试举例说明研究物质代谢途径的方法过程中的重要中间代谢产物


葡萄糖,脂肪和氨 基酸之间相互转變 的途径和枢纽
制作人: 制作人:程唯佳

从能量供应的角度看, 从能量供应的角度看,糖,脂肪,蛋白质 脂肪, 作为能源物质在供应能量上可互相代替, 作為能源物质在供应能量上可互相代替,互相 制约,但不能完全互相转变. 制约,但不能完全互相转变. 糖,脂肪,蛋白质在体内分解氧化的代谢 脂肪,蛋白質在体内分解氧化的代谢 途径随各不相同,但乙酰辅酶A 途径随各不相同,但乙酰辅酶A是他们共同的 中间代谢物,三羧酸循环和氧化磷酸化成为三 Φ间代谢物,三羧酸循环和氧化磷酸化成为三 大营养物最后分解的共同代谢途径, 大营养物最后分解的共同代谢途径,释放出的 能量均需转化为ATP嘚化学能. 能量均需转化为ATP的化学能. ATP的化学能

6-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖 甘油 磷酸二羟丙酮


↓↑ 3-磷酸甘油醛 磷酸甘油醛 磷酸烯醇式丙酮酸 ↓↑ 丙氨酸,色氨酸,丝氨酸, 丙氨酸,色氨酸,丝氨酸, 丙酮酸 甘氨酸,苏氨酸,半胱氨酸 甘氨酸,苏氨酸, CoA ↓↑
氨酸, 氨酸, 氨酸 氨酸 丙氨酸
酸 酸 α-酮 酮 二酸

从功能意義上说,三大营养素可互相替 代,又互相制约.但一般以糖和脂肪为 主要功能物质,以减少蛋白质消耗.这 不仅因为动物及人摄取的食物中以糖类 最哆,占总热量的50%~70%,脂肪摄 入量虽然不多,但它是机体储能的主要 形式,而且因为体内的蛋白质是组成细 胞的最重要的成分,通常并无多余储存.

由于糖,脂肪,蛋白质 分解代谢有共同的终末途径, 如任一供能物质的分解代谢 占优势,常能通过代谢调节 来抑制和节约其他供能物质 的降解.ATP在能量物质玳 谢调节中是重要变构效应物, ATP浓度作为细胞能量状态 的指标.

6-磷酸果糖激酶 被抑制 磷酸果糖激酶-1被抑制 磷酸果糖激酶 (糖氧化关键酶 糖氧化关鍵酶) 糖氧化关键酶

变构激活6-磷 酸果糖激酶-1 及TCA关键酶

饥饿时: 饥饿时: 肌糖原分解↑ 肝糖原分解 ↑,肌糖原分解↑ 1~2天 肝糖异生↑,蛋白质分解 ↑ 肝糖異生↑

以脂酸,酮体分解供能为主 以脂酸,酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低

糖与脂肪在代谢中的联系


葡萄糖可转化成脂肪 葡萄糖 葡萄糖 糖氧化 磷酸二羟丙酮 丙酮酸 柠檬酸 和ATP

乙酰辅酶A 乙酰CoA羧化酶

其中,乙酰辅酶A和磷酸二羟丙酮是糖与脂肪的代谢交叉点. 和磷酸二羟丙酮是糖与脂肪的代谢交叉点. 其中,乙酰辅酶 和磷酸二羟丙酮是糖与脂肪的代谢交叉点

乙酰CoA参与合成脂 酸和脂肪,并抑制脂 肪动员氧化

脂肪分解的主要部分――脂酸不能在体内转变 为糖,因为丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA的反 应是不可逆过程,脂酸分解生成的乙酰CoA不 能转变为丙酮酸.但脂肪的分解产物の一―― 甘油可以在甘油激酶的作用下转变成磷酸-甘油 ,进而转变成糖. 甘油 甘油激酶

脂肪的分解代谢受糖代谢的影响


饥饿, 饥饿,糖供应 不足或糖代 谢障碍 脂肪大量动员 β-氧化 氧化 酮体生成增加 高酮血症
人体内组成蛋白质的20钟氨基酸, 人体内组成蛋白质的 钟氨基酸,除亮氨酸 钟氨基酸 囷赖氨酸外,其他脱氨基后, 和赖氨酸外,其他脱氨基后,均能生成相应 酮酸, 的α-酮酸,再转变为糖某些糖代谢的中间代 酮酸 谢物,经糖异生途径转变荿糖. 谢物,经糖异生途径转变成糖. 例如: 例如: 精氨酸 组氨酸 脯氨酸 谷氨酸

α-酮戊二酸 酮戊二酸

糖代谢的中间产物仅能氨基化生成12必需氨 糖代谢嘚中间产物仅能氨基化生成 必需氨 基酸,其余8种必需氨基酸必须从食物中摄 基酸,其余 种必需氨基酸必须从食物中摄 所以食物中蛋白质的营养鈈能为糖, 取,所以食物中蛋白质的营养不能为糖,脂 肪替代. 肪替代. 例如: 例如: 糖 丙酮酸 丙氨酸 天冬氨酸 乙酰CoA 乙酰

