非临床药代动力学/临床前药代动力学

非临床药代动力学研究是通过动物体内、外和人体外的研究要领，，展现药物在体内的动态转变纪律，，获得药物的基本药代动力学参数，，剖析药物的吸收、漫衍、代谢和渗透的历程和特点。。。。。。非临床药代动力学研究的主要内容包括血药浓度-时间曲线测定、吸收、漫衍、渗透、血浆卵白连系、生物转化、对药物代谢酶活性的影响等。。。。。。

一、实验动物的选择及试验要领

（一）实验动物

非临床药代动力学研究最好选择遗传配景清晰、体内代谢历程与人相似的动物。。。。。。幼年、高龄、孕期、疾病模子动物可用于研究差别年岁、心理、病理状态下的药代动力学纪律，，无特殊要求时一样平常选择成年、康健动物。。。。。。关于特定性别用药或性别差别对药代动力学有影响的药物，，可在特定性别或划分在两种性别的动物中举行试验。。。。。。关于经胃肠道给药的药物，，一样平常应在给药前禁食12h，，并在试验中注重凭证详细情形统一给药后禁食时间，，以阻止由此带来的数据波动及食物的影响。。。。。。经口给药时不宜选用兔等食草动物。。。。。。

（二）实验要领

非临床药代动力学研究的一样平常要领是按临床拟用的给药途径，，给予动物一定剂量的某受试物，，测定其体液(血、尿、胆汁、粪便、组织、乳汁、唾液、脑脊液、房水等)中药物浓度随时间的转变情形，，从而相识受试物在动物体内的药代动力学特征。。。。。。由于药代动力学已经加入到新药研发中药物的发明阶段，，生长高通量的药代筛选手艺最先受到普遍重视。。。。。。现在这项事情主要是使用体外和体内两种手段开展研究。。。。。。
体外研究手段主要是围绕胃肠道吸收特征、代谢速率和水平，，以及与代谢酶相关的药物相互作用等举行。。。。。。

常用的体外模子和要领有：

  用从人结肠癌组织作育出的Caco-2细胞株或犬肾泉源的MDCK细胞评价药物的吸收特征；；；；；

  用动物的肠组织建设组织流通池模子和外翻肠模子来评价药物的肠吸收特征；；；；；

  用肝细胞或肝微粒体作为酶源，，通过酶动力学法或多时间点法评价药物的代谢特点；；；；；

  应用肝切片、肝细胞、亚细胞组分及cDNA重组的CYPs等酶源对药物举行P450酶抑制筛选。。。。。。体外筛选模子具有速率快、本钱低的特点，，但试验效果与体内真真相形保存相关性的问题，，并且无法获得一些主要的药代参数。。。。。。

为了增添药代动力学筛选通量，，还可以对动物体内试验计划举行合理的简化，，镌汰所需剖析的生物样品数目。。。。。。现在主要有以下两种计划：盒式给药计划和样品混淆计划。。。。。。

盒式给药计划是由BermanJ即是1997年提出的。。。。。。将n个化合物做成混淆的给药溶液给动物用药，，在差别时间点网络血样，，建设这n个化合物同时剖析的要领，，同时检测这些化合物在体内的浓度，，从而可以同时获得这些化合物的药代动力学参数。。。。。。将这种计划用于药代筛选可以镌汰需要剖析的生物样品数目，，镌汰实验动物用量，，使用统一只动物较量多个化合物的药代特征。。。。。。但盒式给药计划也有显着的局限性：首先，，要找到合适的溶媒，，包管这些化合物能同时给药；；；；；其次，，要建设多个化合物同时检测的剖析要领，，增添了剖析要领建设和验证的难度；；；；；别的，，化合物之间可能保存相互作用，，从而影响试验效果的准确性。。。。。。

样品混淆计划较量多用的有两种方法：

  ①等时间点混正当。。。。。。将差别的化合物给予差别动物，，在给药后相同时间点网络这些动物的血样，，并把差别化合物在相同时间点的血样混淆，，同时检测这些化合物的血药浓度。。。。。。这一要领的主要优点是关于差别的化合物可以接纳差别的给药剂型，，对给药剂量也不需要像盒式给药那样思量得许多，，可以镌汰需要剖析的样品数目，，阻止药物相互作用对试验效果的影响。。。。。。虽然由于生物样品在剖析前举行混淆，，对剖析要领的迅速度提出了更高的要求，，动物实验的事情量也高于盒式给药。。。。。。

