新藥研發(fā)非臨床毒理學(xué)評價

1、主要內(nèi)容,定義任務(wù)及目的毒性作用類別相關(guān)測定數(shù)據(jù)新藥臨床前毒理學(xué),毒理學(xué)定義,毒理學(xué)：是研究毒性物質(zhì)對機(jī)體的有害作用及其發(fā)生、機(jī)制、結(jié)果以及危害因素的科學(xué)。主要用于對外源性物質(zhì)的安全性評價和危險性評估。早期毒理學(xué)：研究不同毒物的使用，著重毒物對機(jī)體的急性危害或致死作用現(xiàn)代毒理學(xué)：研究在特定情況下，生命有機(jī)體接觸化學(xué)、生物或物理物質(zhì)產(chǎn)生有害作用（毒性）的科學(xué)。藥物毒理學(xué)：是研究藥物對生命有機(jī)體有害作用的科學(xué)，用于新藥臨床前安

2、全性評價、臨床試驗及臨床合理用藥。,任務(wù)及目的,藥物毒理學(xué)的任務(wù)：包括臨床毒理學(xué)、新藥臨床試驗、藥物流行病學(xué)研究的任務(wù)。,藥物毒理學(xué)的基本目的：? 認(rèn)識并掌握藥物的毒性作用，為臨床安全用藥提供科學(xué)依據(jù)；? 以在用藥過程中避免或減輕這些有毒作用的發(fā)生。,毒性作用類別,藥物不良反應(yīng) （adverse reaction)：凡是不符合用藥目的并為病人帶來不適或痛苦的有害反應(yīng)統(tǒng)稱為藥物不良反應(yīng)。包括：副反應(yīng)、后遺效應(yīng)、停藥反應(yīng)、毒性

3、反應(yīng)、變態(tài)反應(yīng)、特異質(zhì)反應(yīng)、致癌性、致畸性、致突變性；,毒性作用類別,毒性作用類別,1、毒性反應(yīng) (toxic reaction ) 在治療劑量下不出現(xiàn)，僅在劑量過大、用藥時 間過長或體內(nèi)藥物蓄積過多時才出現(xiàn)的反應(yīng)。2、變態(tài)反應(yīng)(allergic reaction) 機(jī)體對藥物的不正常免疫反應(yīng)，非肽類藥物作為半抗原與機(jī)體蛋白結(jié)合后，經(jīng)過敏化過程而發(fā)生的反應(yīng)。 特點：因藥因人而異，與藥物效應(yīng)及劑

4、量無關(guān)，用藥理拮抗藥解救無效。,毒性作用類別,3、特異質(zhì)反應(yīng) （idiosyncrasy）用藥者有先天性遺傳異常，對某些藥物反應(yīng)特別敏感，出現(xiàn)的反應(yīng)性質(zhì)可能與常人不同。藥理遺傳異常所致。特點：與藥物的固有藥理作用基本一致、嚴(yán)重程度與劑量成比例。4、致癌性（carcinogenesis）屬于長期用藥產(chǎn)生的毒性，包括遺傳毒性致癌物、非遺傳毒性致癌物。（可以是遲發(fā)效應(yīng)）,毒性作用類別,5、生殖毒性和發(fā)育毒性（(reproduct

5、ive and developmental toxicity）生殖毒性：針對育齡人群，用藥后對生殖系統(tǒng)及與生育相關(guān)的神經(jīng)或內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生的毒性。發(fā)育毒性：關(guān)注藥物對胚胎的影響，特別是藥物的致畸毒性。多代生殖毒性評價：涉及藥物對子代生殖系統(tǒng)的影響。,毒性作用類別,6、致突變與遺傳毒性(mutagenesis and genetic toxicity )藥物損傷遺傳物質(zhì)而發(fā)生突變作用，產(chǎn)生對人類本身（致癌毒性）及后代的影響（致畸毒

6、性）。,相關(guān)測定數(shù)據(jù),量效關(guān)系：藥物的毒性效應(yīng)與劑量在一定范圍內(nèi)成比例，稱為量效關(guān)系。量反應(yīng)：毒性效應(yīng)的強(qiáng)弱呈連續(xù)增減的量變，稱為量反應(yīng)。例：心率快慢等。質(zhì)反應(yīng)：毒性效應(yīng)以全或無、陰性或陽性等表示，稱為質(zhì)反應(yīng)。例：死亡與生存、驚厥與不驚厥。,相關(guān)測定數(shù)據(jù),最大無毒性反應(yīng)劑量（no observed adverse effect level, NOAEL) ： 指受試物在一定時間內(nèi)，按一定方式與機(jī)體接觸，用靈敏的現(xiàn)代檢測方法和觀察指標(biāo)