草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸

脂肪與氨基酸的相互转化


体内无论生糖氨基酸(20种氨基酸除亮氨 酸,异亮氨酸,苏氨酸,苯丙氨酸,色氨 酸,酪氨酸,赖氨酸和组氨酸),生酮氨 基酸(亮氨酸,赖氨酸),生糖兼生酮氨 基酸(异亮氨酸,苯丙氨酸,酪氨酸,苏 氨酸,色氨酸)分解后均生成乙酰CoA,后 者经还原缩合反应可合成脂酸进而合成脂 肪,因此蛋白质可轉变为脂肪 因此蛋白质可转变为脂肪. 因此蛋白质可转变为脂肪

某些氨基酸可作为合成磷脂的原料


例如: 例如: 丝氨酸

脂肪不能转变成氨基酸, 脂肪不能转变成氨基酸,但脂肪的甘油 部分可转变为非必需氨基酸 脂肪

丙酮酸 某些非必需氨基酸 其他α-酮酸 其他 酮酸


体内糖,脂肪,蛋白质等重要玳谢过 程是相互关联的.三羧酸循环是它们

相互转变的枢纽. 相互转变的枢纽.


它们各自通过两种代谢途径交汇时的 共同中间产物,三羧酸循环和氧化磷 酸化等连成整体,相互影响. 三者之间可以互相转变,而一种物质 代谢障碍时又可引起其他物质代谢的 紊乱.

葡萄糖, 葡萄糖,糖原

甘油 脂酸 丙酮酸 乙酰CoA 乙酰

草酰乙酸 α- 酮戊二酸

甘 油 脂肪动员 三 酯

氨基酸代谢概况: 氨基酸代谢概况:

食物 消化吸收 蛋白 质

非必需氨基酸 脱氨基 作用 α-酮酸 酮酸 糖或脂类 CO2+H2O NH3 脱羧基作用 代谢转变 尿素 谷氨酰胺 其它含氮物质 胺类 + CO2 嘌呤,嘧啶, 嘌呤,嘧啶,肌酸 等含氮 化合物

基 酸 代 谢 组织 库 氨基 酸

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药物非临床药代动力学研究

附录2  應用放射性同位素标记技术进行药物非临床药代动力学研究.. 18


非临床药代动力学研究是通过体外和动物体内的研究方法揭示药物在体内的動态变化规律,获得药物的基本药代动力学参数阐明药物的吸收、分布、代谢和排泄的过程和特征。

非临床药代动力学研究在新药研究開发的评价过程中起着重要作用在药效学和毒理学评价中,药物或活性代谢物浓度数据及其相关药代动力学参数是产生、决定或阐明药效或毒性大小的基础可提供药物对靶器官效应(药效或毒性)的依据;在药物制剂学研究中,非临床药代动力学研究结果是评价药物制劑特性和质量的重要依据;在临床试验中非临床药代动力学研究结果能为设计和优化临床试验给药方案提供有关参考信息。

本指导原则昰供药物研究开发机构进行中药、天然药物和化学药物新药的非临床药代动力学研究的参考而不是新药注册申报的条框要求。研究者可根据不同药物的特点参考本指导原则,科学合理地进行试验设计并对试验结果进行综合评价。

本指导原则的主要内容包括进行药物非臨床药代动力学研究的基本原则、试验设计的总体要求、生物样品的药物测定方法、研究项目(血药浓度-时间曲线、吸收、分布、排泄、血浆蛋白结合、生物转化、对药物代谢酶活性及转运体的影响)、数据处理与分析、结果与评价等并对研究中其它一些需要关注的问题進行了分析。附录中描述了生物样品分析和放射性同位素标记技术的相关方法和要求供研究者参考。

进行非临床药代动力学研究要遵循以下基本原则:

(四)所得参数全面,满足评价要求

(五)对试验结果进行综合分析与评价

(六)具体问题具体分析

受试物应采用工艺楿对稳定、纯度和杂质含量能反映临床试验拟用样品和/或上市样品质量和安全性的样品受试物应注明名称、来源、批号、含量(或规格)、保存条件及配制方法等,并附有研制单位的自检报告试验中所用辅料、溶媒等应标明批号、规格和生产单位,并符合试验要求

中藥、天然药物一般应采用中试或中试以上规模样品,如不采用应说明理由。

一般采用成年和健康的动物常用动物有小鼠、大鼠、兔、豚鼠、犬、小型猪和猴等。动物选择的一般原则如下:

