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1、第十六章、药物动力学在新药开发中的应用,药物研究技术指导原则化学药物非临床药代动力学研究技术指导原则,一 临床前药物动力学基本要求,试验药品质量稳定、与药效学和毒理学研究所用试验药品一致实验动物给药途径和给药剂量取样时间点安排药时曲线数据处理,动物选择与注意事项,必须采用成年、健康动物。常用动物为大鼠、小鼠、兔、豚鼠,狗等。首选动物与性别尽量与药效学或毒理学研究所用动物一致。尽量在清醒状态下进行。动物进实验室应饲养35 d再开始实验。,动物选择与注意事项,必须采用成年、健康动物。常用动物为大鼠、小鼠、兔、豚鼠,狗等。首选动物与性别尽量与药效学或毒理学研究所用动物一致。尽量在清醒状态下进行。动物
2、进实验室应饲养35 d再开始实验。,给药途径,给药途径要选择拟在临床上用的途径(如有特殊情况,要加以说明）,给药剂量,高剂量：接近最大耐受剂量中、小剂量：动物有效剂量的上、下限考察药代过程是否线性解释药效和毒性,二 临床前药物动力学研究具体研究项目,血药浓度-时间曲线吸收单次、多次给药分布血浆蛋白结合率药物生物转化药物排泄对药物代谢酶活性的影响,血药浓度-时间曲线,1.剂量的选择：在有效安全范围内，要选择三种剂量2.给药后取血时间应注意到下列三个相的时间点分布,先做预试,摸索各自范围。334 血管外给药,吸收相、平衡相和消除相。 实验观察期不小于3个半衰期3.口服给药,一般在给药前禁食12 h
3、。研究口服给药,不宜选用兔和反刍动物如羊等。4.最好从同一动物多次采样,尽量避免用多只动物合并样品。,药时曲线及数据处理,1.要提出描述血-药时程的数学表达式,并确定其参数,对线性房室模型,一般要提供:静脉注射:T1/2、k、V、Cl、AUC.血管外给药:ka、Tmax 、Cmax、Tl/2、AUC、非线性过程:常以Michaelis-Menten式表达,要提供Vm及km值。2.如用电子计算机处理数据,应指出所用程序名称。,实验报告材料,1.每只动物、每个时间点的原始数据、均值及标准差。2.比较曲线拟合计算值与观测值的符合程度。,药物的分布,选用大鼠或小鼠做分布试验较为方便。选择一个剂量(一般
4、为治疗剂量)后,、至少测定药物在心、肝、脾、肺、肾、胃肠道、生殖腺、脑、体脂、骨髓肌等组织的分布。特别注意药物在靶器官/靶组织(包括药效学与毒理学)的分布。取样的代表性。以药-时曲线作参考,选2-3个时间点分别代表分布相(或吸收相)、平衡相和消除相的药物(分布消除相组织分布必须包括在内)。每个时间点的组织,必须有至少5只动物的数据。,药物的分布,拟通过改进剂型而增加组织分布的药物，应该提供改进剂型与原剂型比较的组织分布研究，以支持其立题依据。,药物与血浆蛋白的结合,研究药物与血浆蛋白结合的方法很多,如平衡透析法、超滤法、超速离心法、凝胶过滤法等其中以平衡透析法最简单、经济,但较费时,一般约需2
5、4 h方达平衡,最好置冷室进行,以免药物或蛋白质破坏。,血浆蛋白结合的百分数计算,如按各种透析法进行实验,应按下式计算药物与血浆蛋白结合的百分数。结合百分数=1-（滤出液(自由形)浓度/总浓度）100,注意事项,(1)药物与血浆蛋白结合程度受很多因素影响,如血浆pH、血浆浓度、药物浓度等。血浆pH应固定为7.4,至少选择三个血药浓度(包括有效浓度在内)进行实验。(2)必须证明药物与半透膜本身有无结合,应做对照予以校正。 (3)可被血浆转化的药物,要加少量酶抑制剂,以终止其转化。(4)建议进行比较试验(5)蛋白结合率高于90%以上的药物，建议开展体外药物竞争结合试验。,药物的代谢,转化类型、代谢
