藥物動力學(xué)在新藥開發(fā)中的應(yīng)用

1、第十五章 藥物動力學(xué)新藥開發(fā)中的應(yīng)用,第一節(jié) 藥物動力學(xué)在新藥開發(fā)中的作用,臨床前藥動學(xué)研究,臨床藥動學(xué)研究,新藥開發(fā)分為臨床前研究和臨床研究兩個階段。,藥物動力學(xué)研究也分為： 臨床前藥物動力學(xué)研究（動物藥動學(xué)實驗） 臨床藥物動力學(xué)研究（人體藥動學(xué)試驗）,臨床前藥動動力學(xué)研究的目的：,指通過動物體內(nèi)和體外的研究方法，揭示新藥在動物體內(nèi)的動態(tài)變化規(guī)律，提供重要的藥動學(xué)參數(shù)，闡明藥物吸收、分布、代謝、排泄等過程的動力學(xué)特征。,臨床前藥動動力學(xué)研究的意義,在藥物制劑研究中，其研究結(jié)果是評價藥物制劑特性和質(zhì)量的依據(jù)。 對于速釋緩控釋制劑，可通過制劑在動物體內(nèi)單次和多次給藥后的體內(nèi)藥動學(xué)情況，與被仿制或

2、普通制劑進行比較，考察新藥的體內(nèi)藥動學(xué)行為。 在藥效學(xué)和毒理學(xué)評價中，藥動學(xué)數(shù)據(jù)是闡明藥效和毒性大小的基礎(chǔ)。,臨床藥動動力學(xué)研究的目的,了解新藥在人體內(nèi)的吸收、分布、代謝、排泄等過程的動力學(xué)特征，包括 、 、期臨床藥動學(xué)研究。 臨床藥動學(xué)研究是新藥開發(fā)的必要環(huán)節(jié)。為臨床制定合理用藥方案提供依據(jù)。,臨床藥動動力學(xué)研究的內(nèi)容,包括： 健康志愿者藥物動力學(xué)研究 目標(biāo)適應(yīng)癥患者藥物動力學(xué)研究 特殊人群藥物動力學(xué)研究（肝腎功能損害患者、老年人、兒童等）,第二節(jié) 新藥臨床前藥物動力學(xué)研究,一、臨床前藥物動力學(xué)基本要求,1.試驗藥品 應(yīng)提供受試物的名稱、劑型、批號、來源、純度、保存條件及配制方法。 質(zhì)量穩(wěn)定

3、、與藥效學(xué)和毒理學(xué)研究所用試驗藥品一致。,2、實驗動物,一般采用成年健康的動物。常用動物有小鼠、大鼠、兔、 豚鼠、犬、小型豬和猴等。 實驗動物選擇的基本原則：首選動物盡可能與藥效學(xué)和毒理學(xué)研究一致。創(chuàng)新藥物選擇兩種或兩種以上的動物。速釋緩控釋藥物原則上選用成年Beagle犬（體重差值一般不超過1.5kg）。口服給藥不宜選用兔和羊等食草類動物。 盡量在清醒狀態(tài)下試驗， 每個時間點至少有5只動物，動力學(xué)研究最好從同一動物多次采樣。 受試動物應(yīng)雌雄各半。 實驗動物應(yīng)該在實驗室飼養(yǎng)35日，使其 適應(yīng)場地環(huán)境，實驗時處于正常生理狀態(tài)。 口服給藥，給藥前應(yīng)禁食12小時以上。,3.給藥途徑和給藥劑量,所用的

4、給藥途徑和方式，應(yīng)盡可能與臨床用藥一致。 動物體內(nèi)藥代動力學(xué)研究應(yīng)設(shè)置至少三個劑量組，其高劑量最好接近最大耐受劑量，中、小劑量根據(jù)動物有效劑量的上下限范圍選取。主要考察在所試劑量范圍內(nèi)，藥物的體內(nèi)動力學(xué)過程是屬于線性還是非線性。 如結(jié)果為非線性，還應(yīng)研究劑量對藥動學(xué)的影響。,4.取樣時間點安排,血藥濃度-時間曲線數(shù)據(jù)是藥動學(xué)研究的核心，取樣點的合理設(shè)置對實驗結(jié)果影響顯著。給藥前取空白血。 取樣時間點的設(shè)計應(yīng)兼顧吸收相、分布相和消除相，取樣點通常913個點。整個采取樣時間至少應(yīng)持續(xù)到35個半衰期，或持續(xù)到血藥濃度為Cmax的1/101/20。 為保證最佳取樣點， 選擇2-3只動物進行預(yù)實驗。,5

