新药临床前药理学评价,第二军医大学药学院 沈甫明,沈甫明 药理学教研室 教授 博导 上海市药理学会 副理事长 Clin Exp Pharmacol Physiol 编委; Acta Pharmacol Sin等审稿人 国家自然科学基金、上海市科委基金、北京市自然基金评审专家,基金： 04、06、08、10分别获得国家自然科学面上项目资助 04、08分别获得上海市基础研究重点项目资助 10年获得上海市教育委员会科研创新重点项目资助 09年获国家重大新药创制(药效学平台) 文章： 2000年以来发表SCI论文46篇 (Hypertension, Crit Care Med, Cardiovasc Diabetol等),主 要 内 容,概述 主要药效学研究 药理作用机制研究,新药研究的基本程序,概述,开 始 时 机,1,2,3,4,概述,基 本 要 求,合格的课题负责人和训练有素的研究人员 受试药要求：结构清楚，工艺稳定，符合临床研究用药品质量标准 符合规定的动物和必要的仪器设备条件 良好的实验设计、详实的记录和正确的统计处理,概述,1、是新药评价的最基本的核心内容之一 2、是药监部门批准上临床的主要依据之一 3、为新药临床研究提供可靠的实验依据 4、有利于培养新药评价人才和学科发展,概述,研 究 意 义,药学评价是基础 基础不牢 大楼要倒 药效评价是前提 没有药效 进行不了 毒性评价是核心 安全没保证 临床不敢用 临床评价是关键 临床有效 开发成功,概述,1、是新药评价的最基本的核心内容之一 2、是药监部门批准上临床的主要依据之一 3、为新药临床研究提供可靠的实验依据 4、有利于培养新药评价人才和学科发展,概述,研 究 意 义,药理毒理研究资料,药理毒理研究资料综述（中19/化16/生16） 主要药效学试验资料及文献资料（20/17/17） 一般药理研究的试验资料及文献资料（21/18/18） 复方制剂中多种成份药效、毒性、药代动力学相互影响的 试验资料及文献资料（无/22/无） 动物药代动力学试验资料及文献资料（28/27/21）,附件一：中药、天然药物;附件二：化学药品;附件三：生物制品注册分类及申报资料要求,概述,1、是新药评价的最基本的核心内容之一 2、是药监部门批准上临床的主要依据之一 3、为新药临床研究提供可靠的实验依据 4、有利于培养新药评价人才和学科发展,研 究 意 义,概述,动物模型的意义,1、避免了人体实验造成的风险和伦理问题 2、利于研究发病率低，病程长的疾病 3、可严格控制实验条件，排除复杂因素 4、样品收集方便，结果分析容易,概述,动物模型的意义,1、避免了人体实验造成的风险和伦理问题 2、利于研究发病率低，病程长的疾病 3、可严格控制实验条件，排除复杂因素 4、样品收集方便，结果分析容易,概述,主要药效学研究,定 义,主要药效学 primary pharmacodynamics 是与防治作用有关的主要药理作用研究,主要药效学,目的,作为一个药物，必须是有药效的 发现新药：显露原来作用不明的候选 药物的有效药理作用 评选新药：弄清有效药物的优缺点， 决定取舍，不致滥竽充数,主要药效学, 阿片类化合物镇痛作用 抗感染药杀、抑菌效果 NSAIDs抗炎、镇痛、解热 -受体阻断药抗心绞痛、降压 抗肿瘤药消除、抑制肿瘤,主要药效学,总 的 原 则,按“新药药效学研究技术指导原则”进行,主要药效学,总的要求 二种模型 二种动物 量效关系 时效关系 指标客观 各种对照 临床途径 体外试验至少重复3次,新药药效学分类表,主要药效学,新药药效学分类表,主要药效学,新药药效学分类表,主要药效学,研 究 内 容,药物作用的性质（stimulation-depression； agonism-antagonism)和选择性(selectivity) 量-效关系（dose-response relationship） 时-效关系（time-response relationship ） 作用机制分析（analysis for mechanism of action),主要药效学,1、动物选择 2、模型建立 3、检测指标 4、测试方法 5、剂量要求 6、实验设计 7、统计处理 8、给药途径 9、客观总结 10、复方慎重,研 究 内 容,（1）动物选择依据 符合要求，品系清楚 成年健康，雌雄各半 特定模型，特定动物,1.