藥理實(shí)驗(yàn)半數(shù)致死量.ppt

第九章 半數(shù)致死量,半數(shù)致死量的基本概念 寇氏法、目測(cè)概率單位法和序貫法等計(jì)算半數(shù)致死量的方法 半數(shù)致死量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。,本 章 重 點(diǎn),在動(dòng)物毒理學(xué)和藥理學(xué)研究中，通常用試驗(yàn)動(dòng)物對(duì)某種藥物、毒物、細(xì)菌及理化刺激等反應(yīng)來(lái)測(cè)定其效力或毒性。 常用的指標(biāo)是半數(shù)效量(median effective dose: ED50)：指使半數(shù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)生特定效應(yīng)的劑量， 如半數(shù)治愈量、半數(shù)麻醉量、半數(shù)感染量、半數(shù)驚厥量、半數(shù)致死量等等,第一節(jié) 半數(shù)致死量概述,第一節(jié) 半數(shù)致死量概述,藥物的劑量與效應(yīng)關(guān)系,第一節(jié) 半數(shù)致死量概述,半數(shù)致死量（median lethal dose：LD50）：引起半數(shù)動(dòng)物致死的劑量 安全性：治療指數(shù)LD50/ED50比值大安全性大 安全范圍：當(dāng)藥物的治療效應(yīng)與致死效應(yīng)曲線不平行時(shí)，要看ED95和LD5的距離，距離越大越安全。,第一節(jié) 半數(shù)致死量概述,【測(cè)定LD50的意義】 LD50反映藥物的毒性大小。 因?yàn)閯┝颗c致死百分率曲線呈S形，因而LD50是劑量反應(yīng)曲線上致死百分率變化最靈敏的劑量點(diǎn)，重現(xiàn)性好，準(zhǔn)確性高。,第一節(jié) 半數(shù)致死量概述,在進(jìn)行藥物的毒力試驗(yàn)時(shí)，由于動(dòng)物個(gè)體的差異，藥物致死劑量常常不同。對(duì)條件相同或相近的動(dòng)物用某種藥物逐漸增加劑量 當(dāng)毒物劑量較小時(shí)，動(dòng)物具耐受性，隨著毒物劑量的增加，動(dòng)物開(kāi)始死亡，這時(shí)毒物的劑量為最小致死量（minimum lethal dose：mLD）。 隨著藥物劑量的增加，動(dòng)物死亡的頭數(shù)也隨之增加，當(dāng)藥物劑量增加到一定程度時(shí)動(dòng)物全部死亡，這時(shí)的毒物劑量稱為絕對(duì)致死量（LD100）。,最小致死劑量和絕對(duì)致死量的不合適性,在曲線的兩端即藥物在低濃度或高濃度時(shí)藥物濃度的改變對(duì)動(dòng)物死亡率的改變影響較小，動(dòng)物的死亡率對(duì)藥物濃度不敏感。 在動(dòng)物試驗(yàn)中，不同批動(dòng)物求得的最小致死劑量和絕對(duì)致死量的變動(dòng)很大，以這種指標(biāo)作為藥物毒力的指標(biāo)是不合適的。,第一節(jié) 半數(shù)致死量概述,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,半數(shù)致死量的計(jì)算方法有多種，其中寇氏法最為常用，目測(cè)概率單位法最為簡(jiǎn)便，序貫法最節(jié)約實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。下面將分別介紹這三種方法。 一、寇氏法,寇氏法是Kaeber（1931年）提出，又稱平均法 它是根據(jù)對(duì)數(shù)劑量與致死百分?jǐn)?shù)呈S形曲線，由S形曲線包括的面積推導(dǎo)出致死百分率為50%相當(dāng)?shù)膭┝俊?第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,k為劑量組數(shù) xi+xi+1為相鄰兩組對(duì)數(shù)劑量之和 Pi+1-pi為相鄰兩組致死百分率之差 使用此公式的條件是各組的動(dòng)物數(shù)相等，最小致死百分?jǐn)?shù)為0%，最大致死百分?jǐn)?shù)為100%,1. 計(jì)算,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,當(dāng)劑量呈等比數(shù)列或?qū)?shù)劑量呈等差數(shù)列，且最小和最大劑量組的致死百分?jǐn)?shù)分別為0%和100%時(shí),如果p1不為0且小于20%，pk不等于1且大于80%時(shí),第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,2. 求 的反對(duì)數(shù)得,3. 求 的標(biāo)準(zhǔn)誤,4. 求 的95%的置信區(qū)間,【應(yīng)用條件 】 1 劑量必須按等比級(jí)數(shù)（劑量對(duì)數(shù)按等級(jí)數(shù)）分組。 