5、、藥時曲線數(shù)據(jù)處理,選擇房室或非房室模型對C-t數(shù)據(jù)進行處理。要提供血藥濃度-時間曲線和藥動學(xué)參數(shù), 一般要提供以下藥動學(xué)參數(shù): 靜脈注射：t1/2、k、V、Cl、AUC。 血管外給藥：ka、tmax、Cmax、tl/2、AUC。,對于單次給藥，要提供各受試動物血藥濃度-時間數(shù)據(jù)及其平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及曲線，以及主要藥動學(xué)參數(shù)及平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。 并對受試藥物單次給藥臨床前藥物動力學(xué)規(guī)律進行評價，判斷是否符合線性動力學(xué)過程。,對于多次給藥，要提供受試動物首次給藥后的血藥濃度-時間數(shù)據(jù)、曲線和主要藥動學(xué)參數(shù)；各動物3次穩(wěn)態(tài)谷濃度數(shù)據(jù)；受試動物末次給藥后的血藥濃度-時間數(shù)據(jù)、曲線和有關(guān)參數(shù)，比較首次和末

6、次的區(qū)別。 如用電子計算機處理數(shù)據(jù),應(yīng)指出所用程序名稱（如DAS軟件及版本）。,二、 臨床前藥物動力學(xué)研究內(nèi)容,吸收 分布 血漿蛋白結(jié)合率 藥物生物轉(zhuǎn)化 藥物排泄,1、藥物吸收的研究,吸收是藥物發(fā)揮全身作用的前提條件，吸收的研究有助于藥物的結(jié)構(gòu)設(shè)計、處方篩選和工藝優(yōu)化等。 尤其是緩控釋制劑和速釋制劑，其吸收速度和程度是此制劑的主要特征。 這里的吸收主要指口服吸收。,整體動物試驗或人體生物利用度試驗，同時進行血管內(nèi)給藥的試驗，提供絕對生物利用度。 在體、離體器官（如離體腸道）、細(xì)胞模型（如Caco-2細(xì)胞）吸收試驗以闡述藥物吸收特性。,藥物吸收研究的方法,caco-2（the human col

7、on carcinoma cell line),Caco-2細(xì)胞模型是一種人克隆結(jié)腸腺癌細(xì)胞，結(jié)構(gòu)和功能類似于分化的小腸上皮細(xì)胞，具有微絨毛等結(jié)構(gòu)，并含有與小腸刷狀緣上皮相關(guān)的酶系。可以用來進行模擬體內(nèi)腸轉(zhuǎn)運的實驗。 在細(xì)胞培養(yǎng)條件下，生長在多孔的可滲透聚碳酸酯膜上的細(xì)胞可融合并分化為腸上皮細(xì)胞，形成連續(xù)的單層。細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)研究表明，Caco-2細(xì)胞與人小腸上皮細(xì)胞在形態(tài)學(xué)上相似，具有相同的細(xì)胞極性和緊密連接。,Caco-2細(xì)胞研究藥物吸收,吸收研究的內(nèi)容,吸収速度：tmax、Cmax。 吸收程度：AUC。 吸收機制:吸收部位和吸收機制（主動轉(zhuǎn)運或被動擴散等）。,2、藥物的分布,選用大鼠或小

8、鼠做分布試驗較為方便。 至少選擇三個劑量。 以血藥濃度時間曲線為參考，選三個時間點（即吸收相、分布相、消除相）各取一個點測定分布。 每個時間點必須有至少5只動物的數(shù)據(jù)。 至少測定藥物在心、肝、脾、肺、腎、胃腸道、生殖腺、腦、肌肉、骨髓等組織的分布。 特別注意藥物在靶器官/靶組織的分布。 取樣要有代表性，如取1/2或1/4個腎時，注意取樣對稱性。,同位素標(biāo)記物的組織分布實驗應(yīng)提供標(biāo)記物的放化純度、比活性、標(biāo)記位置、給藥劑量等。 提供放射分析的方法（如分析儀器）。 靶向制劑在體內(nèi)的分布特征是研究重點。其指標(biāo)主要有靶向指數(shù)等指標(biāo)。,3、藥物與血漿蛋白的結(jié)合,主要研究血漿蛋白結(jié)合率。 研究藥物與血漿蛋