7、未發(fā)現(xiàn)損害作用的最高劑量最小毒性反應(yīng)劑量：出現(xiàn)毒性反應(yīng)的最小劑量最大耐受量（maximal tolerance dose，MTD）：不引起受試動物死亡的最高劑量,相關(guān)測定數(shù)據(jù),最小致死劑量（minimal lethal dose，MLD）：引起個別受試動物出現(xiàn)死亡的劑量半數(shù)有效量（median effective dose, ED50）：能引起50%的動物或?qū)嶒灅?biāo)本產(chǎn)生反應(yīng)的濃度或劑量。半數(shù)致死量（median lethal d

8、ose, LD50 ） ：能引起50%的動物死亡的濃度或劑量。,相關(guān)測定數(shù)據(jù),治療指數(shù)：TI= LD50/ ED50藥物實驗動物的LD50和 ED50的比值稱為治療指數(shù)（therapeutic index, TI），用以表示藥物的安全性。安全范圍（margin of safety）： ED99~LD1（或ED95~LD5）之間的距離。值越大越安全。有效量曲線和致死量曲線的斜率不一樣時，以TI評價藥物的安全性并不可靠。,新藥臨床前毒

9、理學(xué),涉及全身毒性和局部毒性研究。是為新藥臨床用藥的安全性提供試驗依據(jù)，并為臨床毒副反應(yīng)監(jiān)測提供重要信息。,新藥臨床前毒理學(xué),,目的意義局限性申報資料評價程序,新藥臨床前毒理學(xué)研究目的,毒性劑量 Toxic Dose安全劑量范圍 Safety margin毒性反應(yīng) Toxic reaction: 性質(zhì)、程度、量毒關(guān)系、產(chǎn)生、達(dá)峰、持續(xù)時間及反復(fù)產(chǎn)生毒性反應(yīng)時間、遲發(fā)性、蓄積性、耐受性 尋找毒性反應(yīng)靶器官 Target

10、Organ 毒性反應(yīng)是否可逆 Reversibility解毒或解救措施 Antidote確保臨床用藥安全(重點監(jiān)測指標(biāo)),新藥臨床前毒理學(xué)研究意義,（1）通過動物實驗以確立：出現(xiàn)毒性反應(yīng)的癥狀、程度、劑量、時間、靶器官以及損傷的可逆性；安全劑量及安全范圍。（2）通過上述資料的獲得，達(dá)到預(yù)測人類臨床用藥的可能毒性，并制定防治措施；同時推算臨床研究的安全參考劑量和安全范圍的目的。,新藥臨床前評價局限性,1、種屬差異：假陽性或假陰性

11、2、實驗動物數(shù)量有限3、健康狀態(tài)不同4、研究方法的局限,藥理毒理研究申報資料,藥理毒理研究資料綜述，主要藥效學(xué)試驗，一般藥理試驗，急性毒性試驗，長期毒性試驗，過敏性、溶血性、刺激性等特殊安全性研究，復(fù)方制劑中多成分的相互影響試驗、致突變試驗，生殖毒性試驗，致癌試驗，依賴性試驗，動物藥代動力學(xué)試驗。,藥物毒性臨床前評價程序,1、急性毒性試驗(acute)2、長期毒性試驗(chronic)3、特殊毒性試驗(遺傳、生殖、致癌)4、其

12、它毒性試驗(過敏、刺激 etc.),急性毒性試驗,1、闡明藥物毒性作用及強(qiáng)度、計算相對毒性參數(shù)相對毒性參數(shù)：治療指數(shù)TI =LD50/ED50越小越有效安全系數(shù)SF=LD5/ED95可靠或確實安全系數(shù)CSF =LD1/ED99安全范圍SM=(LD1/ED99-1) X 100%越大越安全LD5基本無害量　 ED95基本有效量LD1肯定無害量　 ED99肯定有效量,急性毒性試驗,2、了解毒性靶器官3、為長毒、特殊毒性試