  ②同只动物样品混正当。。。。。。差别的化合物给予差别动物后，，在等时间段的牢靠时间点网络血样，，并把同只动物的样品等体积混淆，，通过测定混淆后样品的浓度举行药代筛选。。。。。。这种要领可以快速获得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使用度的崎岖举行排序。。。。。。但这个要领不可获得完整的药-时曲线，，因而得不到一些主要的药代参数，，如Tmax、Cmax等。。。。。。以是这种要领较量适合于早期的药物发明阶段，，可筛选具有合适的口服生物使用度的化合物。。。。。。

由于在吸收、漫衍、代谢和渗透方面与人很是相似的动物种属险些是不保存的，，现在从动物研究效果准确展望药物在人体的所有药代动力学特征是不可能的。。。。。。然而，，在某些合理界说的条件下，，作出一些合理的展望是可能的。。。。。。例如，，某药物通过胃肠道的吸收特征在种属间可能是相似的，，由于上皮细胞的性子在哺乳动物之间是相似的，，并且吸收历程主要取决于药物和生物膜之间的相互作用。。。。。。然而pH依赖的消融性、首关效应等影响吸收的限速办法和因素在种属之间保存差别，，从而导致吸收的种属差别。。。。。。应用人和动物的肾小球滤过率比率来展望药物在人体的肾渗透一ㄇ相对乐成的，，同样，，若是某药物主要通过肝消除，，其消除速率受肝血流速率所限，，则可用肝血流速率来展望药物在人体的扫除率。。。。。。然而卵白连系和药物的代谢转化等参数仅有很小的可展望性，，这些参数在种属之间显著转变。。。。。。在连系非临床药效学和毒理研究效果展望药物在人体的有用性和清静性时，，血药浓度和药-时曲线下面积是相关性最好的指标。。。。。。

二、动物药代动力学研究设计

动物药代动力学研究是立异药物研究的一个主要方面，，其研究效果对新药的后续研究有着主要的指导意义，，因此，，着实验设计、样品测定及效果处置惩罚都必需遵照科学合理的指导原则。。。。。。下面从实验动物的选择、给药剂量/方法的选择、样品的收罗、样品测定及效果处置惩罚几个方面来举行叙述。。。。。。

（一）实验动物的选择

药代动力学研究常用的动物有小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、猴、小型猪等。。。。。？？？？？？善局ぱ芯康男枰褪苁晕锏淖饔锰氐恪⒀芯磕康摹⒁┪锱ǘ炔舛ㄒ臁⒀镜闹掷嗪褪康妊≡裣嘁说亩铮⒕】赡苡胍┬аШ投纠硌а芯克玫亩镆恢。。。。。。小动物的心理参数、肝和肾的脏器指数高于大动物，，体循环速率也快于大动物，，因此举行血药浓度测准时一样平常首选非啮齿类的大动物，，而组织漫衍和渗透研究一样平常可接纳操作利便的小鼠、大鼠。。。。。。
以每个采样点不少于5个数据为限盘算所需动物数。。。。。。最好从统一动物个体多次取样，，只管阻止多只动物的合并样本。。。。。。如受其他因素制约，，一只动物不可知足多次取样需要，，由多只动物的数据配合组成一条血药浓度—时间曲线时，，应响应增添动物数，，以反应个体差别对试验效果的影响。。。。。。

（二）给药剂量及给药途径

血药浓度测定一样平常在有用剂量到清静剂量规模内至少选择3个剂量，，其高剂量最好靠近最大耐受剂量，，中、低剂量凭证动物有用剂量的上下限规模选。。。。。。柚辜亮抗诩。。。。。。主要考察在所测试的剂量规模内，，药物的体内动力学历程是属于线性照旧非线性，，以利于诠释药效学和毒理学研究中的发明，，并为新药的进一步开发和研究提供信息。。。。。。漫衍和渗透研究一样平常选择一个有用剂量举行试验。。。。。。
药物经差别途径给药时，，其体内动力学历程差别，，为了更好地提醒药物在人体内的情形，，动物药代动力学研究所用的给药途径和方法，，应尽可能与临床拟用计划一致。。。。。。