9、白結(jié)合的方法很多,如平衡透析法、超濾法、超速離心法、凝膠過濾法等。 可選擇使用一種方法進行至少3個濃度（包括有效濃度）的血漿蛋白結(jié)合試驗，每個濃度至少重復(fù)試驗三次，以了解藥物的血漿蛋白結(jié)合率是否有濃度依賴性。,血漿蛋白結(jié)合率測定的實驗方法 -平衡透析法,透析袋一端扎緊，除去袋內(nèi)外水份，精密吸取2mL空白大鼠或人血漿加至透析袋中，扎緊袋口，懸浮于盛有20ml含藥透析液的廣口棕色瓶中，調(diào)整透析袋位置，使袋內(nèi)外液面保持同一水平，并避免貼瓶壁，密封瓶口，置于4冰箱中放置。 達平衡后取透析袋內(nèi)外樣品100L，進行樣品處理，然后進行測定。,4、藥物的代謝研究,藥物代謝研究可以為藥物設(shè)計及結(jié)構(gòu)修飾提供幫助和

10、指導(dǎo)。 在藥物設(shè)計階段可以對先導(dǎo)化合物進行化學(xué)改造，以改善藥理特性、藥動學(xué)行為等。,體內(nèi)吸收差！,藥物代謝產(chǎn)物的研究，包括藥物在血液、尿液、膽汁等基質(zhì)中代謝物的分離、結(jié)構(gòu)鑒定等。 代謝研究的方法有體外法和體內(nèi)法。體外法可采用重組酶反應(yīng)體系、肝微粒體反應(yīng)體系、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系等。 研究的內(nèi)容包括參與代謝反應(yīng)的酶、反應(yīng)的類型和途徑、代謝產(chǎn)物、酶的誘導(dǎo)或抑制等。,5、藥物的排泄,研究目的：確定排泄途徑、排泄速率、各排泄途徑的排泄百分率。 一般選小鼠或大鼠進行。 于一定時間收集尿液和糞，直至藥物排盡為止，測定藥物濃度并計算藥物經(jīng)此途徑排泄的速率和排泄量。 每個時間點至少有5只動物的實驗數(shù)據(jù)。 膽汁排泄一般

11、用大鼠在乙醚麻醉下做膽管插管引流，待大鼠清醒后給藥，以合適的時間收集膽汁，進行藥物測定。,總 結(jié),通過全面實驗觀察,要對該藥在動物體內(nèi)的藥代動力學(xué)特點做綜合性論述。 包括吸收、分布、代謝、排泄的特點,自尿、糞、膽汁的排泄情況,有無蛋白結(jié)合,結(jié)合百分?jǐn)?shù),有無蓄積,在什么器官或組織蓄積,蓄積程度等。,第三節(jié) 新藥臨床藥物動力學(xué)研究,一、新藥臨床藥物動力學(xué)研究的基本要求,1、臨床藥物動力學(xué)研究的GCP要求 臨床藥動學(xué)全過程必須貫徹GCP的精神，GCP的核心就是保護受試者的安全。,什么是GCP？,藥品臨床試驗管理規(guī)范(Good Clinical Practice，GCP)，為保證藥品臨床試驗的科學(xué)性、