13、驗劑量設(shè)計：很多實驗參考LD50,主要藥效學(xué)劑量限度、一般藥理學(xué)和藥動學(xué)劑量設(shè)計也要參考急性毒性的LD50 ;短期致癌試驗高劑量=MTD4、為Ⅰ期臨床試驗起始劑量選擇：細(xì)胞毒類抗癌藥，I期臨床起始劑量= 1/10 LD505、為臨床毒副反應(yīng)監(jiān)護(hù)提供參考：中毒癥狀,起始、持續(xù)、恢復(fù)時間；中毒靶器官；對抗試驗為臨床急救提供依據(jù),急性毒性試驗,基本原則:執(zhí)行GLP 具體問題具體分析 隨機(jī)、對照、重復(fù) 動物:獲得盡量多信息前提下，

14、使用盡量少動物 嚙齒類---小鼠或大鼠 非嚙齒類---犬或猴二種動物(嚙齒類及非嚙齒類)小鼠18-22g; 大鼠120-150g; 犬用成年犬 初始體重不應(yīng)超過或低于平均體重的20%♀♂各半,急性毒性試驗,受試物:工藝穩(wěn)定、符合臨床用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)明名稱、來源、批號、含量（或規(guī)格）、保存條件及配制方法等，附質(zhì)檢報告輔料、溶劑、試劑等應(yīng)標(biāo)明批號、規(guī)格和生產(chǎn)廠家，符合試驗要求  例如：原料藥 臨床擬用劑型復(fù)方

15、制劑：復(fù)方 + 拆方 (增毒？新毒？)易降解：含降解產(chǎn)物量最高的受試物進(jìn)行急毒試驗，并與臨床樣品的急毒試驗結(jié)果比較,急性毒性試驗,給藥途徑：臨床擬用途徑 + 原型藥物較完全進(jìn)入循環(huán)途徑（如靜脈注射）嚙齒類ig給藥前應(yīng)禁食12h，不禁水劑量和分組給藥劑量：未見毒性量?嚴(yán)重毒性量設(shè)空白和/或溶媒（輔料）對照小動物4-6個劑量組, 組距0.65-0.85,求LD50大動物可用50%等量遞升法(近似致死劑量法), 求出ALD和M

16、TD，不必達(dá)到致死量,急性毒性試驗,給藥容積：不等濃度等容量給藥,靜脈注射(iv)；腹腔注射(ip)；口服(po)；皮下注射(sc)；灌胃(ig),急性毒性試驗,觀察指標(biāo)及時間藥后4h內(nèi)詳觀, 后每天上下午各一,觀察≥14d記錄毒性反應(yīng)、死亡情況, 中毒癥狀、發(fā)生時間、持續(xù)時間、嚴(yán)重程度、恢復(fù)期及動物最短、最長死亡時間其它指標(biāo)：一般指標(biāo)、體重變化等,急性毒性試驗,急性毒性研究的一般觀察和指征,急性毒性試驗,結(jié)果處理：實驗資料用Bl

17、iss法計算LD50。必要時求不同性別LD50劑量－反應(yīng)、時間－反應(yīng)關(guān)系反應(yīng)可能涉及組織、器官或系統(tǒng)肉眼病變和組織病檢，初步判斷毒性靶器官病檢報告應(yīng)附：病檢者簽名+單位蓋章+病理照片 確定NOAEL、 MTD、ALD etc，初步判斷受試物的安全范圍,急性毒性試驗,綜合評價判斷反應(yīng)與藥物作用相關(guān)性：時間、發(fā)生率、劑量-反應(yīng)關(guān)系動物種屬及背景數(shù)據(jù)病理學(xué)檢查結(jié)果同類藥物特點安全范圍、毒性嚴(yán)重程度及可恢復(fù)性毒性作用靶器

18、官毒性可能涉及部位大體解剖和組織病理學(xué)檢查結(jié)果,長期毒性試驗,第一階段（1）兩種品系、35天染毒、毒性量效曲線，推薦臨床使用途徑；（2）器官毒性試驗、死亡情況、體重變化、血液學(xué)、臨床生化學(xué)、組織學(xué)檢查；（3）致突變活性第二階段篩選；（4）生殖毒性試驗；（5）受試動物的藥代動力學(xué)研究；（6）行為試驗；（7）協(xié)同、增效、拮抗作用。,長期毒性試驗,第二階段（1）動物長期毒性試驗（半年以上）；（2）哺乳類動物致突變試驗；

