藥代動(dòng)力學(xué)和生物利用度

1、藥代動(dòng)力學(xué)與生物利用度,華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院 嚴(yán)常開 博士,藥代動(dòng)力學(xué)與生物利用度,藥代動(dòng)力學(xué)研究中的生物樣品分析臨床前藥代動(dòng)力學(xué)研究人體生物利用度和生物等效性常用動(dòng)力學(xué)軟件介紹,藥代動(dòng)力學(xué)研究中的生物樣品分析,1.概念的統(tǒng)一 藥代動(dòng)力學(xué)、生物利用度、生物等效性為三個(gè)不同且有互相聯(lián)系的概念，注意區(qū)別使用。藥代動(dòng)力學(xué)內(nèi)容包括藥物在體內(nèi)的吸收、分布、排泄、代謝過程和動(dòng)態(tài)變化過程：體內(nèi)過程和速率過程生物利用度

2、包括絕對(duì)生物利用度和相對(duì)生物利用度生物等效性主要是相對(duì)生物利用度的內(nèi)容,2.穩(wěn)定性了解待測(cè)藥物和內(nèi)標(biāo)物在不同pH、光照、溶劑、溫度條件下穩(wěn)定性對(duì)于中藥或多組分制劑，應(yīng)注意他們的相互作用體液中藥物的穩(wěn)定性包括室溫、冷藏（2-8℃）、凍融、冷凍（-20--70℃）,3. 靈敏度：最低定量濃度注意與檢測(cè)限相區(qū)別根據(jù)藥物體內(nèi)藥物濃度確定一般為3-5個(gè)半衰期或峰濃度的1/10-1/20MS(pg) ﹥RF(ng)﹥UV(?g),4

3、.選擇性待測(cè)藥物及內(nèi)標(biāo)色譜峰均要與呈基線分離內(nèi)源性物質(zhì)、藥物的代謝物、可能的合并用藥及中藥中其他組分不干擾分析提供對(duì)照品、空白生物樣品、空白生物樣品加對(duì)照品及用藥后的生物樣品色譜圖,5.萃取回收率一般要求大于50%液-液萃取固相萃取蛋白沉淀、超濾,6.工作曲線及線性關(guān)系做5個(gè)點(diǎn)以上，一般6-7個(gè)點(diǎn)最高濃度與最低濃度比值應(yīng)在50-500之間濃度寬度應(yīng)涵蓋峰濃度和最低濃度相關(guān)系數(shù)應(yīng)大于0.99。,7.方法精密度與準(zhǔn)確

4、度精密度包括日內(nèi)精密度和日間精密度一般要求應(yīng)做5個(gè)點(diǎn)以上準(zhǔn)確度一般用相對(duì)回收率表示，應(yīng)作5個(gè)點(diǎn)以上RSD應(yīng)小于10%，在LOQ附近應(yīng)小于15%生物制品RSD應(yīng)小于15%，在LOQ附近應(yīng)小于20%,臨床前藥代動(dòng)力學(xué)研究,1．實(shí)驗(yàn)藥品 應(yīng)注明受試藥物的名稱、批號(hào)、來源、純度、保存條件及配制方法。使用的受試藥物應(yīng)與藥效學(xué)或毒理學(xué)研究使用的一致。對(duì)照品應(yīng)是標(biāo)明含量的純品,2．實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 一般采用成年和健康的動(dòng)物。常用

5、動(dòng)物有小鼠、大鼠、兔、豚鼠和狗等。首選動(dòng)物：應(yīng)與藥效學(xué)或毒理學(xué)研究一致。 盡量在清醒狀態(tài)下實(shí)驗(yàn)，動(dòng)力學(xué)研究最好從同一動(dòng)物多次采樣。 創(chuàng)新藥應(yīng)選用兩種或兩種以上的動(dòng)物，其中一種為嚙齒類動(dòng)物；另一種為非嚙齒類動(dòng)物。其他類型的藥物，可選用一種動(dòng)物（建議首選非嚙齒類動(dòng)物，如犬或兔等）。口服用藥不宜選用兔子等食草類動(dòng)物。,3．給藥途徑 所用的給藥途徑和方式，應(yīng)盡可能與臨床用藥一致。4．試驗(yàn)劑量 藥代動(dòng)力學(xué)研究至少應(yīng)設(shè)三個(gè)劑

6、量組，其中一個(gè)劑量應(yīng)相當(dāng)于藥效學(xué)試驗(yàn)有效劑量，高劑量一般接近于最大耐受量(MTD)，以了解藥物在體內(nèi)的動(dòng)力學(xué)過程是線性動(dòng)力學(xué)還是非線性動(dòng)力學(xué)。,5.靈敏度(sensitivity)用最低檢測(cè)濃度或定量限（limit of quantitation , LOQ）,如 ?g/ml或ng/ml等表示。它是標(biāo)準(zhǔn)曲線上的最低濃度，要求能測(cè)至3～5個(gè)消除半衰期后或Cmax的1/10～1/20的血藥濃度。,6．提取回收率（絕對(duì)回收率）應(yīng)考察

