新药研发的药理毒理研究的操作要点

药代动力学
有效或高于有效 剂量对主要生理
吸收 分布
系统的影响
（协同、相加）
转化、排泄
其它药理作用
量效关系
体内变化规律
发现新用途
毒理研究参考
时效关系
作用机理 毒理研究参考 （组方的必要性）
优选给药方案
临床合理用药 药理毒理研究 （指导与参考）
毒理学
全身用药毒性 局部用药毒性
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毒理研究- 长毒
试验方案设计- 给药方案
• 对照组的设置 - 通常给药组和对照组的动物数应基本相等 - 对照组可根据试验方案的具体要求和研究目的设立 阴性对照组、溶媒对照组 • 观察指标 全面、针对特点 一般体征、饮食、体重变化；血尿常规、血液及血液 生化指标、心电图，脏器/体重系数、重要组织器官的 肉眼和病理组织学观察、死亡情况。应记录毒性症状 出现、减轻或消失的时间。体重和进食量每周测1-2次。 周期>3月的，1/3动物检查中期主要指标； 如发现异常可适当增加检查次数。
• 药理毒理与其它研究的关系
药理毒理与药学 建立在药学研究的基础上 药学影响因素：纯度、理化特性、剂型等 质量控制：工艺、质控和标准等
• 药理毒理与其它研究的关系
药理毒理与临床 药理毒理研究必须了解拟临床用药情况 为临床研究提供必不可少的依据 可依临床需要，随时配合进行研究 评价新药的安全、有效最终在临床
新药研发的药理 毒理研究操作要点
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• 概述 • 申报资料的基本要求（化药）
一、概述
〖 新药评价的核心 〗
安全 ↑ 有效 ↑ 质量可控 ↑
毒 理 学 （临床安全性）
药 理 学 （临床药理学）
药
学
药理学
一般/安全药理学
主要药效学
是否有效 为何有效
毒理研究- 长毒
试验方案设计- 给药方案
• 给药剂量 一般3个给药剂量组 高剂量 - 动物应出现毒性和个别死亡（<20%） 低剂量 - 等于或略高于有效剂量 ，无毒性 中剂量 - 介于以上两者之间 ，轻微毒性 或者按急毒结果： LD50法 (1/10, 1/50, 1/100) MTD法 (1, 1/3, 1/10)
药理-药代动力学
动物药代动力学研究的目的
了解药物在体内的代谢和转运过程 了解不同种属动物之间的差异 解释药效和毒性作用 为毒性试验的设计与结果分析提供依据 为临床研究设计提供参数 评价有效、安全的重要组成部分之一
药理-药代动力学
药代动力学涉及的新药范围
• 创新药 • 新制剂（速、缓、控释制剂） • 改变途径的制剂（可能明显影 响安全性和有效性） • 改酸根或碱基
• 药理与毒理
药理通常先于毒理研究 毒理试验设计必须依据药效剂量
二、 技术要求
• 药理试验设计要点 • 毒理试验设计要点
药理试验设计要点
非临床药理学研究涉及的内容
• 主要药效学（含作用机制） • 一般（安全）药理学 • 药代动力学
药理-主要药效
受试药物 来源：原料、制剂、批号 配制：纯度、含量（效价）、溶媒、终浓度、储存 试验动物
基本情况：来源、种属、品系、合格证、饲养条件 动物情况：体重、性别、数量、 实验环境：饲养和居住条件、温度、光线 试验仪器
基本情况：仪器设备和试剂来源、批号
药理-主要药效
试验方案
动物模型：选择依据 给药途径：拟临床途径 给药时间：反映最佳疗效 给药体积：根据不同动物的限量要求 剂量设计： 体内：3个剂量 - 量效关系（最小有效剂量 或者ED50倍数递增） 体外：> 5个剂量 - 量效曲线
毒理试验
毒理试验设计要点
毒理研究
毒理研究范围
急性（单次给药）毒性 长期（重复给药）毒性 致突变（遗传毒性） 生殖毒性 致癌性 其它毒性（ 过敏性、溶血性、光毒性、免疫毒性、
药物依赖性等试验）
毒理研究-共性问题
受试药物
化学药品：原料、制剂 生物制品：制剂 中药：原料、制剂、浸膏
试验动物
动物同药效试验 啮齿类和非啮齿类两种，如大鼠、犬或猴等。 理由充分，一种相关动物
药理-药代动力学
考虑要点