（三）样品收罗

采样点简直定对药代动力学研究效果有重大影响，，若采样点过少或选择不当，，获得的效果可能与药物在体内的真真相形爆发较大差别。。。。。。

1. 血样收罗

给药前需要采血作为空缺样品。。。。。。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(峰浓度周围)和消除相。。。。。。一样平常在吸收相至少需要2~3个采样点，，关于吸收快的血管外给药的药物，，应只管阻止第一个点是峰浓度(Cmax)；；；；；在Cmax周围至少需要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一连3~5个半衰期，，或一连到血药浓度为Cmax的1/10~1/20。。。。。。为包管最佳采样点，，在正式试验前，，选择2~3只动物举行预试验，，然后凭证预试验的效果，，审核并修正原设计的采样点。。。。。。

2. 组织样本收罗

参考血药浓度-时间曲线的转变趋势，，选择至少3个时间点划分代表吸收相、平衡相和消除相，，收罗心、肝、脾、肺、肾、胃肠道、生殖腺、脑、体脂、骨骼肌等组织样本举行药物浓度测定。。。。。。收罗时注重样本的一致性和均一性，，即每只动物尽可能在统一部位取样，，以阻止药物在差别部位漫衍差别造成的误差。。。。。。较大的脏器如肝可在预试验时多点取样，，以相识药物在整个脏器的漫衍情形，，阻止误差。。。。。。取样后的组织先经仔细修理，，去掉脂肪、黏膜等外围组织，，准确称重后举行破损、匀浆等处置惩罚。。。。。。

3. 尿样和粪样收罗

将动物放入代谢笼内，，选定一个有用剂量给药后，，按一定的时间距离分段网络尿或粪的所有样品。。。。。。粪样晾干后称重(差别动物粪便干湿差别)，，按一定比例制成匀浆，，纪录总体积，，取部分样品举行药物含量测定。。。。。。
应收罗给药前尿及粪样，，并参考预试验的效果，，设计给药后网络样品的时间点，，包括药物从尿或粪中最先渗透、渗透岑岭及渗透基本竣事的全历程。。。。。。

4. 胆汁网络

一样平常用大鼠在乙醚麻醉下作胆管插管引流，，待动物苏醒后给药，，并以合适的时间距离分段网络胆汁，，举行药物测定。。。。。。

（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。。。。。。生物样品的测试要领包括色谱法、放射性核素标记法、免疫学和微生物学要领。。。。。。应凭证受试物的性子，，选择特异性好、迅速度高的测定要领。。。。。。色谱法包括高效液相色谱法(high performance liquid chromatography，，HPLC)、气相色谱法(gas chromatograph，，GC)和液相/气相色谱liquid / gas chromatograph，，LC/GC)与质谱(mass spectrum，，MS)联用的要领(如LC-MS，，LC-MS/MS，，GC-MS，，GC-MS/MS等)。。。。。。在需要同时测定生物样品中多个化合物的情形下，，LC-MS/MS和GC-MS/MS联用法在特异性、迅速度和剖析速率方面有更多的优点。。。。。。

关于前体药物或有活性(药效学活性或毒理学活性)代谢物的药物，，建设要领时应思量能同时测定原型药和代谢物，，以考察物料平衡，，剖析药物在体内的转归。。。。。。在这方面，，放射性核素标记法和色谱-质谱联用法具有显着优点。。。。。。

应用放射性核素标记法测定血药浓度可配合色谱法，，以包管优异的检测特异性。。。。。。如某些药物难以接纳上述的检测要领，，则可选用免疫学或生物学要领，，但要包管其可靠性。。。。。。