12、可靠性和重現(xiàn)性而制定的規(guī)范。GCP中保護了志愿受試者和病人在新藥研究中的安全和利益，其核心是保護受試者安全。,按照GCP原則制定試驗方案并經(jīng)倫理委員會討論批準(zhǔn)，受試者必須自愿參加試驗，并簽訂知情同意書，方可實施試驗。,是從倫理學(xué)角度保護志愿者利益的專門組織,有關(guān)臨床實驗的詳細(xì)情況的書面材料,2.受試藥物的要求,試驗藥品應(yīng)當(dāng)在符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范，GMP條件的車間制備，并經(jīng)檢驗符合臨床研究用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的中試放大產(chǎn)品。 受試藥物專人保管，記錄藥品使用情況，試驗結(jié)束后剩余藥品和使用藥品應(yīng)與記錄相符。,基本要求：期臨床試驗應(yīng)選擇健康受試者，一般男、女各半，不僅可了解藥物在人體的藥代動力學(xué)特點，同時也

13、能觀察到該藥的藥代動力學(xué)是否存在性別的差異。一些有性別針對性的藥物，如性激素類藥物，治療前列腺肥大藥物，治療男性性功能障礙藥物及婦產(chǎn)科專用藥等則應(yīng)選用相應(yīng)性別的受試者。 年齡和體重 受試者年齡應(yīng)為年滿18歲以上的青年人和成年人，一般在1845歲。 體重按體重指數(shù)體重（kg）身高（m2）計算，一般在1924范圍內(nèi)。,3.受試者的選擇,在試驗前應(yīng)詳細(xì)詢問既往病史，作全面的體格檢查及實驗室檢查。應(yīng)無心血管、肝臟、腎臟、消化道、精神神經(jīng)等疾病病史，無藥物過敏史。 HIV感染者、藥物濫用者，最近三個月內(nèi)獻血或作為受試者被采樣者，嗜煙、嗜酒者和近二周曾服過各種藥物者均不宜作為受試者。,目標(biāo)適應(yīng)癥患者藥動學(xué)

14、研究一般在 、 期進行， 肝腎功能損害患者一般在 、期進行， 老年人藥物動力學(xué)研究選擇老年健康志愿者或患者，在 期進行。 兒科人群在 期進行。,期受試者,受試者例數(shù)： 一般要求每個劑量組812例。,3.劑量的確定,根據(jù)期臨床耐受性試驗的結(jié)果，一般選用低、中、高三種劑量。 高劑量組一般接近或等于人最大耐受劑量，但一般應(yīng)高于治療劑量。,4、藥時曲線的數(shù)據(jù)測定,采樣時間點參考臨床前藥物動力學(xué)的相關(guān)內(nèi)容。分為單劑量和多劑量給藥。 單劑量試驗時，確定12例以上受試者，試驗前一晚統(tǒng)一清淡飲食，次日晨空腹給藥（注射給藥可以不空腹），150200ml溫開水送服，24h進統(tǒng)一早餐。 試驗期間受試者避免劇烈活動，

15、禁止飲茶和咖啡等。,多劑量試驗時，受試者人數(shù)與單劑量相同。 每日1次的給藥方案，受試者禁食10h左右后，早晨空腹服藥； 每日2次的給藥方案，受試者早晨空腹服藥，晚上至少在晚餐2h后服藥； 每日3次的給藥方案，受試者早晨空腹服藥，其它按間隔8h服藥。 受試者集中在監(jiān)護室內(nèi)進行服藥、采樣和活動，一日三餐均應(yīng)統(tǒng)一飲食。,6.數(shù)據(jù)處理,單次給藥需獲得的主要藥動學(xué)參數(shù)包括： ka、tmax、Cmax、AUC、V、K、t1/2、CL等。,多次給藥需獲得的主要藥動學(xué)參數(shù)包括： tmax、 、t1/2、CL等。,選用房室模型法或非房室模型法處理血藥濃度以獲得藥動學(xué)參數(shù)。,根據(jù)藥動學(xué)參數(shù)判斷藥物的藥動學(xué)特征（如

16、線性還是非線性）。為臨床合理用藥提供參考信息,7.研究報告,提供各個受試者的血藥濃度-時間及曲線圖、平均值及曲線圖； 提供各受試者的上述主要藥物動力學(xué)參數(shù)及平均值； 總結(jié)單次和多次給藥的藥動學(xué)規(guī)律； 通過對藥物動力學(xué)參數(shù)的分析，說明其臨床意義，并對期臨床研究方案提出建議。,1、健康志愿者藥物動力學(xué)研究 在期進行。 包括： 單次給藥和多次給藥的藥代動力學(xué)研究（以明確不同劑量水平藥物的ADME特征） 進食對口服藥物藥代動力學(xué)影響的研究（進食對藥物口服吸收的影響）； 藥物代謝產(chǎn)物的藥代動力學(xué)研究（人體內(nèi)與動物體內(nèi)比較）； 藥物藥物的藥代動力學(xué)相互作用研究（藥物相互作用對藥動學(xué)的影響）。,二、新藥臨床