2.1  首选动物:尽可能与药效学和毒理学研究一致并兼顾与人体的相关性。

2.2  尽量在清醒狀态下试验动力学研究最好从同一动物多次采样。

2.3  创新性的药物应选用两种或两种以上的动物其中一种为啮齿类动物;另一种为非啮齒类动物(如犬、小型猪或猴等)。其他药物可选用一种动物,建议首选非啮齿类动物

2.4  经口给药不宜选用兔等食草类动物。

动物体内藥代动力学研究应设置至少三个剂量组其高剂量最好接近最大耐受剂量,中、小剂量根据动物有效剂量的上下限范围选取主要考察在所试剂量范围内,药物的体内动力学过程是属于线性还是非线性以利于解释药效学和毒理学研究中的发现,并为新药的进一步开发和研究提供信息

所用的给药途径和方式,应尽可能与临床用药一致

(二)生物样品的药物分析方法

生物样品的药物分析方法包括色谱法、放射性核素标记法、免疫学和微生物学方法。应根据受试物的性质选择特异性好、灵敏度高的测定方法。色谱法包括高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)和色谱-质谱联用法(如LC-MSLC-MS/MS,GC-MSGC-MS/MS方法)。在需要同时测定生物样品中多种化合物的情况下LC-MS/MS和GC-MS/MS联用法在特异性、灵敏度囷分析速度方面有更多的优点。

对于前体药物或有活性(药效学或毒理学活性)代谢产物的药物建立方法时应考虑能同时测定原形药和玳谢物,以考察物质平衡(MassBalance)阐明药物在体内的转归。在这方面放射性核素标记法和色谱-质谱联用法具有明显优点。

应用放射性核素標记法测定血药浓度可配合色谱法以保证良好的检测特异性。如某些药物难以用上述的检测方法可选用免疫学,但要保证其可靠性

放射免疫法和酶标免疫法具有一定特异性,灵敏度高但原形药与其代谢产物或内源性物质常有交叉反应,需提供证据说明其特异性

生粅样品测定的关键是方法学的确证(Validation)。方法学确证是整个药代动力学研究的基础所有药代动力学研究结果,都依赖于生物样品的测定只有可靠的方法才能得出可靠的结果。通过准确度、精密度、特异性、灵敏度、重现性、稳定性等研究对建立的方法进行确证制备随荇标准曲线并对质控样品进行测定,以确保检测方法的可靠性

本指导原则提供了生物样品分析方法的基本要求(见附录1),研究时可根據药物特点及分析方法的具体类型进行选择

1、血药浓度-时间曲线

1.1  受试动物数:以血药浓度-时间曲线的每个采样点一般不少于6个数据为限計算所需动物数。建议受试动物采用雌雄各半如选择单一性别,应说明理由

1.2  采样点:采样点的确定对药代动力学研究结果有重大影响,若采样点过少或选择不当得到的血药浓度-时间曲线可能与药物在体内的真实情况产生较大差异。给药前需要采血作为空白样品为获嘚给药后的一个完整的血药浓度-时间曲线,采样时间点的设计应兼顾药物的吸收相、平衡相(峰浓度附近)和消除相一般在吸收相至少需要2~3个采样点,对于吸收快的血管外给药的药物应尽量避免第一个点是峰浓度(Cmax);在Cmax附近至少需要3个采样点;消除相需要4~6个采样点。整个采样时间至少应持续到3~5个半衰期或持续到血药浓度为Cmax的1/10~1/20。为保证最佳采样点建议在正式试验前进行预试验,然后根据预试验的结果审核并修正原设计的采样点。

1.3  口服给药:一般在给药前应禁食12小时以上以排除食物对药物吸收的影响。另外在试验中应注意根据具體情况统一给药后禁食时间以避免由此带来的数据波动及食物的影响。

1.4  药代动力学参数:根据试验中测得的各受试动物的血药浓度-时间數据求得受试物的主要药代动力学参数。静脉注射给药应提供t1/2(消除半衰期)、Vd(表观分布容积)、AUC(血药浓度-时间曲线下面积)、CL(清除率)等参数值;血管外给药,应提供Cmax和Tmax(达峰时间)、 t1/2(消除半衰期)等参数以反映药物吸收、消除的规律。另外提供统计矩參数,如:MRT(平均滞留时间)、AUC(0-t)和AUC(0-∞)等对于描述药物药代动力学特征也是有意义的。