2 各組動(dòng)物數(shù)應(yīng)相等。 3 最小劑量組的死亡率（Pn）應(yīng)為 0% ，最大劑量組的死亡率（Pm）應(yīng)為 100% ； 如果 Pn80% 需用校正公式計(jì)算； 如 Pn20% 或 Pm80% 則不能用此法計(jì)算。,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,【例】 為了研究銨碘消毒劑對(duì)建鯉毒力的影響，隨機(jī)撈取210尾規(guī)格基本一致的鯉魚，放入缸內(nèi)，每缸30尾，1組對(duì)照，6組處理。以等對(duì)數(shù)間距設(shè)置6個(gè)劑量水平（單位： ）分別為：40.000、47.156、55.592、65.538、77.262、91.085，量取藥液并加入缸內(nèi)，攪拌均勻，96 h后所得資料見(jiàn)下表。試求銨碘對(duì)建鯉的半數(shù)致死量。,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,本例中，相鄰劑量成等比級(jí)數(shù)，公比為0.8482，故對(duì)數(shù)劑量成等差級(jí)數(shù)。 具體計(jì)算步驟如下：,（1）計(jì)算,= 1.7688,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,（2）求 的反對(duì)數(shù)得,銨碘消毒劑對(duì)建鯉的半數(shù)致死量為：,（3）求,的標(biāo)準(zhǔn)誤,= 0.0577,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,（4）求 95%的置信區(qū)間,即銨碘消毒劑對(duì)建鯉 的95%置信區(qū)間為：,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,二、目測(cè)概率單位法 目測(cè)概率單位法是一種較為簡(jiǎn)單的計(jì)算方法，其基本原理是將劑量改變成對(duì)數(shù)劑量，再將死亡率（%）轉(zhuǎn)換成“概率單位”，則劑量反應(yīng)曲線呈直線化，根據(jù)前述回歸分析畫出直線，再求出 。,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,所謂概率單位（Probit）就是指標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)曲線下面積相當(dāng)于某一死亡率時(shí)橫軸上的距離。為方便計(jì)算避免負(fù)號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量u值一律加5，稱為概率單位（y），即：,將死亡率轉(zhuǎn)換為概率單位后，對(duì)數(shù)劑量與死亡率呈直線關(guān)系。據(jù)此便可用回歸法進(jìn)行半數(shù)致死量的估計(jì)。,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,【例】 為弄清氟對(duì)禽類的毒性影響，選用1日齡羅曼褐蛋雞48羽，隨機(jī)分為6組，每組8羽，另設(shè)一組空白對(duì)照，經(jīng)飲水添加不同量的氟化鈉，1次性灌喂，觀察7 d天內(nèi)雛雞中毒死亡的情況。計(jì)算 指標(biāo)。,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,服氟化鈉水溶液后對(duì)雛雞的毒性影響,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,1編制計(jì)算表 （1）將劑量換算成對(duì)數(shù)劑量x。 （2）將死亡率換算成概率單位y。死亡率為0或100%者，它們的相應(yīng)概率單位是負(fù)無(wú)窮大和正無(wú)窮大，在直線化過(guò)程無(wú)意義，通常不計(jì)入計(jì)算，或用校正數(shù)，即0/0校正為0.25/n，100%校正為（n-0.25）/n，n為該組試驗(yàn)動(dòng)物數(shù)，本例不需校正。查附表16時(shí)：如死亡率為75%，其概率單位為5.674，余類推。,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,服氟化鈉水溶液后對(duì)雛雞的毒性影響,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,2. 用回歸法求半數(shù)致死量。 依表的對(duì)數(shù)劑量（x）和概率單位(y)資料配置直線。先繪制“散點(diǎn)圖”，橫軸為對(duì)數(shù)劑量x，縱軸為概率單位y，繪制6個(gè)點(diǎn)，計(jì)算回歸方程，并作圖。本例中，回歸方程為,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,3. 求半數(shù)致死量的置信區(qū)間。 