6、途径、代谢物结构及量、代谢酶等对药物代谢酶的影响应观察药物对细胞色素P450同功酶的诱导或抑制作用应用肝微粒体技术 ，了解代谢相互作用或种族差异。,药物的排泄,1.尿和粪的药物排泄试验 2.胆汁排泄:,1、尿和粪的药物排泄试验,要将动物放入代谢笼内,给药后不同时间间隔收集尿或粪全部样品。记录尿体积,混匀,取一部分样品,测定药物浓度。尿、粪应每隔一定时间收集1次,以测定药物经此途径排泄的速度,2、胆汁排泄,一般用大鼠在麻醉下作胆管插管引流;待动物清醒后,以各种途径给药,并以合适的时间间隔分段收集胆汁,进行药物测定。,总 结,通过全面实验观察,要对该药在动物体内的药代动力学特点做综合性论述。包括吸
7、收、分布、代谢、排泄的特点,自尿、粪、胆汁的排泄情况,有无蛋白结合,结合百分数,有无蓄积,在什么器官或组织蓄积,蓄积程度等。如首次发现的新药,应对药物的主要去向做探讨,以免积蓄中毒。,三 新药临床药物动力学的基本内容与要求,临床药物动力学研究的GCP要求受试药物的要求受试者的选择剂量的确定药时曲线的数据的测定药时曲线的数据的处理新药临床药物动力学研究报告,药物在生物样品中的分离与测定,建立一个专属性强、准确、重现性好、灵敏的测定方法 (一)专属性(二)精密度(重现性)(三)标准曲线(四)回收率(准确度)(五)灵敏度(六)生物样品稳定性,日内、日间精密度,用RSD%表示药物加入生物样品中反复测定
8、的相对标准偏差,在实际所用标准曲线(至少三个浓度)范围内,日内变异系数争取达到5%以内,但不能越过10%或20%(ng水平)。,标准曲线及回收率,1.要指明药物的化学纯度。2.要制备药物在血、尿、粪、胆汁及组织匀浆等中的标准曲线,每条标准曲线在应用浓度范围内,最少包含六个药物浓度;并指出其相关系数。3.要注意不同组织的空白干扰及回收率可能不同，绝对回收率不低于50。,灵敏度,一般以ng(或g/ml)生物样品表示。要求能测出35个半衰期后的血药浓度或者能检测出Cmax的1/10浓度。,分离及测定方法,1.根据实验室条件,首选先进的HPLC、GC等分离方法,以及紫外、荧光等测定方法2.用放射性核素
9、标记药物,在用前要进行纯度检查,放化纯度要95%。定位标记要指明标记位置。3.放射免疫法和酶标免疫法具有一定特异性,灵敏度高,但原药与其代谢产物或内源性物质常有交叉反应,需提供证据,说明特异性。4.生物检定法常能反映药效学本质,一般特异性较差,最好用特异性高的方法予以对比、证明,否则要加以说明。,第二节 生物利用度与生物等效性评价,生物利用度(bioavailability,BA)是指药物吸收进入大循环的速度与程度。 生物利用度可分绝对生物利用度与相对生物利用度。绝对生物利用度是以静脉注射制剂为参比标准,通常用于原料药及新剂型的研究相对生物利用度则是剂型之间或同种剂型不同制剂之间的比较研究,一
10、般是以吸收最好的剂型或制剂为参比标准。,绝对生物利用度和相对生物利用度,绝对生物利用度相对生物利用度,生物等效性,在相同实验条件下,给予相同剂量的药剂等效制剂,它们吸收的速度与程度没有明显差别的产品叫生物等效产品。当吸收速度的差别没有临床上的意义时,某些药物制剂其吸收程度相同而速度不同,也可认为生物等效。,药剂等效性,药剂等效性是指同一药物相同剂量制成同一剂型,但非活性成分不一定相同,在含量、纯度、含量均匀度、崩解时间、溶出速率符合同一规定标准的制剂。,生物等效性与药剂等效性不同,二者的主要区别药剂等效性没有反映药物制剂在体内的情况生物利用度或生物等效性的研究,反映了药物制剂的生物学标准,对临
11、床疗效提供直接的证明,意 义,它是药物制剂质量的重要指标,是新药开发与研究的基本内容药典及部颁标准收载的药物,改变剂型而不改变给药途径,测定生物利用度有更重要的意义,可以免作临床验证。有些药物临床指标不够明确而生物利用度的测定更显重要。,AUC Tmax Cmax,血药浓度-时间曲线下面积AUC与药物吸收总量成正比,因此它代表药物吸收的程度。达峰Tmax表示吸收的速度。峰浓度Cmax是与治疗效果及毒性水平有关参数,也与药物吸收数量有关。Cmax太大,超过最小毒性浓度,则导致中毒。若Cmax达不到有效浓度,则无疗效。,要求进行生物利用度的药物,(1)新开发的药物产品,特别是口服制剂。(2)改变剂
