1、第三节第三节 药物非临床药代动力学研究药物非临床药代动力学研究 1 2 药代动力学药代动力学(Pharmcokinetics)Pharmcokinetics)是研究是研究药物在体内处置的药理学分支学科，重点药物在体内处置的药理学分支学科，重点是研究药物的吸收、分布、代谢、排泄四是研究药物的吸收、分布、代谢、排泄四个主要环节。个主要环节。3 非临床药代动力学研究的目的，是揭非临床药代动力学研究的目的，是揭示新药在动物体内的动态变化规律，阐示新药在动物体内的动态变化规律，阐明药物的吸收、分布、代谢和排泄等过明药物的吸收、分布、代谢和排泄等过程的动态变化及其特点，并可定量描述。程的动态变化及其特点，
2、并可定量描述。一、目的意义一、目的意义 4 1 1、为药效学和毒理学评价提供了药物或活性、为药效学和毒理学评价提供了药物或活性代谢物浓度数据，是产生、决定或阐明药效或代谢物浓度数据，是产生、决定或阐明药效或毒性大小的基础；毒性大小的基础；2 2、作为提供药效或毒性靶器官的依据；、作为提供药效或毒性靶器官的依据；3 3、也是药物制剂学研究的主要依据和工具，、也是药物制剂学研究的主要依据和工具，并为设计和优化临床研究给药方案提供有关依并为设计和优化临床研究给药方案提供有关依据。据。5（一）试验目的明确（一）试验目的明确 （二）分析方法可靠（二）分析方法可靠 （三）试验设计合理（包括试验药品、试验动
3、物的选（三）试验设计合理（包括试验药品、试验动物的选择、试验方案、给药途径和给药剂量等）择、试验方案、给药途径和给药剂量等）（四）所得参数全面，满足评价要求（四）所得参数全面，满足评价要求 （五）对试验结果进行综合分析与评价（五）对试验结果进行综合分析与评价 （六）具体问题具体分析（六）具体问题具体分析 二、基本原则二、基本原则 6 1 1、血药浓度、血药浓度-时间曲线时间曲线 2 2、药物的吸收、药物的吸收 3 3、药物的分布、药物的分布 4 4、药物的排泄、药物的排泄 5 5、药物与血浆蛋白的结合、药物与血浆蛋白的结合 6 6、代谢转化试验、代谢转化试验 7 7、对药物代谢酶活性的影响、对
4、药物代谢酶活性的影响 三、三、具体研究项目具体研究项目 7 四、试验设计四、试验设计 （一）总体要求（一）总体要求 1 1、实验药品、实验药品 应提供受试药物的名称、批号、来源、纯应提供受试药物的名称、批号、来源、纯度、保存条件及配制方法。使用的受试药物度、保存条件及配制方法。使用的受试药物应与药效学或毒理学研究使用的一致。应与药效学或毒理学研究使用的一致。8 2 2、实验动物、实验动物 一般采用成年和健康的动物。常用动物有一般采用成年和健康的动物。常用动物有小鼠、大鼠、兔、豚鼠、犬和猴等。小鼠、大鼠、兔、豚鼠、犬和猴等。选择动物的原则如下选择动物的原则如下:9 首选动物：尽可能与药效学和毒理
5、学研究首选动物：尽可能与药效学和毒理学研究一致。一致。尽量在清醒状态下实验，动力学研究最好尽量在清醒状态下实验，动力学研究最好从同一动物多次采样。从同一动物多次采样。创新药应选用两种或两种以上的动物，其创新药应选用两种或两种以上的动物，其中一种为啮齿类动物；另一种为非啮齿类动物。中一种为啮齿类动物；另一种为非啮齿类动物。其他类型的药物，可选用一种动物（首选非啮其他类型的药物，可选用一种动物（首选非啮齿类动物，如犬或猴等）。齿类动物，如犬或猴等）。口服用药不宜选用兔等食草类动物。口服用药不宜选用兔等食草类动物。10 3 3、剂量选择剂量选择 动物体内药代动力学研究应设置至少三个动物体内药代动力学
6、研究应设置至少三个剂量组，其高剂量最好接近最大耐受剂量，中、剂量组，其高剂量最好接近最大耐受剂量，中、小剂量根据动物有效剂量的上下限范围选取。小剂量根据动物有效剂量的上下限范围选取。4 4、给药途径、给药途径 所用的给药途径和方式，应尽可能与临床所用的给药途径和方式，应尽可能与临床用药一致。用药一致。11 （二）生物样本的药物测定方法（二）生物样本的药物测定方法 生物样品的药物测定方法包括色谱法、放射生物样品的药物测定方法包括色谱法、放射性核素标记法、免疫学和微生物学方法。性核素标记法、免疫学和微生物学方法。应根据待测药物的性质，选择特异性好、灵应根据待测药物的性质，选择特异性好、灵敏度高的测