放射免疫法和酶标免疫法具有一定特异性，，迅速度较高，，但原型药与其代谢物或内源性物质常有交织反应，，需提供证听说明其特异性。。。。。。

生物学要领(如微生物法)常能反应药效学实质，，但一样平常特异性较差，，应尽可能用特异性高的要领(如色谱法)举行平行检测。。。。。。

生物样品测定的要害是要领学简直证。。。。。。要领学确证是整个药代动力学研究的基。。。。。。幸┐ρа芯啃Ч家览涤谏镅返牟舛ǎ挥锌煽康囊觳呕贸隹煽康男Ч。。。。。。通过准确度、细密度、特异性、迅速度、重现性、稳固性等研究建设了测定要领，，获得标准曲线后，，在检测历程中还应举行要领学质控，，制备随行标准曲线并对证控样品举行测定，，以确保检测要领的可靠性。。。。。。

（五）数据处置惩罚

动物药代动力学研究的内容多，，所得的种种数据量大，，试验后需汇总的数据如下：

1. 血药浓度和药-时曲线

纪录各个动物在每个时间点的血药浓度，，划分绘制血药浓度-时间曲线；；；；；盘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，，划分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-时间数据和曲线。。。。。。

2. 药代动力学参数

凭证试验中测得的各受试动物的血药浓度-时间数据，，接纳药代动力学专用的盘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(表观漫衍容积)、AUC(血药浓度-时间曲线下面积)和CL(扫除率)等。。。。。。其中，，Cmax、Tmax接纳实测值，，AUC接纳梯形法盘算可以更客观地反应药物在体内的现真相形。。。。。。另外，，统计矩参数如MRT(平均滞留时间)和AUC(0-∞)等，，关于形貌药物药代动力学特征也是有意义的。。。。。。

3. 组织漫衍数据

纪录各组织/脏器吸收相、平衡相和消除相时间点的药物浓度数据；；；；；划分绘制各剂量组、各组织/脏器的血药浓度-时间曲线；；；；；以柱形图等形式汇总和较量各组织/脏器的药物漫衍情形，，剖析药物漫衍的纪律和特点。。。。。。

4. 渗透数据

纪录各时间段网络的尿、粪、胆汁等渗透物中的药物浓度和样品体积或重量，，盘算每个时间段的药物倾轧量、累积量、总倾轧量及经各渗透途径倾轧的药物占总给药量的比例。。。。。。

5. 血浆卵白连系率

测定动物和人在差别药物浓度下的血浆卵白连系率。。。。。。

6. 代谢数据

纪录血浆及种种渗透物中主要代谢物的种类和含量，，剖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，，特殊是细胞色素P450同工酶的诱导或抑制作用。。。。。。

有用整合各项试验数据，，选择科学合理的数据处置惩罚及统计要领。。。。。。如用盘算机处置惩罚数据，，应注明所用程序的名称、版本和泉源，，并对其可靠性举行确认。。。。。。

对所获取的数据举行科学和周全的剖析与评价，，综合叙述药物在动物体内的药代动力学特点，，包括药物吸收、漫衍和消除的特点；；；；；经尿、粪和胆汁的渗透情形；；；；；与血浆卵白连系的水平；；；；；药物在体内蓄积的水平及主要蓄积的器官或组织；；；；；剖析药物在体内的生物转化、消除历程及物质平衡情形。。。。。。剖析药代动力学特点与药物的制剂选择、有用性和清静性的关系，，为药物的整体评价和临床研究提供更多有价值的信息。。。。。。

（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明、药理及毒理研究、临床试验等阶段均有所体现。。。。。。

首先，，在新药筛选和设计的初期，，获得了一系列候选化合物之后，，除了要通过简朴的药效学试验考察其药效活性外，，还要思量药代动力学方面的因素。。。。。。例如，，是否容易转运到药效作用部位(如中枢神经系统用药应能通过血脑屏障)、是否有合适的半衰期、口服吸收是否优异(以便选择合适的给药途径)等。。。。。。代谢途径是否重大也会成为决议是否进一步开发的思量因素，，由于代谢途径重大的药物将增添差别种属及差别人群间的药效与毒性的不可展望性，，给进一步的开发带来难题和危害。。。。。。差别的取代基团可能引起差别的生物转化，，可以通过定向结构刷新来改变药物的药代动力学特征，，使其更有利于临床应用。。。。。。因此在新药筛选当中可选择一些有可能成为候选药物的代表性化合物，，用少量动物或体外试验系统(Caco-2细胞模子、体外肝系统等)举行部分药代动力学研究，，以起源考察其吸收、代谢情形。。。。。。