上面求得的 是一個(gè)樣本指標(biāo)，只能作為總體 的點(diǎn)值估計(jì)，同樣也可對(duì)總體 作區(qū)間估計(jì)，即求總體 的置信區(qū)間。按公式求各致死劑量對(duì)數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)差（s）。,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,本例取第一點(diǎn)（1.49, 4.5）， 取第二點(diǎn)（1.88, 5.5）代入公式得：,根據(jù)下面的公式求半數(shù)致死量對(duì)數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)誤,N為概率單位4至6范圍內(nèi)（即死亡率為15.87%至84.13%范圍內(nèi)）各組試驗(yàn)動(dòng)物數(shù)。,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,本例，此范圍內(nèi)共用試驗(yàn)動(dòng)物數(shù)合計(jì)48頭，即N =48。故,進(jìn)而半數(shù)致死量的95%置信區(qū)間。,即 34.197 94(mg/ml)70.145 53(mg/ml),第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,關(guān)于概率單位法常用的還有“概率單位法”和 “加權(quán)概率單位法”（也叫“概率單位加權(quán)回歸法”），后者計(jì)算較為復(fù)雜，但常被看作最為有效的方法?？紤]到計(jì)算的復(fù)雜性，在多數(shù)統(tǒng)計(jì)軟件包中均有估計(jì) 和 的程序，使用起來(lái)十分方便。,三、序貫法 序貫法是最能節(jié)省試驗(yàn)動(dòng)物的一種方法，又稱“上下法”。由于其把計(jì)量集中用在50%反應(yīng)率的上下，因此在確定 時(shí)具有很高的效率。 其一般方法是：根據(jù)以前的經(jīng)驗(yàn)選擇一個(gè)近50%反應(yīng)率的等比級(jí)數(shù)劑量組，通常用4-6個(gè)劑量組，然后將動(dòng)物一只一只有序地進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)動(dòng)物出現(xiàn)陰性反應(yīng)時(shí)，就選用較高一級(jí)的劑量給予下一只動(dòng)物，當(dāng)出現(xiàn)陽(yáng)性反應(yīng)時(shí)，就選用較低一級(jí)的劑量給予下一只動(dòng)物，直到試驗(yàn)結(jié)束，試驗(yàn)所需的動(dòng)物總數(shù)n應(yīng)在試驗(yàn)開(kāi)始前決定。,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,【例】 為測(cè)定某試劑的安全性，用序貫法測(cè)定此試劑小白鼠腹腔注射的 (mg/kg）, 選用1月齡小白鼠22只，給藥的對(duì)數(shù)劑量應(yīng)盡量從估計(jì)最可能接近 的劑量開(kāi)始，本例從1.85開(kāi)始，死亡記為“+”號(hào)，存活記為“-”號(hào)。后一動(dòng)物的劑量上升或下降由前一動(dòng)物的死亡（S）或存活（F）來(lái)決定，從第一只改變算起（即表中第一條虛線起），至22只止，最后的終止號(hào)（即第二條虛線后的“”）也作為一次試驗(yàn)結(jié)果。其位置決定于末一只動(dòng)物的死亡或存活，末一只動(dòng)物死亡者，下降一格給“”，以存活論；末一只動(dòng)物存活者上升一格繪“”號(hào)，以死亡論。結(jié)果見(jiàn)表，其中S表示死亡，F(xiàn)表示存活。,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,某藥物 的值測(cè)定結(jié)果,的計(jì)算公式為：,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,=1.8295,=67.5376mg/kg,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,序貫法簡(jiǎn)便易行，適于反應(yīng)快速的藥物試驗(yàn)，且使用動(dòng)物較為節(jié)省，但不能估計(jì)誤差，無(wú)法進(jìn)行 顯著性檢驗(yàn)，因此應(yīng)用受到一定的限制。但也有一些補(bǔ)充方法，可自行查閱相關(guān)資料。 （例如，利用寇氏法中的公式估計(jì) ，將其中的 用本法的 代替，同時(shí)需計(jì)算本法中 各劑量組的死亡率。）,第二節(jié) 半數(shù)致死量的測(cè)定方法,一、半數(shù)致死量試驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求 1試驗(yàn)劑量的確定 （）劑量范圍的選擇 根據(jù)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考有關(guān)資料或進(jìn)行預(yù)備試驗(yàn)，了解動(dòng)物全致死和全不致死的劑量范圍。