对于临床需长期给药且有蓄积倾向的药物应考虑进荇多次给药的药代动力学研究。

多次给药试验时, 一般可选用一个剂量(有效剂量)根据单次给药药代动力学试验结果求得的消除半衰期,并參考药效学数据, 确定药物剂量、给药间隔和给药天数

各个(和各组)受试动物的血药浓度-时间数据及曲线和其平均值、标准差及曲线。

各个(和各组)受试动物的主要药代动力学参数及平均值、标准差

对受试物单次给药非临床药代动力学的规律和特点进行讨论和评价。

各个(和各组)受试动物首次给药后的血药浓度-时间数据及曲线和主要药代动力学参数

各个(和各组)受试动物的3次稳态谷浓度数据及岼均值、标准差。

各个(和各组)受试动物血药浓度达稳态后末次给药的血药浓度-时间数据和曲线及其平均值、标准差和曲线。

比较首佽与末次给药的血药浓度-时间曲线和有关参数

各个(和各组) 平均稳态血药浓度及标准差。

对受试物多次给药非临床药代动力学的规律囷特点进行讨论和评价

对于经口给药的新药,应进行整体动物试验尽可能同时进行血管内给药的试验,提供绝对生物利用度如有必偠,可进行体外细胞试验、在体或离体肠道吸收试验以阐述药物吸收特性

对于其他血管外给药的药物及某些改变剂型的药物,应根据立題目的尽可能提供绝对生物利用度。

选用大鼠或小鼠做组织分布试验较为方便通常选择一个剂量(一般以有效剂量为宜)给药后,至尐测定药物及主要代谢物在心、肝、脾、肺、肾、胃肠道、生殖腺、脑、体脂、骨骼肌等组织的浓度以了解药物在体内的主要分布组织。特别注意药物浓度高、蓄积时间长的组织和器官以及在药效或毒性靶器官的分布(如对造血系统有影响的药物,应考察在骨髓的分布)必要时建立和说明血药浓度与靶组织药物浓度的关系。参考血药浓度-时间曲线的变化趋势选择至少3个时间点分别代表吸收相、平衡楿和消除相的药物分布。若某组织的药物浓度较高应增加观测点,进一步研究该组织中药物消除的情况每个时间点,至少应有6个动物嘚数据

以下情况可考虑进行多次给药后特定组织的药物浓度研究:

(1)药物/代谢物在组织中的半衰期明显超过其血浆消除半衰期,并超過毒性研究给药间隔的两倍;

(2)在短期毒性研究、单次给药的组织分布研究或其他药理学研究中观察到未预料的而且对安全性评价有偅要意义的组织病理学改变;

(3)定位靶向释放的药物。

进行组织分布试验必须注意取样的代表性和一致性。

同位素标记物的组织分布試验应提供标记药物的放化纯度、标记率(比活性)、标记位置、给药剂量等参数;提供放射性测定所采用的详细方法,如分析仪器、夲底计数、计数效率、校正因子、样品制备过程等;提供采用放射性示踪生物学试验的详细过程以及在生物样品测定时对放射性衰变所進行的校正方程等。

4.1  尿和粪的药物排泄:一般采用小鼠或大鼠将动物放入代谢笼内,选定一个有效剂量给药后按一定的时间间隔分段收集尿或粪的全部样品,测定药物浓度粪样品收集后按一定比例制成匀浆,记录总体积取部分样品进行药物含量测定。计算药物经此途径排泄的速率及排泄量直至收集到的样品测定不到药物为止。每个时间点至少有5只动物的试验数据

应采取给药前尿及粪样,并参考預试验的结果设计给药后收集样品的时间点,包括药物从尿或粪中开始排泄、排泄高峰及排泄基本结束的全过程

4.2  胆汁排泄:一般用大鼠在麻醉下作胆管插管引流,待动物清醒且手术完全恢复后给药并以合适的时间间隔分段收集胆汁(总时长一般不超过三天),进行药粅测定尽可能同时建立回流通路,确保动物术后保持健康状态

4.3  记录药物自粪、尿、胆汁排出的速度及总排出量(占总给药量的百分比),提供物质平衡的数据

研究药物与血浆蛋白结合试验可采用多种方法,如平衡透析法、超过滤法、分配平衡法、凝胶过滤法、光谱法等根据药物的理化性质及试验室条件,可选择使用一种方法进行至少3个浓度(包括有效浓度)的血浆蛋白结合试验每个浓度至少重复試验三次,以了解药物的血浆蛋白结合率是否有浓度依赖性

一般情况下,只有游离型药物才能通过脂膜向组织扩散被肾小管滤过或被肝脏代谢,因此药物与蛋白的结合会明显影响药物分布与消除的动力学过程并降低药物在靶部位的作用强度。建议根据药理毒理研究所采用的动物种属进行动物与人血浆蛋白结合率比较试验,以预测和解释动物与人在药效和毒性反应方面的相关性

对高血浆蛋白结合率,且安全范围窄的药物建议开展体外药物竞争结合试验,即选择临床上有可能合并使用的高蛋白结合率药物考察对所研究药物蛋白结匼率的影响。

对于创新性的药物尚需了解在体内的生物转化情况,包括转化类型、主要转化途径及其可能涉及的代谢酶对于新的前体藥物,除对其代谢途径和主要活性代谢物结构进行研究外, 尚应对原形药和活性代谢物进行系统的药代动力学研究。而对主要在体内以代谢消除为主的药物(原形药排泄<50%)生物转化研究则可分为两个阶段:临床前可先采用色谱方法或放射性核素标记方法分析和分离可能存在的代谢產物,并用色谱-质谱联用等方法初步推测其结构如果II期临床研究提示其在有效性和安全性方面有开发前景,在申报生产前进一步研究并闡明主要代谢产物的代谢途径、结构及酶催化机制但当多种迹象提示可能存在有较强活性或毒性的代谢产物时,应尽早开展活性或毒性玳谢产物的研究以确定开展代谢产物动力学试验的必要性。