12、型的产品 (3)改变处方与工艺的产品(仿制产品)。,有必要进行生物利用度研究,1.预防与治疗严重疾病的药物2.治疗指数窄的药物治疗指数是毒性浓度与有效浓度的比值3.水溶性低的药物水溶解度低于5mg/ml4.溶解速度慢的药物5.有胃肠道中生物转化或在胃肠中不稳定的药物 6.有特殊理化性质的药物如多晶型药物,溶剂化物、粒度影响吸收的药物7.赋形剂比例高的产品,免做生物等效性试验的药物,有些国家市售非处方药物:其中包括维生素类的保健用品;经有关主管部门批准免作临床试验的新非处方复方制剂;长期使用后安全系数大的处方药物转变为非处方药物,2 评价(测定)生物利用度的方法,血药浓度法尿药浓度数据法 (7个
13、半衰期),生物利用度(生物等效性)的实验设计,研究单位分析方法的指标与要求研究对象受试制剂与参比制剂试验设计洗净期给药剂量与方法采样点的确定结果处理,分析方法的指标与要求,测定方法要求专属性强、准确性高、精密、灵敏的分析方法。要求绝对回收率不低于70%,日内、日间相对标准偏差(RSD%)小于10%,浓度很低(如ng水平),也可小于15%或20%并提供分析方法的最低检测浓度。,研究对象,一般在人体内进行。应选择健康自愿者,受试者应在各种条件一致的情况下进行。(个别毒性大的药物如抗癌药,可以采用动物) 受试者选择条件:年龄一般1840岁,男性,体重为标准体重, 受试者应经过肝、肾功能及心电图等项检
14、查,试验前停用一切药物, 试验期间,禁忌烟酒。受试者人数,可考虑18例。国外一般用24例。新药研究到底选用多少例,应根据卫生行政部门颁布指导原则的规定确定,不得随意制订。,供试制剂与参比制剂,受试制剂应是中试以上规模生产出来的,国外规定为大生产批量的10%或10万片以上的规模。绝对生物利用度研究,需选择静脉注射剂作为参比制剂。选用已批准上市的、质量优良的同类剂型或相关剂型产品为参比制剂。应该说明,上述已批准上市系指国内经批准上市与国外产品经我国卫生部门批准在我国上市的产品,单剂量给药计划,如受试制剂与参比制剂两种进行比较则采用两制剂双周期随机交叉试验设计两周期间称洗净期,一般不小于药物7个半衰
15、期,通常一周给药剂量一般应与该制剂临床治疗剂量一致,且被受试制剂与标准制剂总剂量应相等。如非临床治疗剂量,应提供剂量设置的足够依据。若剂量不等应说明原因对非线性动力学的药物要用两个不同剂量进行试验,具体方案,受试者禁食10 h后,早晨空腹时以200 ml水将药吞服,服药后4 h时统一食谱的标准餐。整个采样时间至少35个半衰期。如果药物半衰期未知,采样需持续到血药浓度为峰浓度的1/101/20。,采样安排,根据预试验结果进行,一个完整的口服血药浓度一时间曲线,应包括吸收相、平衡相与消除相。服药前采样一次,吸收相与平衡相各采样3次,消除相采样48次,总数1115次。对个别药物,若采样次数较少,应说
16、明理由,单剂量试验结果处理,列出受试制剂与参比制剂每一个受试者的血药浓度与时间的原始数据,同时计算平均值与标准差,列表并作图计算每各受试者生物利用度或生物等效性有关参数,并求出平均值与标准差,列表,AUCo-t用梯形法计算。T1/2=0.693/KCmax、Tmax通过实验数据直接求出,生物利用度的计算,绝对生物利用度与相对生物利用度：用药时曲线下面积的数据进行计算。,多次给药计划(多剂量给药计划),缓释、控释制剂除进行单剂量试验外,还要求进行多次给药试验多次给药同样采用交叉试验设计,洗净期一周,受试者选择、人数、制剂、分析方法等研究条件与单剂量法相同,缓释、控释制剂按设计要求给药(如每天一次