动物选择,研究内容,昆明种：白化小鼠封闭群 主要生物学特征： 繁殖率和存活率高 抗病率和适应性强 广泛用于药理学和毒理学研究，如镇痛抗炎、学习记忆、神经系统等实验,常用实验动物,C57BL：黑色小鼠近交系 主要生物学特性： 乳腺癌自然发病率低 对放射线中度抵抗 对结核杆菌敏感 遗传背景清楚，基因组测序完成 常用于转基因小鼠的制备,肿瘤学和遗传学的研究。,常用实验动物,裸小鼠突变系 主要生物学特性： 先天性胸腺发育缺陷 无被毛 T细胞功能缺失 主要用于免疫学、肿瘤学研究和单克隆抗体的制备。,常用实验动物,SD：白化大鼠封闭群 主要生物学特性： 对疾病抵抗力较强 自发性肿瘤的发病率较低 对性激素敏感性高 广泛用于药理学和毒理学研究，如高血压、镇痛抗炎、 内分泌、药物依赖性等实验,常用实验动物,短毛豚鼠 主要生物学特性 豚鼠嗅觉、听觉较发达 不能合成维生素C 豚鼠易引发速发性变态反应 呼吸系统和消化系统抗病能力较差 应用于过敏反应、皮肤刺激试验、平喘、镇咳、 局部麻醉药等研究,常用实验动物,新西兰兔 生物学特性 听觉和嗅觉灵敏 性成熟期因品种而异 对致热物质敏感 主要用于心血管病、热源、消化道炎症等实验,常用实验动物,比格犬 国际上标准实验用犬。 性情温顺、易于驯服和抓捕 抗病能力强 遗传性能稳定，对实验反应一致。 常用于高血压、条件反射、消化系统、脑血管病等实验,常用实验动物,猕猴 生物学特性 大脑发达 生理生殖与人非常接近 易感某些人类传染病 常用于药物依赖性、疫苗、行为科学和神经生理等实验,常用实验动物,（1）动物选择依据 符合要求，品系清楚 成年健康，雌雄各半 特定模型，特定动物,1.动物选择,有关问题,ICR小鼠生长曲线,Balb/c小鼠生长曲线,1.动物选择,有关问题,SD大鼠生长曲线,Wistar大鼠生长曲线,1.动物选择,有关问题,1.动物选择,有关问题,SHR: Spontaneously hypertensive rat BP 变化特点,（2）注意种属异同性 人与动物之间 不同种属间的 同种不同品系,应选择多种动物进行实验多种动物上效应一致，对人的预测价值大,1.动物选择,研究内容,三 种 情 况 有合适的动物模型，如抗感染、镇痛、移植性肿瘤等 无较好的动物模型，如银屑病、晕动病、药物依赖等 无恰当的动物模型，如精神病、神经官能症、头痛等,2.模型建立,研究内容,提倡整体动物、关注动物福利 离体实验要特异 注意体内体外差别 注意致模剂、麻药等选择,2.模型建立,新药的主要药效作用，应当用体内体外两种以上试验方法获得证明， 其中一种必须是整体的正常动物或动物病理模型,研究内容,给结核菌染色 保罗艾立希给患结核病兔子耳朵注射亚甲兰 只在兔子的神经末梢呈色 以为找到了一种止痛药 惊人的念头染料能杀死病菌不伤害人体 苯并红紫可以杀死豚鼠体内锥体虫 但豚鼠失明，苯并红紫核心是砷和苯,Paul Ehrlich,胂凡纳明,合成大量的化合物 发现编号为第606的化合物最有效胂凡纳明 拍摄影片“神奇的子弹” 梅毒的病原体很象是鞭毛虫似的原生动物 在人体上试验获得了奇迹般的效果 这个成功使得当时的医学界大为兴奋,胂凡纳明,罂粟乳白色果汁暴露于空气后干燥凝结成生鸦片，经提炼生成吗啡，二乙酰吗啡-海洛因,阿片类药物,药物依赖的流行情况,我国登记在册的吸毒人数逐年增加，涉毒地区遍布全国2148个县市。实际吸毒人数是登记在册的510倍。