17、藥物動力學(xué)的基本內(nèi)容,2、目標(biāo)適應(yīng)癥患者的藥代動力學(xué)研究 患者的疾病狀態(tài)（心力衰竭、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病、消化系統(tǒng)疾病等）可能會改變藥物的體內(nèi)藥動學(xué)特征。 目的是明確藥物在相應(yīng)疾病狀態(tài)下的藥動學(xué)特點，為臨床合理用藥提供指導(dǎo)。 目標(biāo)適應(yīng)癥患者藥動學(xué)研究一般在 、 期進行，,3、特殊人群的藥代動力學(xué)研究,特殊人群藥動學(xué)與普通人不盡相同，所以應(yīng)進行特殊人群體內(nèi)藥動學(xué)研究 （1）肝腎功能損害患者的藥代動力學(xué)研究 肝功能受損可影響藥物與血漿蛋白結(jié)合、肝藥酶的量與活性、膽汁流量等。 如藥物及其代謝產(chǎn)物主要經(jīng)肝消除，或藥物的治療指數(shù)窄需進行該研究。 腎損害影響藥物的排泄，也會影響藥物的吸收、肝代謝、分布等。 如藥

18、物及其代謝產(chǎn)物主要經(jīng)肝消除，或藥物的治療指數(shù)窄需進行該研究。,3、特殊人群的藥代動力學(xué)研究,（2）老年人藥代動力學(xué)研究 老年人各項生理機能逐漸減退，因此當(dāng)擬治療疾病為一種典型的老年病或治療人群中包含相當(dāng)數(shù)量的老年人時，需進行老年人藥物動力學(xué)研究。,3、特殊人群的藥代動力學(xué)研究,（3）兒科人群藥代動力學(xué)研究 兒科人群胃液pH、胃腸蠕動、血漿蛋白含量、肝臟代謝、血腦屏障等均與成人有較大差別。因此當(dāng)擬治療疾病為一種典型的兒科疾病或治療人群中包含相當(dāng)數(shù)量的兒科人群時，需進行兒科人群藥物動力學(xué)研究。,總之，藥物的臨床藥代動力學(xué)研究結(jié)果是制訂臨床研究方案和臨床用藥方案、指導(dǎo)臨床合理用藥的基礎(chǔ)，是藥物開發(fā)中

19、不可或缺的重要研究內(nèi)容之 一。,第四節(jié) 藥物動力學(xué)研究中的生物樣品測定方法,一、生物樣品的特點： (1)樣品量少且濃度低 取樣量一般只有幾毫升。生物樣品中藥物濃度很低，以1ml計，通常是g級（最多），或ng級，甚至是pg級水平，因此常規(guī)的化學(xué)分析法是不適合的。 (2)干擾因素多 生物樣品中如無機鹽、蛋白質(zhì)等內(nèi)源性物質(zhì)、藥物代謝產(chǎn)物以及可能存在的其它藥物的干擾。 (3)個體差異大 不同的受試者，甚至同一受試者在不同時間取樣，藥物濃度及干擾物質(zhì)均可能有較大的變化。 (4)樣本量大 在進行生物等效性研究時，往往需要同時研究數(shù)百份甚至上千份樣本，工作量大。,所以，需要建立一個專屬性強、準(zhǔn)確、精密、重現(xiàn)