7、定方法。敏度高的测定方法。12（三）具体研究项目（三）具体研究项目 1 1、血药浓度、血药浓度-时间曲线（药时间曲线（药-时曲线）时曲线）（1 1）受试动物数）受试动物数：采用成年健康动物。首选动物尽量与药效采用成年健康动物。首选动物尽量与药效或毒性研究所用动物一致。或毒性研究所用动物一致。尽量在清醒状态下进行。在正式试验前应尽量在清醒状态下进行。在正式试验前应将动物进实验室适应将动物进实验室适应3 3-5 5天。天。口服给药一般给药前口服给药一般给药前1212小时撤食。小时撤食。13 药时曲线的每个时间点有不少于药时曲线的每个时间点有不少于5 5 个数据个数据为限计算所需动物数。为限计算所需
8、动物数。最好从同一动物多次取样，尽量避免用多最好从同一动物多次取样，尽量避免用多只动物合并样本。只动物合并样本。多只动物合并样本应相应增加动物数，以多只动物合并样本应相应增加动物数，以减少个体差异对试验结果的影响。减少个体差异对试验结果的影响。14 受试动物采用雌雄各半，如发现药动学存受试动物采用雌雄各半，如发现药动学存在明显的性别差异，应增加动物数以便了解在明显的性别差异，应增加动物数以便了解药物在雌雄动物体内的药动学的差异情况。药物在雌雄动物体内的药动学的差异情况。对于单一性别用药，可选择与临床用药一致对于单一性别用药，可选择与临床用药一致的性别。的性别。15（2 2）采样点的确定）采样点
9、的确定：给药前采血作为空白样品。给药前采血作为空白样品。给药后的一个完整的血药浓度给药后的一个完整的血药浓度-时间曲线，时间曲线，应包括药物的吸收相、平衡相和消除相，采样应包括药物的吸收相、平衡相和消除相，采样点的设计应兼顾到这三个时相。点的设计应兼顾到这三个时相。16 一般在吸收分布相至少需要一般在吸收分布相至少需要2 2 个采样点，个采样点，平衡相至少需要平衡相至少需要3 3 个采样点，消除相至少需个采样点，消除相至少需要要6 6 个点。整个采样时间至少应持续到个点。整个采样时间至少应持续到35 35 个半衰期，或持续到血药浓度为个半衰期，或持续到血药浓度为Cmax Cmax 的的1/10
10、1/10-1/20 1/20。17 在正式试验前，选择在正式试验前，选择2 2-3 3 只动物进行预试只动物进行预试验，然后根据预试验的结果，审核并修正原设验，然后根据预试验的结果，审核并修正原设计的采样点。计的采样点。若口服给药，一般在给药前应禁食若口服给药，一般在给药前应禁食12 12 小时小时以上，以排除食物对药物吸收的影响。以上，以排除食物对药物吸收的影响。18 （3 3）药代动力学参数的估算）药代动力学参数的估算：将试验中测得的各受试动物的血药浓度将试验中测得的各受试动物的血药浓度-时时间数据分别进行药代动力学参数的估算，求得间数据分别进行药代动力学参数的估算，求得受试物的主要药代动
11、力学参数。受试物的主要药代动力学参数。要提供的基本数据：要提供的基本数据：19 静脉注射静脉注射给药，应提供给药，应提供t1/2 t1/2（消除半衰消除半衰期）、期）、Vd Vd（表观分布容积）、表观分布容积）、AUC AUC（血药血药浓度浓度-时间曲线下面积）、时间曲线下面积）、CL CL（清除率）清除率）等参数值；等参数值；血管外血管外给药，除提供上述药代参数外给药，除提供上述药代参数外,尚应提供尚应提供CmaxCmax（高峰浓度）高峰浓度）,TmaxTmax（达峰达峰时间）和时间）和KaKa（吸收速度）等药代参数吸收速度）等药代参数,以反以反应药物吸收的规律。应药物吸收的规律。20 2