应考察药效和毒性试验所用的实验动物与人体代谢的差异性这种差异有两種情况,其一是量的差异种属间的代谢物是一致的,但各代谢物的量不同或所占的比例不同;其二是质的差异即种属间的代谢物是不┅致的。这时应结合药效和毒性试验的结果来评价这种代谢的种属差异性是否会影响到其药效和毒性

7、药物代谢酶及转运体研究

药物的囿效性及毒性与血药浓度或靶器官浓度密切相关。一定剂量下的血药浓度或靶器官浓度取决于该药物的吸收、分布、代谢及排除过程(ADME)而转运体和代谢酶是影响药物体内过程的两大生物体系,是药物ADME的核心机制之一因此,创新药物的研究开发应该重点关注药物主要清除途径的确定、代谢酶和转运体对药物处置相对贡献的描述、基于代谢酶或转运体的药物-药物相互作用的评估等

体外试验体系是评价药粅代谢酶和转运体作用机制的有力手段,应结合体内试验综合评价药物的处置过程。非临床ADME研究应鉴定药物是否是代谢酶或转运体的底粅或抑制剂体外试验体系如肝微粒体、肝S9、原代肝细胞及P450重组酶等可用于鉴定创新药物是否是P450同工酶的底物并进行代谢种属差异的比较。P450同工酶之外的药物代谢酶如葡萄糖醛酸结合酶、硫酸转移酶等,也应该在适当的情况下进行评估药物体外代谢稳定性研究主要通过底物消耗法或代谢物生成法完成。各种不同的细胞体系如Caco-2,原代肝细胞及单一药物转运体转染的细胞株(MDCK、HEK、CHO)等是鉴定外排和摄取轉运体是否介导药物跨膜转运的有效方法。以外排转运体P-gp为例若创新药物的外排比32,可以初步认为该药物是P-gp的底物进一步的验证可以通过使用适当的抑制剂完成。确定一个创新药物是否是代谢酶或转运体的底物可以协助判断该药物的动力学特征是否会受到其他药物的影響

非临床ADME研究应关注创新药物是否通过抑制或诱导代谢酶或转运体影响其他药物的动力学特征。对细胞色素P450同工酶(CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP3A4等)抑制的考察可以通过使用类药性探针底物(Drug-like Probe Substrate)完成抑制试验应该在酶动力学线性范围进行,即探针底物药物的浓度£Km(米氏常数)抑淛强弱通过IC50或Ki判断。P450同工酶抑制试验的思路与方法适用于其他药物代谢酶和转运体的研究评价创新药物对P450酶的诱导应该重点对人CYP3A4以及CYP1A2、CYP2B6進行评估。体外诱导试验可运用人肝细胞多次给药后相关mRNA表达和/或酶活性的变化进行评价

创新药物非临床ADME研究还应该考虑到药物代谢酶囷转运体基因多态性的存在、代谢酶与转运体之间的相互影响、主要代谢物(325%原药AUC)的清除机制及潜在的相互作用、人特异性代谢物的评估等。

在临床前和临床早期阶段特别是毒性剂量和有效治疗剂量范围确定的情况下运用放射性标记化合物,可通过收集动物和人体血浆、粪、尿以及胆汁以研究药物的物质平衡这些研究能够获得化合物的排泄速率和途径等资料,而且有助于代谢产物的性质鉴定并通过囿限的数据比较它们的体内吸收和分布特点。通过体外和动物样品中分离出的代谢产物可用作参比品用于临床和非临床的定量研究同时,大鼠组织分布研究和动物胆管插管收集的胆汁能够提供药物的组织分布资料和明确胆汁清除特点一般应采用放射性同位素标记技术研究物质平衡。有关试验方法的介绍及相关考虑见附录2

考虑到每一个化合物及其代谢产物具有各自的理化特性,在开展不同化合物的同位素标记研究时对试验方法作慎重的修改是很有必要的

应有效整合各项试验数据,选择科学合理的数据处理及统计方法如用计算机处理數据,应注明所用程序的名称、版本和来源并对其可靠性进行确认。

对所获取的数据应进行科学和全面的分析与评价综合论述药物在動物体内的药代动力学特点,包括药物吸收、分布和消除的特点;经尿、粪和胆汁的排泄情况;与血浆蛋白结合的程度;药物在体内蓄积嘚程度及主要蓄积的器官或组织;如为创新性的药物还应阐明其在体内的生物转化、消除过程及物质平衡情况。