20、性好、靈敏的測定方法。,二、測定方法,常用方法有：色譜法、免疫學(xué)方法、微生物學(xué)方法等。 1.色譜技術(shù)：HPLC、GC、GC-MS、LC-MS聯(lián)用技術(shù)等。色譜法靈敏、特異、準(zhǔn)確，能滿足大多數(shù)藥物藥動學(xué)研究，目前首選的方法。,LC-MS/MS 聯(lián)用儀,2.放射性同位素標(biāo)記法：靈敏度高、樣品前處理簡單、可進行批量檢測。 3.免疫分析方法：如ELISA法，適于蛋白質(zhì)多肽類物質(zhì)。 4.微生物學(xué)方法：特異性差。適于抗生素藥物測定。,三、生物樣品檢測方法評價指標(biāo)和要求,方法學(xué)確證（validation)是生物樣品測定的關(guān)鍵，是藥物動力學(xué)研究的基礎(chǔ)。只有可靠的檢測方法才能得到可靠的結(jié)果。,1、特異性（spec

21、ificity）,又稱選擇性，專屬性。指被測定物質(zhì)被共存物質(zhì)（基質(zhì)中的成分、雜質(zhì)、代謝物等）的影響情況。 應(yīng)測定：空白生物樣品、空白樣品加對照品、用藥后生物樣品。 對于色譜法，至少要考察6個不同個體空白生物樣品色譜圖，以確保不被干擾。,空白基質(zhì),空白基質(zhì)加對照品,用藥后生物樣品色譜圖,2、標(biāo)準(zhǔn)曲線,通過加入已知濃度的分析物到空白基質(zhì)中，制備標(biāo)樣。每種分析物和每一分析批次都應(yīng)該有一條標(biāo)準(zhǔn)曲線。 要制備藥物在血、尿、糞、膽汁及組織勻漿等中的標(biāo)準(zhǔn)曲線, 標(biāo)準(zhǔn)曲線應(yīng)覆蓋整個待測的濃度范圍，即最高濃度應(yīng)高于Cmax，最低濃度應(yīng)低于Cmax的1/101/20，不允許用外推的方法求算樣品濃度。 標(biāo)準(zhǔn)曲線應(yīng)使

22、用至少由6個濃度水平，并指出其相關(guān)系數(shù)（0.99)。,3、定量下限（LLOQ）,是能夠被可靠定量的樣品中分析物的最低濃度，具有符合要求的準(zhǔn)確度和精密度。 通常為標(biāo)準(zhǔn)曲線最低濃度點，代表了測定方法的靈敏度。 LLOQ應(yīng)能滿足測定35個t1/2,或能檢測到Cmax的1/101/20的藥物濃度。 其準(zhǔn)確度應(yīng)為真實濃度的80120%，相對標(biāo)準(zhǔn)差（RSD）小于20%，至少由5個標(biāo)準(zhǔn)樣品測試結(jié)果進行計算。,4.準(zhǔn)確度（accuracy）,指在確定分析條件下，測得的生物 樣品濃度與真實濃度接近的程度。 表示為（測得值/真實值）100%，用回收率（recovery）表示。 取低（不高于定量下限濃度3倍）、中（

23、標(biāo)準(zhǔn)曲線中部附近）、高濃度（標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍上限約75%處）質(zhì)控樣品進行考察。 每個濃度至少測定5個樣品（日內(nèi)）。應(yīng)考察日內(nèi)(n=5)和日間準(zhǔn)確度(n=15) 。 一般回收率在85115%以內(nèi)，定量下限附近的在80120%以內(nèi).,5.精密度（precision）,描述分析物重復(fù)測定的接近程度，用測量值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD%，也稱變異系數(shù)）表示。 應(yīng)使用與準(zhǔn)確度相同分析批樣品的結(jié)果，獲得低、中、高濃度的RSD%。 每一濃度測定5次，求出各自的RSD。RSD要求在15%以內(nèi)。定量下限在20%以內(nèi)。 分為日內(nèi)（n=5）和日間精 密度（n=15）。,6.基質(zhì)效應(yīng),當(dāng)采用質(zhì)譜方法時，應(yīng)考察基質(zhì)效應(yīng)。,7.樣品穩(wěn)定性,必須在分析的每一步都確保樣品的穩(wěn)定。 一般對含藥生物樣品進行室溫、冰凍及凍融條 件下進行穩(wěn)定性考察。處理后樣品的穩(wěn)定性考察。 考察低（空白基質(zhì)加入分析物至定量下限3倍以內(nèi)）和高濃度（定量上限附近）的穩(wěn)定性。 每一濃度的均值與標(biāo)示值的偏