12、2、药物的吸收、药物的吸收 对于经口给药的创新性药物，应进行整体对于经口给药的创新性药物，应进行整体动物，以及在体或离体肠道吸收试验以阐述动物，以及在体或离体肠道吸收试验以阐述药物吸收特性；口服等制剂要提供其生物利药物吸收特性；口服等制剂要提供其生物利用度参数。用度参数。对于血管外给药的水溶性药物，应提供其对于血管外给药的水溶性药物，应提供其绝对生物利用度。绝对生物利用度。21 3 3、药物的分布、药物的分布 选用大鼠或小鼠做组织分布试验较为方便。选用大鼠或小鼠做组织分布试验较为方便。通常选择一个剂量（一般以有效剂量为宜）给通常选择一个剂量（一般以有效剂量为宜）给药后，至少测定药物在心、肝、脾
13、、肺、肾、药后，至少测定药物在心、肝、脾、肺、肾、胃肠道、生殖腺、脑、体脂、骨骼肌等组织的胃肠道、生殖腺、脑、体脂、骨骼肌等组织的浓度，以了解药物在体内的主要分布组织。浓度，以了解药物在体内的主要分布组织。22 4 4、药物的代谢、药物的代谢 分离鉴定体液中的代谢产物。分离鉴定体液中的代谢产物。创新药，需了解在体内的代谢转化情况，创新药，需了解在体内的代谢转化情况，确定主要代谢转化途径。确定主要代谢转化途径。FDAFDA规定，当代谢产规定，当代谢产物累积超过剂量的物累积超过剂量的1%1%时应分析代谢物。时应分析代谢物。23 对作为前药的新药对作为前药的新药,除对其代谢途径和除对其代谢途径和主要
14、活性代谢物结构确证外主要活性代谢物结构确证外,尚应对原药尚应对原药和活性代谢物进行系统的药代动力学研究。和活性代谢物进行系统的药代动力学研究。可结合体外研究，观察可结合体外研究，观察肝肝、肾等组织匀、肾等组织匀浆、细胞悬液、微粒体或灌流器官对药物浆、细胞悬液、微粒体或灌流器官对药物的代谢作用。的代谢作用。24 4 4、药物的排泄、药物的排泄 确定主要排泄途径，如尿、粪、胆汁、呼确定主要排泄途径，如尿、粪、胆汁、呼吸气体、乳汁等，测定排泄速度和排泄量。吸气体、乳汁等，测定排泄速度和排泄量。1 1）尿和粪的药物排泄：尿和粪的药物排泄：一般采用小鼠或大鼠，要将动物放入代谢一般采用小鼠或大鼠，要将动物
15、放入代谢笼内，选定一个有效剂量给药后，按一定的时笼内，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。间间隔分段收集尿或粪的全部样品。25 2 2）胆汁排泄：胆汁排泄：一般用大鼠在乙醚麻醉下作胆管插管引流，一般用大鼠在乙醚麻醉下作胆管插管引流，待动物清醒后，以各种途径给药，并以合适待动物清醒后，以各种途径给药，并以合适的时间间隔分段收集胆汁，进行药物测定。的时间间隔分段收集胆汁，进行药物测定。如果主要以原形从胆汁排泄，要进一步观如果主要以原形从胆汁排泄，要进一步观察肝察肝-肠循环肠循环 3 3）其它途径排泄其它途径排泄 26 5 5、药物与血浆蛋白的结合、药物与血浆蛋白的结合
16、 研究药物与血浆蛋白结合的方法有平衡研究药物与血浆蛋白结合的方法有平衡透析法、超过滤法、分配平衡法、凝胶过滤透析法、超过滤法、分配平衡法、凝胶过滤法、光谱法等。法、光谱法等。27 根据药物的理化性质及实验室条件，可选根据药物的理化性质及实验室条件，可选择使用一种方法进行三个浓度（包括有效浓择使用一种方法进行三个浓度（包括有效浓度）的血浆蛋白结合试验，每个浓度至少重度）的血浆蛋白结合试验，每个浓度至少重复试验三次，以了解药物的血浆蛋白结合率复试验三次，以了解药物的血浆蛋白结合率是否有浓度依赖性。是否有浓度依赖性。28 对蛋白结合率高于对蛋白结合率高于90%90%以上的药物，进以上的药物，进行体外药物竞争结合试验，即选择临床上行体外药物竞争结合试验，即选择临床上有可能合并使用的高蛋白结合率药物考察有可能合并使用的高蛋白结合率药物考察对所研究药物蛋白结合率的影响。对所研究药物蛋白结合率的影响。29 6 6、对药物代谢酶活性的影响、对药物代谢酶活性的影响 对于创新药，应观察药物对细胞色素对于创新药，应观察药物对细胞色素P450 P450 同工酶的诱导或抑制作用。在临床前阶段可以同工酶的诱导或抑