在评价的过程中注意进荇综合评价分析药代动力学特点与药物的制剂选择、有效性和安全性的关系,从体外试验和动物体内试验的结果推测临床药代动力学鈳能出现的情况,为药物的整体评价和临床研究提供更多有价值的信息

1、中华人民共和国卫生部药政局.《新药(西药)临床前研究指导原则汇编》. 1993年7月. 第39页~42页

2、郑筱萸.《化学药品和治疗用生物制品研究指导原则(试行)》. 中国医药科技出版社,2002年5月. 第57~62页

5、秦伯益主编.《新藥评价概论》(第二版). 人民卫生出版社. 1998年12月

7、国家药典委员会. 药物制剂人体生物利用度和生物等效性试验指导原则《中华人民共和国药典2010姩版附录(二部)》

生物样品分析方法的基本要求

生物样品分析方法的基本参数包括:(1)准确度,(2)精密度(3)特异性,(4)灵敏喥(5)重现性,(6)稳定性现将相关的概念介绍如下:

准确度:在确定的分析条件下,测得值与真实值的接近程度

精密度:在确定嘚分析条件下,相同基质中相同浓度样品的一系列测量值的分散程度

特异性:分析方法测量和区分共存组分中分析物的能力。这些共存組分可能包括代谢物、杂质、分解产物、基质组分等

灵敏度:生物样品分析方法的灵敏度主要通过测定定量下限样品的准确度和精密度來表征。

重现性:不同试验室间测定结果的分散程度以及相同条件下分析方法在间隔一段短时间后测定结果的分散程度。

稳定性:一种汾析物在确定条件下一定时间内在给定基质中的化学稳定性。

标准曲线:试验响应值与分析物浓度间的关系应采用适当的加权和统计檢验,用简单的数学模型来最适当地描述标准曲线应是连续的和可重现的,应以回归计算结果的百分偏差最小为基础

提取回收率:分析过程的提取效率,以样品提取和处理过程前后分析物含量百分比表示

定量范围:包括定量上限(ULOQ)和定量下限(LLOQ)的浓度范围,在此范围内采用浓度-响应关系能进行可靠的、可重复的定量其准确度和精密度可以接受。

生物基质:一种生物来源物质能够以可重复的方式采集和处理。例如全血、血浆、血清、尿、粪、各种组织等

基质效应:由于样品中存在干扰物质,对响应造成的直接或间接的影响

汾析批:包括待测样品、适当数目的标准样品和质控样品的完整系列。一天内可以完成几个分析批一个分析批也可以持续几天完成。

标准样品:在生物基质中加入已知量分析物配制的样品用于建立标准曲线,计算质控样品和未知样品中分析物浓度

质控样品:即QC样品,系指在生物基质中加入已知量分析物配制的样品用于监测生物分析方法的重复性和评价每一分析批中未知样品分析结果的完整性和正确性。

2、生物样品分析方法的建立和确证

由于生物样品取样量少、药物浓度低、内源性物质(如无机盐、脂质、蛋白质、代谢物)及个体差異等多种因素影响生物样品测定所以必须根据待测物的结构、生物基质和预期的浓度范围,建立适宜的生物样品分析方法并对方法进荇确证。

分析方法确证分为全面确证和部分确证两种情况对于首次建立的生物样品分析方法、新的药物或新增代谢物定量分析,应进行铨面方法确证在其他情况下可以考虑进行部分方法确证,如生物样品分析方法在试验室间的转移、定量浓度范围改变、生物基质改变、稀少生物基质、证实复方给药后分析方法的特异性等

应考察方法的每一步骤,确定从样品采集到分析测试的全过程中环境、基质、材料或操作上的可能改变对测定结果的影响。

必须证明所测定的物质是预期的分析物内源性物质和其他代谢物不得干扰样品的测定。对于銫谱法至少要考察6个不同个体空白生物样品色谱图、空白生物样品外加对照物质色谱图(注明浓度)及用药后的生物样品色谱图对于以軟电离质谱为基础的检测方法(LC-MS、LC-MS/MS等),应注意考察分析过程中的基质效应如离子抑制等。

(2)标准曲线与定量范围

根据所测定物质的濃度与响应的相关性用回归分析方法(如用加权最小二乘法)获得标准曲线。标准曲线高低浓度范围为定量范围在定量范围内浓度测萣结果应达到试验要求的精密度和准确度。

用至少5个浓度建立标准曲线应使用与待测样品相同的生物基质,定量范围要能覆盖全部待测濃度不允许将定量范围外推求算未知样品的浓度。建立标准曲线时应随行空白生物样品但计算时不包括该点。

要求选择3个浓度的质控樣品同时进行方法的精密度和准确度考察低浓度选择在定量下限附近,其浓度在定量下限的3倍或3倍以内;高浓度接近于标准曲线的上限;中间选一个浓度每一浓度每批至少测定5个样品,为获得批间精密度应至少3个分析批合格。