动物体内药代动力学研究是药理和毒理研究的主要组成部分，，也是非临床药代动力学研究的主体，，在临床条件供了最大宗的药代信息，，来支持对新药的评价和进一步开发。。。。。。

关于立异药物，，临床前要举行代谢方面的研究，，特殊是作为前药的药物，，由于在体内爆发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、数目、代谢途径等举行深入详尽的研究。。。。。。但关于以代谢消除为主的药物，，其代谢的目的仅仅是消除，，代谢物不具有生物活性，，思量到代谢研究的重大和难题，，部分研究(如代谢物的定量)可在临床试验时代完成。。。。。。对代谢酶的影响、药物相互作用等研究，，凭证药物的详细情形，，有些研究可在临床试验前完成，，有些也可在临床试验时代完成，，并且需要连系临床研究的一些效果举行试验设计和综合评价。。。。。。例如在人体药代动力学研究中若发明有显着的种族差别，，或与动物研究效果有种属差别，，可能需要返回来举行代谢途径和代谢酶的研究，，为临床试验效果提供合理的诠释；；；；；若是在Ⅲ、Ⅳ期临床试验中发明所开发的品种与联合使用的其他药物有相互作用，，可能需要返回来考察药物对代谢酶的诱导或抑制作用、药物与卵白连系的竞争或抑制等。。。。。。另外，，通过代谢研究，，可提醒代谢的种属差别，，为合理选择清静性评价的动物提供依据，，若发明人体内可能爆发动物没有的主要代谢物，，则需要举行该代谢物的清静性评价。。。。。。

非临床药代动力学研究在新药的研发与评价中起着主要的桥梁作用。。。。。。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亲近联系的，，通过这些联系，，把这些分支学科连系在一起，，形成新药研发与评价的大学科。。。。。。

非临床药代动力学研究是药剂学研究的主要依据和工具之一，，举行剂型选择时也要思量药代因素，，如口服吸收欠好、首关效应显着的药物不适合做成口服制剂。。。。。？？？？？？梢酝ü┐狭垦芯(生物使用度或生物等效性)来考察制剂处方和工艺的合理性，，例如可通过局部吸收研究考察用于皮肤给药的制剂处方中促渗透剂含量的合理性；；；；；通过动物体内药代动力学较量研究(与常释制剂或已上市缓释制剂较量)来起源考察缓释制剂处方工艺的可行性等。。。。。。另一方面，，剂型特征、详细制剂所使用的辅料、制备工艺等也是影响药代的主要因素，，因此也可以通过药剂学手段改变药物的某些药代性子，，使其更切合临床用药的需求。。。。。。

在药效学方面，，非临床药代动力学研究可提供药物浓度与药效的关系；；；；；说明药效反应的种属差别在药代方面的缘故原由；；；；；提供药物漫衍与药效的关系；；；；；诠释差别给药途径与药效的关系。。。。。。

在毒理学方面，，非临床药代动力学研究可提供药物浓度与毒性反应的关系(毒代动力学研究领域)；；；；；提醒可能的毒性靶器官，，例如在组织漫衍研究中发明骨髓蓄积，，则应思量骨髓可能是毒性靶器官，，在后续毒理试验中要响应增添对造血功效、血细胞形态学的考察指标；；；；；代谢物研究可能提醒毒性作用机制，，例如大剂量对乙酰氨基酚可导致肝坏死，，代谢研究发明对乙酰氨基酚的主要代谢物是羟基化产品，，该羟基化产品与谷胱甘肽连系而解毒，，但在过量的情形下，，剩余的羟基化产品还会与肝细胞内的酶和调理卵白连系，，从而导致肝损伤。。。。。。
非临床药代动力学研究获得的药代动力学参数(如半衰期)、代谢信息(代谢途径、产品、酶等)可为设计和优化临床给药计划提供有关依据。。。。。。