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1、新药药代动力学研究,北京大学 医学部 基础医学院 药理系 楼 雅 卿,新药药代动力学研究,药理学(Pharmacology)药效学(Pharmacodynamics)(药理作用、作用机制和毒、副作用)药代动力学(Pharmacokinetics)(药物吸收、分布、代谢和排泄,ADME).,新药药代动力学研究,非血管途径给药-吸收过程|血管给药-进入血液循环-分布和消除|(代谢,排泄)进入药物作用部位及其他组织|临床药理效应或毒性反应,新药研究、开发及上市的药代动力学研究,1.非临床(动物)的药代研究:*先导化合物药代研究.(筛选)*入选化合物的药代研究.2.临床药代动力学研究*I期临床药代动力
2、学研究.(以正常受试者 为试验对象)*II、III及IV临床药代动力学研究(包括特殊 人群、病人为试验对象),新药药代动力学研究,1.化学药物临床前药代动力学研究技术指导 原则(试行).2.速释、缓释、控释制剂临床前药代动力学研究指导原则(试行).3.新生物制品临床前药代动力学技术指导原则(试行).4.化学药物临床药代动力学研究技术指导原则(试行).5.化学药物制剂人体生物利用度和生物等效性研究技术指导原则(试行).6.新生物制品临床药代动力学研究指导原则(试行).,新药早期(先导化物)研究:,1.有效性：选择作用。2.安全性:*肝毒性。*三致试验。*Q-Tc不利影响-心脏毒性。3.药代研究:
3、*吸收试验-Coca-2细胞通透性试验或整体动物试验。*P-糖蛋白转运-药物吸收、分布和排泄相关。*药物代谢:,新药早期药代研究,1.采用肝微粒体、肝细胞或肝灌流法研究药物代谢途径和药酶.2.P450酶系统及及亚型分析.3.整体动物试验.4.计算机模拟代谢物分析.,临床前（动物）药代动力学研究,目的：探讨新药在动物体内的规律和特点。2为新药研制和开发前景提供信息。3为临床试验设计提供依据。,进行临床前药代动力学的基本要求,1.试验目的明确.2.分析方法可靠.3.试验设计合理.4.试验数据科学、全面、能满足新药评价要求.5.实事求是总结分析试验结果,作出客观 的评价.,建立分析方法。血药浓度经时
4、变化:*单剂量给药试验。*多剂量给药试验等。药物吸收。蛋白结合率:求结合型/非结合型药物比值。组织分布。排泄试验:药物从尿、粪便和胆汁排泄。,研究内容:,7.药物生物转化（代谢）:*代谢部位。*代谢方式(途径)。*药物代谢酶。*代谢产物。8.细胞色素P450酶(CYP)抑制和诱导作用。9.可能发生的药物相互作用。,研究内容:,药品注册中临床前药代研究的技术要求:,常用的药物含量分析方法1.色谱法:1)高压液相色谱法(HPLC)HPLC-UV HPLC-F HPLC-ECD HPLC-MSn(LC-MSn)2)气相色谱法(GC)GC-FID GC-NPD GC-ECD GC-MS,2.免疫法:放
5、射免疫法(RIA)酶免疫法(EMIT,ELISA等)萤光免疫法(FIA)萤光偏振免疫法(FPIA)3.生物测定法:*微生物测定法*靶酶或靶细胞测定法4.放射性同位素示踪法:3H-,14C-,125I-,131I-5.稳定同位素示踪法:2H-,13C-,15N-,18O-等。,常用的药物含量分析方法,分析方法学研究的考察,1.特异性:证明测定的物质为原形药物或其活性代谢,能排 除内源性及其他外源性物质的干扰。2.灵敏度:用最低检测浓度(LLOQ)表示。通常为标准曲线的最小浓度,要求能测出3-5个消除t1/2或Cmax 的1/10或1/20的血药浓度。3.标准曲线制备:至少包括5个药物浓度点,应能
6、覆盖生物样品的浓度范围,不得外推。提供标准曲线性方程式和相关系数(r 0.99)。测定不同生物样品时应提供不同生物样品的药物标淮曲线。,4.精确度:方法回收率表示。选择高、中、低三个浓度。回收率在80-120%范围内。5.精密度:用相对标准误差(RSD)表示。选择高、中、低三个浓度,求日内和日间精密度,应10-20%。6.样品稳定性。7.质控。,对分析方法学研究考察,试验药品,1.药品的正式名称.2.药品的纯度、批号和来源.3.保存条件.4.试验用药品的配制方法,应和药效学及毒理学试验一致.,试验动物选择,*两种动物:小鼠、大鼠或兔,beagle犬或猴等。*口服药物试验不选用家兔。*选用动物应
