动物粪便干湿不同)，按一定比例制成匀浆，记
一、实验动物的选择及试验方法
样品混合方案比较多用的有两种方式：
②同只动物样品混合法。不同的化合物给予不同动物后，在 等时间段的固定时间点收集血样，并把同只动物的样品等 体积混合，通过测定混合后样品的浓度进行药代筛选。 主要优点是：快速得到化合物给药后在体内的药—时曲线 下面积，从而可以把所研究的化合物按生物利用度的高低 进行排序。比较适合于早期的药物发现阶段，可筛选具有
二、动物药代动力学研究设计
（五）数据处理
3. 组织分布数据
记录各组织/脏器吸收相、平衡相和消除相时间点的药物
浓度数据；分别绘制各剂量组、各组织/脏器的血药浓度-时 间曲线；以柱形图等形式汇总和比较各组织/脏器的药物分 布情况，分析药物分布的规律和特点。
二、动物药代动力学研究设计
（五）数据处理
4. 排泄数据
记录各时间段收集的尿、粪、胆汁等排泄物中的药物
浓度和样品体积或重量，计算每个时间段的药物排出量、 累积量、总排出量及经各排泄途径排出的药物占总给药量 的比例。
二、动物药代动力学研究设计
（五）数据处理
5. 血浆蛋白结合率 测定动物和人在不同药物浓度下的血浆蛋白结合率。
二、动物药代动力学研究设计
（五）数据处理
的药代动力学参数。
一、实验动物的选择及试验方法
样品混合方案比较多用的有两种方式：
①等时间点混合法。将不同的化合物给予不同动物，在给药 后相同时间点收集这些动物的血样，并把不同化合物在相 同时间点的血样混合，同时检测这些化合物的血药浓度。 主要优点是：不同的化合物可以采用不同的给药剂型；减少 需要分析的样品数量，避免药物相互作用对试验结果的影 响。
（一）选择实验动物
3 尽量在清醒状态下实验，最好从同一动物个体多次取样，
避免多只动物的合并样本。
4 创新药应选两种或两种以上的动物，其中一种为啮齿类， 另外一种为非啮齿类。
二、动物药代动力学研究设计
（二）给药剂量及给药途径 血药浓度测定一般在有效剂量到安全剂量范围内至少 选择3个剂量，其高剂量最好接近最大耐受剂量，中、低
二、动物药代动力学研究设计
（六）非临床药代动力学研究在药物开发阶段的应用
非临床药代动力学研究在药物发现、药理及毒理研究、临
床试验等阶段均有所体现。
二、动物药代动力学研究设计
（六）非临床药代动力学研究在药物开发阶段的应用
在新药筛选和设计的初期，得到了一系列候选化合物之
后，除了要通过简单的药效学试验考察其药效活性外，还要 考虑药代动力学方面的因素。 动物体内药代动力学研究是药理和毒理研究的重要组成 部分，也是非临床药代动力学研究的主体，在临床前提供了 最大量的药代信息，来支持对新药的评价和进一步开发。
二、动物药代动力学研究设计
（六）非临床药代动力学研究在药物开发阶段的应用 对于创新药物，临床前要进行代谢方面的研究，特别是作 为前药的药物，由于在体内产生药效和毒性的是其活性代谢物 ，临床前需要对其活性代谢物的结构、数量、代谢途径等进行
深入细致的研究。
二、动物药代动力学研究设计
（六）非临床药代动力学研究在药物开发阶段的应用 非临床药代动力学研究在新药的研发与评价中起着重要的 桥梁作用。非临床药代动力学与药物化学、药剂学、药效学、 毒理学和临床研究是密切联系的，通过这些联系，把这些分支 学科结合在一起，形成新药研发与评价的大学科。
录总体积，取部分样品进行药物含量测定。
二、动物药代动力学研究设计
（三）样品采集
4. 胆汁收集
一般用大鼠在乙醚麻醉下作胆管插管引流，待动物清
醒后给药，并以合适的时间间隔分段收集胆汁，进行药物 测定。
二、动物药代动力学研究设计
（四）样品测试
药代动力学研究中测试的生物样品较常见的有血、尿、
胆汁、粪便、组织、乳汁、唾液、脑脊液、房水等。生物样
合适的口服生物利用度的化合物。
二、动物药代动力学研究设计
（一）选择实验动物
常用的动物有小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、猴、小型
猪等。选择动物原则如下：
1 根据研究的需要和受试物的作用特点、研究目的、药物浓 度测定方法、样本的种类和数量等选择适宜的动物， 2 尽可能与药效学和毒理学研究所用的动物一致。
二、动物药代动力学研究设计