动物： • 要求啮齿类和非啮齿类两种动物，至少 一种动物与药效、毒性试验一致 • 尽量在清醒状态下试验 • 口服给药不宜用兔等食草动物 • 有些情况可考虑使用一种动物
药理-药代动力学
结果与分析： • 详述方法学 • 提供数学模型和主要药代动力学参数、药代动 力学试验中有关吸收,分布,代谢和排泄试验的 研究结果 • 对出现的矛盾结果，如出现高、中剂量的AUC 重叠；不同动物或不同给药途径的参数相差较 大的结果进行分析 。对临床给药剂量、给药 次数和间隔、给药途径等方案设计提出建议。
指动物单次大剂量给药或在24小时内接受多次大 剂量受试药物后，动物在短期内出现的与药物相 关的毒性反应，但是又不引起动物死亡的最大剂 量 动物：小鼠、大鼠、犬等 动物数：小动物20只；大动物4只 雌、雄各半。试验前动物应注意禁食 给药途径：临床给药途径 观察14天，进行大体解剖观察，如有改变 - 病理 检查
急性毒性
长期毒性
特殊毒性 致癌性 遗传毒性 生殖毒性 局部耐受性、过敏、 依赖性、免疫毒性 光敏和其它试验等
目 的
了解毒性反应剂量、时间、强度、症状、靶器官及可逆性等， 为临床方案提供参考、预测出现的毒性反应，制订临床防护 措施、保证受试者用药安全
药理毒理在新药研究中的地位
• 为药学研究提供生物学支持 • 为临床研究提供参考依据 • 决定进入临床研究的重要依据之一
毒理研究- 长毒
试验方案设计- 基本原则
• 通常长毒始于主要药效、安全药理、单次给药 毒性、初步药代动力学（如果已经可获得）等 试验之后 • 有些药物侧重比较毒理学的研究，如新的剂型、 改变酸根或碱基、改变给药途径等。
毒理研究- 长毒
试验方案设计- 试验动物
动物的种类 常用大鼠和犬或敏感动物。创新药一般2种以上，雌雄各半。 生物制品多用大鼠和猴（种属特异性可特殊） l 动物的年龄与数量 大鼠试验3月内：6-8周龄； >3月：5-6周龄 犬：一般选用性成熟的，6-10月 ；猴：3.5-4.5年 根据试验周期长短确定每组动物数。 原则：试验结束时小动物每组动物数应满足统计学要求； 大动物的数应满足毒理学评价要求； 一般大鼠为10-30只，雌雄各半；犬、猴至少雌、雄各 3只； 毒性大、周期长数量应增加，考虑恢复期数量。
毒理- 生殖毒性
生殖毒性试验
• 评价药物对哺乳动物生殖的影响，推测对人可能的生殖毒性 • 研究分为三段 I段（一般生殖毒性）：是评价对成年动物生育力和早期胚胎发 育影响，评价药物对配子成熟，交配行为、受孕、胚胎着床前和 着床的影响 II段（致畸敏感期毒性）：即妊娠动物在胚胎器官形成期给药， 评价药物对亲体、胚胎、胎仔发育影响 III段（围产期毒性）：在妊娠动物分娩前后给药，评价胎仔出生 前后的发育和孕鼠从妊娠后期至断奶期间给药对妊娠、分娩、哺 乳、胚胎、胎仔发育的影响。 • 根据临床用药次数、适应证和拟用人群决定是否进行该试验 • 创新药，一般可在申报临床研究前先提供II段试验 • 对于可能只给一次或终身一次（如诊断或外科手术）的药，重复 给药研究也许是不必要的。在较高剂量下，缩短处理期似乎更合 适。
毒理研究- 急毒
最大给药量试验 该试验多用于中药和毒性较小的其它药物研究 指药物以最高浓度和最大容积的给药，剂量可能并未达到 最大耐受的剂量，所以该剂量被称为最大给药量。 具体要求可参照最大耐受量试验。 限量试验
低毒药物，口服给药：5g（或ml）/kg 动物数一般 ≥ 5只，大鼠禁食一夜，小鼠禁食4－6小时， 观察14天，如无死亡，则无必要进行更高剂量 如动物在5g/kg出现死亡，可选择较低剂量
药理-主要药效
试验方案
观察指标：针对特点、定量或半定量指标 观察时间：能反映发挥药效的基本过程 试验对照：空白、模型、阳性药、溶媒 试验结果：实测数据 、统计方法 试验结论：客观、真实、专家分析 参考文献：原文、译文
药理- 一般药理
一般药理基本要求
目的：侧重观察心血管、呼吸、精神神经系统， 根据药物特点增加有关系统的观察 技术要求：基本同药效研究 剂量设置：参考主要药效剂量 ，一般2-3个剂量 给药途径：拟临床途径或在体研究 动物：尽量使用清醒动物
药理- 一般药理
ICH指南