7、与药效及毒理试验一致。*最好选用一种能多次采取血样,制成药-时曲线的动物.*试验动物数,每个时间点不少于5个数据,雌雄各半.*生物制品试验应选能产生相应活性动物或与人源蛋白同源性高的动物,如猴,相应转基因动物等。,血药浓度经时变化试验目的和内容,目的:探讨药物吸收,分布和消除的动力学规律和特点。,试验内容:*单剂量给药。*多剂量给药。*口服药物的绝对生物利用度。*进食对口服药物吸收的影响。*性别因素的影响。,剂量的确定和给药途径,1.高、中、低三种剂量:*主要参考动物药效学和毒理试验剂量(ED50,TD50,LD50,慢毒剂量),*选择其有效剂量范围内,高、中、低三个剂量,高剂量不能 最大耐受
8、量(MTD)。2.给药途径应与药效学、毒理学及以后临床给药途径一致。,1.采样点应能反映药物吸收、平衡/分布和消除三个时相的动力学规律。2.吸收相至少2个采血点.3.平衡相至少3个点.4.消除相为4-6个点.应能反映35个消除半衰 期或1/10或1/20的Cmax。5.求得一条完整的药 时曲线。,图1.大耳白家兔单次静脉注射三种剂量（10mgkg-1，20mgkg-1，30mgkg-1）A1998脂肪乳后平均药-时曲线比较。,药代参数的估算,*国内多选用3P97软件或其他公认的药代动力学程序软件来估算药代动力学参数。*可采用房室模型或非房室模型程序。*主要药代动力学参数有：血管给药:提供 t1
9、/2,Vd,CL和AUC等参数。血管外给药:除上述参数外,尚应提供MRT,Cmax,Tmax,和F值。,家兔静注三种剂量A1998后的药代动力学参数(n=5),参数 10 20 30(mg)T1/2(h)0.360.06 2.670.58 2.362.87 V(c)(L/kg)4.400.57 6.111.36 5.392.40 AUC(ugml/h)1.130.24 4.460.96 6.141.19 CL(mgml.h-1)11.02.56 5.170.82 5.582.79,提供资料,1.各组(各个)的药-时数据和曲线图及其平均值.2.各组(各个)的药代参数及其平均值.3.试验结果分析和
10、讨论:*吸收的规律和特点.*血药浓度和剂量相关性.*药物消除动力学的特点.*药物体内分布特点.,多次给药试验,药品在临床需长期给药及呈蓄积倾向时,应进行多次给药试验.1.选用一种有效剂量.2.确定给药间隔时间和给药次数.3.测定3次Cmin,求稳态药-时数据和曲线.4.求算t1/2,AUCss,Cmin,Cav和DF值等.5.比较单、多次给药试验结果:药代规律的差别和蓄积性.,单剂量和多剂量口服加替沙星的药代参数,药代参数 单剂量 多剂量(10d)_ Cmax(mg.L-1)3.390.56 3.510.93 Cmin(mg.L-1)0.230.10 0.290.16 Tmax(h)0.90.
11、29 1.150.41 AUC(mg.h.L-1)20.264.24*26.164.53 t1/2(h)7.251.50 7.690.81 Vd(L)102.2732.12 97.2419.23 CL(L.h-1)19.144.24*16.722.93_,血管外给药的药物吸收试验,1.体外Coca-2细胞模型试验.2.在体肠道试验.3.整体生物利用度试验:*绝对生物利用度试验.*相对生物利用度试验.,药物的组织分布,目的：探讨药物在组织分布规律,亲和力及与药效和毒性的相关性。,通常选用大鼠或小鼠。一种有效剂量。13种组织,根据药品特点相应增加。(肺,脾,肝,心,肾,脑,肌,平滑肌,脂肪,生殖器
12、,骨髓等)至少三个采样时间点,反映其动力学规律。,组织分布,5.除提供试验数据外,应分析组织/血中药物浓度的比值。6.特别注意药物浓度高、蓄积时间长及在靶器官的组织分布.7.采用同位素示踪法时,尽可能提供给药后不同时相的整体放射自显影图像.,药物的血浆蛋白结合率试验,采用透析法,超滤法等。高,中,低三种药物浓度,应接近体内浓度。两种动物和人血浆。,A1998的蛋白结合率 浓度(ug/ml)大鼠 人 6 66.049.8 97.541.78 8 75.832.8 93.158.32 10 77.943.73 97.931.94,药物排泄试验,目的：探讨药物排泄途径,排泄总量,排泄高峰,排泄终点的
13、规律和特点。,大鼠,一种有效剂量内容:粪便,尿和胆汁排泄试验主要排泄途径、排泄速率和排泄量(至药物排泄结束为止)。注意原形药排泄累积总量占剂量的百分比,物料平衡问题。是否存在肝肠循环,胃肠循环等现象。,药物生物转化(代谢),如原形药在体内生成大量具有药理活性代谢物,并其排泄总量 50%时,则应进行初步药物代谢试验,代谢部位。代谢途径和药物代谢酶。主要代谢物M1,M2,M3.等。如为前药,要确定主要代谢物的化学结构,代谢物合成,药理活性和PK试验。,药酶诱导和抑制作用,测定药物对肝微粒中P450总量的影响.肝微粒体酶促动力学试验(应用巳知被CYP1A2,2C9,2C19,2D6和 3A4等药酶催