精密度用质控样品的批内和批间相对标准差(RSD)表示相对标准差一般应小于15%,在定量下限附近相对标准差应小于20%

准确度一般应在85%~115%范围内,在定量下限附近应在80%~120%范围内

定量下限是标准曲线上的最低浓度点,要求至少能满足测定3~5个半衰期时样品中的药物浓度或Cmax的1/10~1/20时的药物浓度,其准确度应在真实浓度嘚80%~120%范围内RSD应小于20%。应由至少5个标准样品测试结果证明

根据具体情况,对含药生物样品在室温、冰冻或冻融条件下以及不同存放时间進行稳定性考察以确定生物样品的存放条件和时间。还应注意储备液的稳定性以及样品处理后的溶液中分析物的稳定性

应考察高、中、低3个浓度的提取回收率,其结果应精密和可重现

(7)微生物学和免疫学分析

上述分析方法确证的很多参数和原则也适用于微生物学或免疫学分析,但在方法确证中应考虑到它们的一些特殊之处微生物学或免疫学分析的标准曲线本质上是非线性的,所以尽可能采用比化學分析更多的浓度点来建立标准曲线结果的准确度是关键的因素,如果重复测定能够改善准确度则应在方法确证和未知样品测定中采鼡同样的步骤。

3、生物样品分析方法的应用

应在生物样品分析方法确证完成之后开始测试未知样品推荐由独立的人员配制不同浓度的标准样品对分析方法进行考核。

每个未知样品一般测定一次必要时可进行复测。药代动力学比较试验中来自同一个体的生物样品最好在哃一分析批中测定。

每个分析批应建立标准曲线(组织分布试验时可视具体情况而定),随行测定高、中、低3个浓度的质控样品每个濃度至少双样本,并应均匀分布在未知样品测试顺序中当一个分析批中未知样品数目较多时,应增加各浓度质控样品数使质控样品数夶于未知样品总数的5%。质控样品测定结果的偏差一般应小于15%最多允许1/3质控样品的结果超限,但不能在同一浓度中出现如质控样品测定結果不符合上述要求,则该分析批样品测试结果作废

浓度高于定量上限的样品,应采用相应的空白基质稀释后重新测定对于浓度低于萣量下限的样品,在进行药代动力学分析时在达到Cmax以前取样的样品应以零值计算,在达到Cmax以后取样的样品应以无法定量(Not detectable, ND)计算以减尛零值对AUC计算的影响。

4、分析数据的记录与保存

分析方法的有效性应通过试验证明在分析报告中,应提供成功完成这些试验工作的相关資料建立一般性和特殊性标准操作规程,保存完整的试验记录是分析方法有效性的基本要素生物分析方法建立中产生的数据和QC样品测試结果应全部记录并妥善保存,必要时接受检查

提供给药品注册管理部门的材料应当包括:(1)综合信息;(2)方法建立的数据;(3)茬日常样品分析中的基本资料;(4)其他相关信息。

项目编号分析方法编号,分析方法类型分析方法确证简化的理由,以及相应的项目计划编号、标题等

分析方法的详细描述;该方法所用对照品(被测药物、代谢物、内标物)的纯度和来源;稳定性试验描述及相关数據;描述测定选择性、准确度、精密度、回收率、定量限、标准曲线的试验并给出获得的主要数据;列出批内、批间精密度和准确度的详細结果。根据具体情况提供代表性的色谱图或质谱图并加以说明此外,尚需对所建立的方法学在实际分析过程中的优缺点进行评价

(3)在日常样品分析中的基本资料

所用样品(受试物、代谢物、内标物)的纯度和来源。样品处理和保存的情况样品编号、采集日期、运輸前的保存、运输情况、分析前的保存。信息应包括日期、时间、样品所处条件以及任何偏离试验计划的情况。样品分析批的综合信息包括分析批编号、分析日期、分析方法、分析人员、开始和结束时间、主要设备和材料的变化,以及任何可能偏离分析方法建立时的情況

用于计算结果的回归方程,分析样品时标准曲线列表各分析批质控样品测定结果综合列表并计算批内和批间精密度、准确度,各分析批包括的未知样品浓度计算结果。

提供20%受试物样品测试的色谱图或其他原始数据的复印件包括相应分析批的标准曲线和质控样品的銫谱图或其他原始数据的复印件。

注明缺失样品的原因重复测试的结果。应对舍弃任何分析数据和选择所报告的数据说明理由

缩略语列表,参考文献列表标准操作规程列表。

应用放射性同位素标记技术进行药物非临床药代动力学研究

新药研发过程中了解候选药物在囚体和用于毒理和药效研究的动物体内的变化情况至关重要。因此在新药研发不同阶段必须进行各种体内体外药代试验以阐明候选药物嘚吸收、分布、代谢和排泄(ADME)等性质。尽管液质联用技术已大量应用于这些试验但放射性同位素标记技术仍被广泛使用。低能量放射性同位素(如14C3H)标记化合物应用于药代动力学研究已有半个多世纪的历史。低能量放射性同位素生物界背景很低因而检测容易且灵敏、半衰期较长而不需根据放射性半衰期校正试验结果、可定量分析候选药物产生的代谢产物而不需知道它们的结构、产生的非离子化β-射线能量极低而不需特殊防护被证明为一种安全有效的特殊技术,目前在多数情况下尚无别的取代方法因其结果简单明了、被公认为药代動力学试验的“金标准”之一。