可考虑免做安全性药理研究的 • 药理作用较明确的局部用药，如皮肤、眼科 （全身分布很少） • 细胞毒类的药物用于治疗晚期癌症病人 • 生物技术产品，有高特异性结合受体靶点，评 价安全性药理学终点往往作为毒理学或/和药 效学的一部分，可减免。若为创新的治疗类型 的生物技术产品和/或这些产品没有高特异性 受体结合的靶点应考虑做。
毒理研究- 急毒
LD50试验
指动物单次给药后引起50％动物死亡的剂量。 LD50值的意义是：LD50越小表示药物的急性毒性越大。 动物：小鼠、大鼠等 动物与分组：一般5组；每组10只 雌、雄各半。试验前禁食 给药途径：临床给药途径 观察14天，进行大体解剖观察，如有改变 - 病理检查
毒理研究- 急毒 最大耐受量试验（MTD）
毒理研究- 长毒
长期（重复给药）毒性
毒理研究- 长毒
长期毒性研究目的
• 观察动物在给予超过临床剂量（数倍或数十倍）和用 药周期（3-4倍以上）的情况下所出现的毒性反应 • 设法发现引起毒性反应的剂量、剂量与毒性之间的关 系、中毒表现和程度、主要毒性靶器官或组织及可逆 程度等 • 预测临床研究阶段可能的安全范围和毒性，预先制定 防治措施或避免某些有特殊疾病患者的使用，减少临 床可能的风险 • 为临床试验初始剂量和指标的选择等提供重要参数
毒理研究- 急毒
急性（单次给药）毒性
毒理研究- 急毒
• 目的意义 – 了解新药急性毒性强度 – 计算新药相对毒性参数 – 为临床毒副反应监护提供参考依据 – 为长期毒性、蓄积性毒性和特殊毒性试 验选择剂量提供依据 – 其它方面
毒理研究- 急毒 • 动物
• 啮齿类----小鼠或大鼠 非啮齿类----犬或其它 • 一类药至少必须用二种动物(啮齿类及非啮齿类 各一种, 其中非啮齿类宜用Beagle犬); 其它类酌 情用二种动物 • 小鼠18-22g, 同次体重相差不超过4g; 大鼠120150g, 同次体重不超过20g; 犬用成年犬 • ♀♂各半
药理-药代动力学
药代动力学研究内容
• 药代动力学的数学模型 • 主要动力学参数：药-时曲线、药-时曲线下面 积（AUC）、吸收速度（Ka）、最高血药浓度 （Cmax）、达峰时间（Tmax）、半衰期（t1/2）、 表观分布容积（V）、总清除率（CLຫໍສະໝຸດ Baidu）、消除 速度（Ke）等 • 药物体内吸收、分布、代谢和排泄(ADME)特征 • 蛋白结合或药物的相互影响 • 口服制剂 - 生物利用度研究
l
毒理研究- 长毒
试验方案设计- 给药方案
• 给药时间 • 临床给药周期的3-4倍。反复、长期或植入的药，
按最长给药时间，即啮齿- 6月；非啮齿-9月 周期短 - 每天给药；>1个月- 6天/周 - 每天给药时间应一致 - 保证动物摄入量的准确性 中药如给药体积大，可将药物分成 2次/日 - 不提倡采用掺食给药，除非有稳定性、均一性
毒理- 致突变 致突变（遗传毒性）
• 目前建立的遗传毒性试验是研究机体遗传物质受外源 性化学物质或其它环境因素作用时对有机体产生的遗 传毒性作用。 • 遗传毒性试验包括体外和体内检测系统。两者应结合 进行研究。 • 体外检测系统包括细菌回复突变、微核试验、哺乳动 物细胞染色体畸变等；体内试验包括骨髓微核试验、 显性致死试验等。 • 一类药需要提供实验资料
毒理- 致癌性
致癌试验
• • 检测受试药物对动物的潜在致瘤性 药物是否进行该试验应在获得一定的相关信息后才能确定 人群最长用药的时间及遗传毒理学、重复给药毒性等相关结果 重复给药毒性试验可能显示受试药物具有免疫抑制特性、激素活性或 考虑对人类是一种危险因子时，都应慎重考虑进行有关的致癌试验。 如：- 药物拟用于非肿瘤病人的辅助治疗或非癌症疾病的重复给药使用 - 临床连续给药时间大于6个月应进行该试验 - 治疗慢性和复发性疾病而经常间断使用药物 - 有明确遗传毒性的化合物； - 其构效关系提示有潜在的致癌性的药物 - 在连续重复给药的毒性试验中有癌前期病变的证据 - 重复给药滞留的母体化合物或其代谢产物导致局部组织或病生理改变 - 较长时间接触的药物，如缓慢释放药物也应考虑进行该试验 - 内源性肽类、蛋白质是否需要进行该研究需作特殊考虑 - 超生理水平