要求最小劑量等于0%死亡率的劑量，最大劑量等于100%死亡率的劑量。 （）劑量分組 一般以58組為宜，要求死亡率在50%上下約各有一半的組。如用寇氏法計(jì)算半數(shù)致死量，最好包括有死亡率為0%及100%的計(jì)量組。,第三節(jié) 半數(shù)致死量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與應(yīng)用,一、半數(shù)致死量試驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求 1試驗(yàn)劑量的確定 （）各組劑量呈等比級(jí)數(shù) 即換算成對(duì)數(shù)劑量后，其相鄰對(duì)數(shù)劑量呈等差級(jí)數(shù)。劑量的比值可用下式計(jì)算。,第三節(jié) 半數(shù)致死量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與應(yīng)用,求得比值以后，自第一劑量（最小劑量）開(kāi)始乘以比值，即得相鄰的下一組劑量，其余類推。,相鄰兩組劑量的比值=,第三節(jié) 半數(shù)致死量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與應(yīng)用,2試驗(yàn)動(dòng)物的選擇與分組 （）試驗(yàn)動(dòng)物的選擇 除動(dòng)物的種屬選擇外，對(duì)動(dòng)物個(gè)體的年齡、體重、性別、生理狀態(tài)及健康狀況等均應(yīng)嚴(yán)格注意。在同一試驗(yàn)中，動(dòng)物的年齡、體重應(yīng)盡可能一致。動(dòng)物毒性試驗(yàn)一般應(yīng)雌、雄動(dòng)物分組同時(shí)進(jìn)行。若是性別混合編組，則要求雌雄各半。,第三節(jié) 半數(shù)致死量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與應(yīng)用,（）設(shè)試驗(yàn)組與對(duì)照組 對(duì)試驗(yàn)組給予一定量受試物質(zhì)以觀察毒物的反應(yīng)。試驗(yàn)組與對(duì)照組除去處理因素（給受試物質(zhì)）不同外，其他條件應(yīng)盡量相同。在試驗(yàn)時(shí)，如果對(duì)照組的試驗(yàn)動(dòng)物出現(xiàn)死亡，一般應(yīng)排除死亡原因，重作試驗(yàn)。但是作昆蟲（如蚊子等）毒性試驗(yàn)時(shí)，因小動(dòng)物易發(fā)生自然死亡，當(dāng)對(duì)照組的試驗(yàn)昆蟲死亡率在10%以下時(shí)，可對(duì)試驗(yàn)組的死亡率進(jìn)行校正。然后根據(jù)校正死亡率計(jì)算半數(shù)致死量。,第三節(jié) 半數(shù)致死量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與應(yīng)用,3操作規(guī)程與記錄等都應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格要求。 在試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守試驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求。特別是分批試驗(yàn)時(shí)，更應(yīng)注意條件一致，人員操作一致，以避免產(chǎn)生不必要的誤差。,（）試驗(yàn)動(dòng)物分組，必須嚴(yán)格遵守隨機(jī)化原則，以減少誤差。,第三節(jié) 半數(shù)致死量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與應(yīng)用,二、半數(shù)致死量的應(yīng)用 1毒力比與效力比 與 是衡量藥物的效力與毒力的指標(biāo)，因此，當(dāng)需要對(duì)兩種質(zhì)量相同強(qiáng)度不同的藥物或同一藥物對(duì)兩種不同處理后的動(dòng)物所起的作用進(jìn)行比較時(shí)，往往就利用 與 的對(duì)比來(lái)進(jìn)行。藥物的效力與毒力皆與其半數(shù)效量或半數(shù)致死量的大小相反,第三節(jié) 半數(shù)致死量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與應(yīng)用,效力比也稱相對(duì)效力。在實(shí)際應(yīng)用中，B藥往往是已知的標(biāo)準(zhǔn)藥物，A藥是受檢藥物。相對(duì)效力用R表示，它表示受檢藥物為標(biāo)準(zhǔn)藥物的R倍。R1或R1分別表示A藥的效力大于或小于B藥。用完全相同的理由可推知毒力比的