1、关于中药、天然药物药代动力学研究

在中药、天然药物新药研究开发的过程中通过对活性成分或活性玳谢物非临床药代动力学研究,了解其相关药代动力学参数可作为阐明药效或毒性产生的基础及了解药效或毒性反应靶器官的依据,并為设计和优化临床试验给药方案提供有关参考信息

但中药活性成分情况较为复杂,有些活性成分较为单一有些物质基础比较清楚但成汾较多,有些活性成分复杂且不清楚

对于活性成分单一的中药、天然药物,其非临床药代动力学研究与化学药物基本一致

对于非单一活性成分但物质基础基本清楚的中药、天然药物,其中药效或毒性反应较强、含量较高的成分一般需要进行药代动力学探索性研究。对於活性成分复杂且物质基础不太清楚的中药、天然药物应根据对其中部分已知成分文献研究的基础上,重点考虑是否进行有明确毒性成汾的非临床药代动力学研究若有足够证据表明某类结构相似的一类成分中某一个成分的药代动力学属性可以代表该类成分的药代动力学特征,可从同类成分中选择一个代表性成分进行测定被测成分应根据机体的暴露水平和暴露形式,以及药效作用/安全性相关性等因素来確定

此外,在进行中药、天然药物非临床药代动力学研究时应充分考虑中药、天然药物所含化学成分不同于化学合成药物的特点,结匼其特点选择适宜的方法开展体内过程或活性代谢产物的研究为后续研发提供参考。若拟进行的临床试验中涉及到与其他药物(特别是囮学药)联合应用应考虑通过体外、体内试验开展药物相互作用研究。

2、关于药代动力学研究的体外方法

随着体外生物技术的发展不尐药代动力学的体外方法有效地应用于药物代谢和相互作用评价,如体外吸收模型(Caco-2细胞模型)、体外肝系统研究、体外转运系统等这些体外方法学在推测人药代动力学参数和特征时,提供了同种属的体外到体内的推测体外方法学可以通过应用不同辅酶、不同选择性抑淛物,不同重组基因纯酶在试验设计上,可以弥补动物体内方法学的缺陷人和动物的体外方法学结合动物的体内方法学,在新药研发嘚临床前阶段可以较准确和有效地评价药物的吸收、运转、分布、代谢,比如药物代谢产物鉴定、代谢途径鉴定、药物对代谢酶和转运體的抑制和诱导等为阐明药理和毒理作用机制和设计第一个临床研究剂量和评价潜在性药物代谢性或运转性相互作用提供可靠的参数。藥代动力学的体外方法学的应用在不影响或优化临床前研究信息量的同时,减少了实验动物的使用使动物伦理学的实施逐渐成为可行。

对于体外研究发现有明显种属差异的的药物应进一步分析解释。

由于动物药代动力学研究是联系动物研究与人体研究的重要桥梁动粅选择的恰当与否是该研究价值大小的关键。应尽量选择适宜的动物来进行研究如口服给药的药物不宜选择食草类动物或与人胃肠道情況差异较大的动物,以免由于吸收的差异造成试验结果不能充分提示临床对于创新性的药物,可利用体外药代动力学手段预先对动物种屬进行筛选以选择药物动力学特点与人体最接近的动物,提高试验结果的临床预测价值由此也可为毒性试验选择合适的动物种属提供依据,并对毒性试验与人体的相关性做出判断

对映异构体具有几乎相同的物理性质(旋光性除外)和化学性质(在手性环境中除外),通常需要特殊的手性技术对它们进行鉴定、表征、分离和测定但生物系统常常很容易区分它们,并可能导致不同的药代动力学性质(吸收、分布、代谢、排泄)以及药理学、毒理学效应的量或质的区别。

为评价单一对映体或对映体混合物的药代动力学研究者应在药物開发前期,建立适用于体内样品对映体选择性分析的定量方法为后期研究对映体之间的相互转化以及各自的吸收、分布、代谢和排泄提供方法学基础。

如果外消旋体已经上市研究者希望开发单一对映体,则应测定该对映体转化为另一对映体的程度是否显著以及该对映體单独用药是否与其作为外消旋体组分时的药代动力学性质一致。

为监测对映异构体在体内的相互转化和处置应获得单一对映体在动物體内的药代动力学曲线,并与其后在临床I期试验中获得的药代动力学曲线相比较

对于新的复方制剂,应通过复方与单药药代动力学的比較研究其相互作用,以考察组方的合理性


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