19、（3）嚙齒類動物2年至癌試驗；（4）人類藥代動力學(xué)試驗；（5）人類臨床試驗；（6）短期和長期用藥的流行病學(xué)資料。,長期毒性試驗,基本原則執(zhí)行GLP 整體性研究結(jié)果與其它藥理毒理試驗互為印證、說明和補(bǔ)充 具體問題具體分析 隨機(jī)、對照、重復(fù),長期毒性試驗,動物in vitro體系篩選實驗動物種屬或品系理想動物對受試物生物轉(zhuǎn)化與人體相近對受試物敏感已有大量歷史對照數(shù)據(jù) 二種動物，嚙齒類首選大鼠，非嚙齒類用Beagl

20、e犬, 必要時用猴、豬等符合等級要求 來源、品系、遺傳背景清楚，有動物質(zhì)量合格證 大鼠6-9 w， Beagle犬6-12 m,體重CV≤20％♂♀各半 必要時，可用疾病模型動物進(jìn)行試驗 Duration ≥6m, natural death ( rat: 1y-15%, 1.5y-50%, 2y-70-80%),長期毒性試驗,給藥途徑與臨床用藥途徑一致臨床iv , 大鼠給藥＞1月，ip代替im或sc應(yīng)變換注射部位

21、必要時改變給藥途徑但應(yīng)說明原因分組三個給藥組, 單位：mg(ml,IU)/kg 或 /m2不等濃度等容量給藥低劑量組－高于有效劑量，不出現(xiàn)毒性中劑量組－輕微或中等度毒性高劑量組－明顯/嚴(yán)重毒性，或個別動物死亡空白對照－溶媒或賦形劑溶媒或賦形劑有毒性時則增加正常對照組陽性對照,長期毒性試驗,測試次數(shù)能反映動態(tài)變化 一般行為、食量每天觀察記錄大鼠體重每周一次大動物生理指標(biāo)每半月一次大動物ECG Ⅱ?qū)?lián)，給藥前、給

22、藥期間、停藥及恢復(fù)期均要檢測發(fā)現(xiàn)有陽性指標(biāo)應(yīng)加大觀察密度 綜合評價長毒結(jié)果結(jié)合藥學(xué)，藥理學(xué)、PK、 TK和其它毒理學(xué)研究(+臨床研究)，綜合評價 找到：不良反應(yīng)(T&D&R)、毒性靶器官 (O)、安全范圍(S)、臨床需重點檢測指標(biāo)(?)及臨床監(jiān)護(hù)或解救措施(A),特殊毒性試驗,研究是否會引起畸胎、腫瘤，對遺傳物質(zhì)是否有損傷等；特殊毒性試驗存在著種屬差異性致突變試驗(遺傳毒性試驗)生殖毒性試驗致癌試驗,特殊毒

23、性試驗,致突變試驗微生物回復(fù)試驗(Ames試驗）哺乳動物培養(yǎng)細(xì)胞基因突變試驗果蠅伴性隱性致死試驗染色體畸變試驗嚙齒動物顯性致死試驗精原細(xì)胞染色體畸變試驗動物微核試驗 程序外DNA合成(UDS)試驗SOS顯色試驗,特殊毒性試驗,生殖毒性試驗一般生殖毒性試驗致畸敏感期毒性試驗圍產(chǎn)期毒性試驗致癌試驗短期致癌試驗哺乳動物培養(yǎng)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗小鼠肺腫瘤誘發(fā)短期試驗長期致癌試驗,特殊毒性試驗,其他試驗皮膚給藥毒性

24、試驗 皮膚給藥的急性毒性試驗 皮膚給藥的長期毒性試驗 皮膚刺激試驗 皮膚過敏試驗 皮膚光敏性試驗,特殊毒性試驗,腔道用藥毒性試驗眼刺激試驗 滴鼻劑和吸入劑急性毒性試驗 滴鼻劑和吸入劑刺激試驗 直腸、陰道用藥急性毒性試驗 直腸、陰道用藥刺激試驗 藥物依賴性試驗 身體依賴性試驗 自然戒斷試驗 替代試驗 催促試驗 誘導(dǎo)試驗 精神依賴性試驗,特殊毒性試驗,過敏性試驗皮膚過敏試驗豚鼠：GPMT(Guinea

25、Pig Maximization Test,用佐劑)　 BT(Buehler Test)小鼠：MEST（Mouse ear swelling test） 　　　 LLNA（Local lymph node assay）注射給藥過敏試驗全身主動過敏試驗(active systemic anaphylaxis ASA,豚鼠)被動皮膚過敏試驗(passive