,7万,140万，20倍,身体依赖性,一种适应状态 耐受性和戒断症状 戒断症状使人非常痛苦 甚至有生命危险,精神依赖性,特殊的精神效应 异常强烈渴求感 强迫性觅药行为 重复体验和享受欣快感 避免断药后的身心折磨,一朝吸毒， 十年戒毒， 终身想毒。 强大精神依赖 真实写照,A red dye (Prontosil) cured streptococcal infections in mice (1932),Gerhard Domagk (1895-1964 ),磺胺药,有关问题,当时认为：百浪多息分子结构中的偶氮键是抗菌药效团 后来发现：经体内代谢后才转化成具有抑菌作用的磺胺 实验证明：磺胺在体内外均有抑菌活性 由此确立：磺酰胺类药物的基本结构(1935),磺胺药,有关问题,磺胺结构,偶氮,磺胺药,有关问题,1939年，获得诺贝尔医学和生理学奖 11月份被迫拒绝接受 1947年，接受诺贝尔奖 二战后从事结核病和癌症的化学疗法研究,3.检测指标,反映主要药效作用的药理本质 客观、定量、灵敏、适当、有限度 多种指标综合评价 过分灵敏假阳性 不够灵敏假阴性 同类药已较多的，应订高一点 尚缺理想药的，可订低一点,研究内容,定性(qualitative) 性质不同，主观判断 兴奋-抑制，激动-拮抗，活化-抑制 死亡-存活，增加-减少，扩大-缩小 定量(quantitative)数量多寡，客观测量 绝对量：有度、量、衡单位计量 (International System) 相对量：%，比率，影象密度， 评分量表(score)，,研究内容,4.测试方法,研究方式： 体外(in vitro)和体内(in vivo) 研究层次： 整体 器官 细胞 分子,研究内容,研究层次, 整体动物（intact animals） 学习记忆 血压 呼吸,研究内容,学习记忆障碍动物模型 学习记忆获得障碍：东莨菪碱 学习记忆巩固障碍：环己酰亚胺 学习记忆再现障碍：乙醇 方法 跳台法（Step down test ） 避暗法（Step through test） 迷宫（maze）,促智药,研究内容,离体器官(isolated organs) 豚鼠迴肠 大鼠心脏 大鼠膈肌-膈神经 小鼠输精管 兔主动脉条 兔子宫 蛙心 脑片,研究层次,研究内容, 细胞系(cell-lines),脑（海马，垂体） 血管（平滑肌） 心肌（乳头肌） 肝 肾 脾 骨髓 淋巴细胞,原代或传代培养！,研究层次,研究内容,公认、灵敏、特异、可客观计数 二种动物的同一模型或二种动物不同模型,有关问题,4.测试方法,5.剂量要求,依据：预实验、文献报道、参考同类药 要求：做出量-效关系 剂量范围 半数有效量（ median effective dose, ED50） 整体实验至少有3个剂量 半数致死量（ median lethal dose, LD50） 治疗指数（therapeutic index,TI)=LD50/ ED50 体外试验剂量太高无意义,研究内容,剂量间等比： 0.5, 1, 2, 4, 8mgkg-1(mg/kg) 浓度 1，10，100 molL-1(mol/L),5.剂量要求,研究内容,剂量-反应曲线(dose-response curve),研究内容,6.实验设计,随机(randomization) 对照 (control) 重复 (replication),研究内容,完全随机设计 将受试动物完全随机地分配到n个处理组，各组分别接受不同的处理，试验结束后比较各组均数间的差别有无统计学意义，推论处理作用的效应。,6.实验设计,研究内容,用完全随机设计方法将20只小鼠等分为4组进行试验,动物编号 取随机数 随机数排序 分组,6.实验设计,研究内容,常用获得随机数的方法,计算器 SHIFT RAN# 查随机数表 软件,6.实验设计,研究内容,完全随机设计分组结果,0105 分到对照组； 0610 分到高剂量 1115