17、或二次),若参比制剂为普通速释制剂,则按临床常规方法给药(如每天二次或三次) ；,具体方案,连服一定时间，不少于待测药物7个半衰期后,开始测定谷浓度,至少测三次,以确证达到稳态。达稳态后至少要测定一个剂量间隔的血药浓度-时间曲线,特别要注意测定给药前(0时间)与剂量间隔末(时间)的血药浓度,其他采样时间可参考单剂量实验安排,以便求得生物利用度最好能测定达稳态后全天服药的血药浓度-时间曲线,特别对那些在一天内吸收与处置容易发生节律变化的药物。,多剂量试验的结果处理,实验数据整理与单剂量试验相同。然后计算每一个受试者生物利用度或生物等效性有关参数,并求出平均值与标准差,列表。,结果统计分析,试验结
18、果应进行统计分析,并作出判断。相对生物利用度值差异在土20时,一般认为可以被接受。生物等效性标准是受试制剂生物利用度的参数AUC平均值的90%可信限, 应落在参比制剂的80-125%置信区间之间。Cmax则在70%-145之间。,生物等效性统计分析,统计分析宜采用方差分析、双单侧检验、置信区间、内叶斯分析等由于AUC,因不呈正态分布,应先将其进行对数转换,才可进行方差分析。,方差分析,方差分析方差分析是检验差异的传统方法,且为其它方法的基础。方差分析的统计假设是:样品的随机化;方差齐性;统计模型的可加性;残差的独立性和正态性。,在生物等效性评价中方差分析的基础是,受试者的选择与分配应是随机的。
19、试验组与参比组的误差来源和影响因素应当相等或至少相当。误差的作用具有加和性,如受试者、周期间、药物间的作用应该具可加性,且上述作用之间无交互影响。实验数据应是正态分布。,若满足不了上述条件需采用其它措施，如数据的对数转换符合上述条件。许多生物学资料是非正态分布,接近于对数正态分布。由血药浓度数据计算出的AUC和Cmax趋于偏态分布,它们的变异随平均值增大而增大,对数转换后可改善这种情况,使其变异与平均值无关,方差分析用来检验试验组与参比组组内与组间差异,评价受试者、试验周期、制剂间的变异和其它试验设计的变异。一般差异的显著性水平定为0.05。方差分析是显著性检验,不是等效性检验。,双单侧检验(
20、two one-sided test),双单侧检验用于可信限检验,确定受试制剂与参比制剂生物利用度参数平均值的差异是否在允许范围内。,置信区间,置信区间分析生物等效性分析中常用90%的置信区间分析即为受试制剂的生物利用度有90的可能性在此范围之间。,影响生物利用度的因素,剂型的影响药物在胃肠道内的代谢分解肝脏首过作用受试者本身变易的影响,剂型的影响,同种药物不同剂型,生物利用度往往不同。同种剂型,由于处工艺不同,有时生物利用度也不同产生这种现象的原因,主要剂型的性质与处方组成影响药物的吸收。这个问题是当前某些产品质量存在的主要问题,应通过改进剂型设计和制剂处方加以解决。,药物在胃肠道内的代谢分
21、解,某些药物在胃肠道内停留时间较长,易受胃肠内微生物或酶的作用而发生代谢分解,使生物利用度降低。,肝脏首过作用,心得安、利多卡因等药物均有一定程度的肝脏首过作用首过作用的程度,可以用药物口服或静注后得到的曲线下的面积来预测。,受试者本身变易的影响,测求生物利用度,应进行交叉试验,以消除受试者之间药物清除率(KV)的变异。但是有时这些研究仍受到受试者本身变异的影响,也就是同一受试者对同次数所给药物消除作用不完全相同,药物消除变异越大,F或Fr估算的标准差也越大。为了减少个体自身差异性的影响,一般假设分布容积不变,而校正消除速度常数或半期的差别。这就是半衰期校正法,研究目的及内容,临床前进行药物动力学研究,目的在于了解新药在动物体内动态变化的规律及特点,给临床合理用药提供参考;其内容包括药物的吸收、分布、排泄、蛋白结合等。根据数学模型,求算重要的药物动力学参数,