14、化的药物进行试验)或药酶抗体反应试验,研究:*药物代谢酶。*药酶诱导作用。*药物抑制作用。,CYP 典型底物 Km IC50 Ki1A2 非那西丁 54 1000 519.22A6 双香豆素 0.34 1000 253.7 2C9 甲苯磺丁脲 120 532 290.22C19 S-美芬妥英 36.1 1000 419.32D6 异喹胍 57.5*53.3*39.9*2E1 氯唑沙宗 30.4 146 55.23A4 红霉素 55.8*56.5*39.1*,药酶诱导作用和抑制作用,讨论和结论,除试验结果小结外,应结合药效学和毒理进行分析讨论.如:,吸收规律,BA。消除动力学规律。性别,进食及用
15、药持续时间对药代的影响。药物蛋白结合率、组织分布亲和力和药效,毒性的相关性。排泄和吸收的平衡,蓄积性。代谢特点,和药效,毒性相关性,相互作用等。,新药、新制剂的生物利用度/生物等效性试验研究,*生物利用度(Bioavailability,BA)是以药物浓度-时间曲线下面积(AUC)为基础,反映药物在体内的吸收程度和速度.绝对生物利用度:F=AUCpo/AUCiv100%相对生物利用度:F=AUC(试验制剂)/AUC(参比制剂)100%*生物等效性(Bioequivalancy,BE)是指一种药物的不同制剂在相同的实验条件下,其体内吸收程度和速度无显著性差异.,BA和BE的意义和应用,确定新药的
16、给药途径.确定新药的剂型(包括处方的筛选).新剂型,特殊剂型的研究(缓、控释制剂,脂质体制剂等).仿制制剂的研制(制剂工艺,药物粒径等).不同条件下,同一药物在体内吸收程度和速度的比较,说明各种因素对药物吸收和血药浓度的影响,以指导临床用药.如进食,食物,疾病,药物相互作用等.,生物利用度试验-临床前(动物)生物利用度试(生物药剂学),血药浓度检测方法同前。受试对象:动物-Beagle 犬(6只),大鼠等。3.药物制剂:受试制剂-研究的制剂。4.参比制剂-巳批准上市的主导药物剂型。5.试验设计:通常采用两制剂双周期交叉试验(二种制剂)或33拉丁方试验设计(三种制剂)。,剂量:一般应用有效剂量.
17、不同剂型(制剂)和研究目的,试验内容要求不同:*普通制剂:单剂量给药交叉试验。*特殊剂型,缓,控释制剂:单剂量或多剂量给药交叉试 验。,药代参数估算单剂量试验主要药代参数:用房室模型或非房室模型求药代参数,但其中 a)AUCo-t 以梯形法计算。b)AUCo-按下式计算:AUCo-=AUCo-t+Ct/z2.t为最后一次采血时间;Ct为末次的药物浓度,z为药-时曲线末端部份求得的消除速率常数.3.Cmax和Tmax 以实测值表示。4.生物利用度:F%=AUCT/AUCR100%,多剂量生物利用度试验主要药代参数,*三次谷浓度(Cmin)、Tmax、t1/2、AUCss和F值.*Cav=AUCs
18、s/(用药间隔时间)*DF=Cmax-Cmin/Cav100%,生物等效性评价,1.主要对Cmax,Tmax及AUC三个参数进行统计学处理,评价生物等效性.2.Cmax和AUC对数转换,以校正其对称性.3.用多因素方差分析(ANOVA)进行显著性检验.4.用双单侧t检验和计算90%可信区间.5.试验制剂Cmax的90%可信限在70-143%范围内.AUC的90%可信限在80-125%范围内.Tmax经非参数法检验.,生物等效性分析和评价,1.与研究的目的相关:*仿制药:则两制剂应生物等效。*剂型改革:一般要求AUC生物等效,而Cmax和Tmax不 等效.如速,缓,控释制剂。2.如生物不等效,出
19、现超生物利用度时,则考虑:*参比制剂质量.*按新制剂进行研究。,对存在内源性物质干扰的药物,如钙剂、铁剂、激素维生素等,应重点解决分析方法问题.有些药物需同时进行药效学BA/BE试验,如口服或局 部用药的胰岛素剂型研究。复方制剂BE研究,原则上应证实每个主要有效成份.,结束语,非临床药代动力学研究技术指导原则是供研究时参考。研究者应根据:*药品注册分类.*不同药品的特点.*参考指导原则.科学、合理地确定研究目的、内容、设计试验、并对试验结果进行综合评价。,根据注册分类:,1类:1-5品种进行系统药代试验.4-5品种尚需进行复方和单药比较.2类:与原药进行药代比较(BA)后决定.3类:进行一种剂量药代,参考文献.4类:进行与原药比较药代试验(BA).5类:BA/BE试验.6类:().,新药药代动力学研究,谢 谢!,