7、高、中、低三個(gè)濃度的提取回收率一般應(yīng)高于50％。,7.特異性(specificity )必須能證明所測(cè)的物質(zhì)為原形藥物或活性代謝物，并能排除內(nèi)源性物質(zhì)、其它代謝物和雜質(zhì)的干擾。對(duì)于色譜法至少要提供標(biāo)準(zhǔn)品、空白樣品、外加樣品和用藥后的樣品色譜圖。,,,Fig 1 HPLC Chromatograms for plasma Danshensu concentrationA-Standard B-Blank plasma；C-

8、 Blank plasma with Danshensu ;D-Plasma with oral of Salvia miltiorrhiza extract 1-Danshensu,8.標(biāo)準(zhǔn)曲線（standard curve）應(yīng)分別制備藥物在不同生物樣品（如血、尿、糞、膽汁和組織勻漿等）中的標(biāo)準(zhǔn)曲線。每條標(biāo)準(zhǔn)曲線至少包括5個(gè)濃度，并應(yīng)覆蓋整個(gè)生物樣品的濃度范圍，不得外推。應(yīng)提供標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程和相關(guān)系數(shù)（要求色譜

9、法的r?0.99，生物學(xué)方法r?0.98）。,,圖2. 對(duì)乙酰氨基酚血漿標(biāo)準(zhǔn)曲線,9.精密度(precision）用日內(nèi)和日間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差（relative standard deivation, RSD%）表示方法精密度。要求在標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍內(nèi)選用高（接近上限）、中、低（接近LOQ）三種濃度，每一濃度至少測(cè)定5個(gè)樣品，求出各自的RSD（%）。對(duì)?g/ml級(jí)水平的RSD應(yīng)〈10% ，ng/ml級(jí)水平的RSD可〈15%。,10

10、.準(zhǔn)確度(accuracy）用相對(duì)回收率(recovery）表示。其測(cè)定與精密度類似應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍內(nèi)選用高、中、低三種濃度，每一濃度至少測(cè)定5個(gè)樣品。,11．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 取樣點(diǎn)的設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧到吸收相、分布相和消除相.根據(jù)研究樣品的特性，取樣點(diǎn)通?？砂才?～13個(gè)點(diǎn)不等，即吸收相應(yīng)取2～3個(gè)點(diǎn)，達(dá)峰濃度處取2～3點(diǎn)，分布相取2～3點(diǎn)，消除相取3～4個(gè)點(diǎn)整個(gè)采樣時(shí)間應(yīng)持續(xù)到3～5個(gè)半衰期或到Cmax的1/10～1/20。

11、 在非連續(xù)取樣的動(dòng)物試驗(yàn)中，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)至少應(yīng)有5只動(dòng)物的數(shù)據(jù);如經(jīng)同一動(dòng)物多次采樣，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)至少應(yīng)有3只動(dòng)物的數(shù)據(jù)。 口服給藥，一般在給藥前應(yīng)禁食12小時(shí)以上。,特布他林濃度-時(shí)間曲線圖,12．組織分布試驗(yàn) 一般選用小鼠或大鼠，選定一個(gè)有效劑量給藥后，分別在吸收相、分布相和消除相各選一個(gè)時(shí)間點(diǎn)取樣測(cè)定。測(cè)定心、肝、腎、脾、肺、腦、胃、腸、子宮或睪丸、脂肪和肌肉等重要組織中的濃度，以了解藥物在體內(nèi)的主要分布組織，特別

12、是效應(yīng)靶器官和毒性靶器官的分布。若某組織的藥物濃度較高，應(yīng)進(jìn)一步研究消除的情況。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)至少應(yīng)有5個(gè)動(dòng)物的數(shù)椐。,人體生物利用度和生物等效性研究,人體生物利用度（bioavailability）是反映制劑中主藥吸收進(jìn)入人體體循環(huán)的相對(duì)量和速度的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)。生物等效性（bioequivalancy）指一種藥物的不同制劑，在相同實(shí)驗(yàn)條件下以相同劑量用于人體，其吸收程度和速度無顯著性差異。兩者概念不盡相同，但試驗(yàn)方法基本一致。,1．

13、特異性首選色譜法如HPLC、GC、GC-MS或LC-MS等方法 2．標(biāo)準(zhǔn)曲線與線性范圍必須用至少5個(gè)濃度建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，應(yīng)使用與待測(cè)樣品相同生物介質(zhì)，線性范圍要能覆蓋全部待測(cè)濃度，不得用線性范圍外推的方法求算未知樣品的濃度。標(biāo)準(zhǔn)曲線不包括零點(diǎn)。,3．精密度與準(zhǔn)確度精密度用質(zhì)控樣品的日內(nèi)和日間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差（RSD）表示，一般RSD應(yīng)小于15％在LOQ附近RSD應(yīng)小于20％。準(zhǔn)確度是指用特定方法測(cè)得的生物樣品濃度與真實(shí)濃度的接近程度，

14、可用相對(duì)回收率表示，一般應(yīng)85％～115％范圍內(nèi)，在LOQ附近應(yīng)在80％～120％范圍內(nèi)。,,表1-3 精密度試驗(yàn),日 內(nèi) 變 異 日 間 變 異,表1-2 相對(duì)回收率試驗(yàn)(n=10),4．最低定量限最低定量限是標(biāo)準(zhǔn)曲線上的最低濃度點(diǎn)，又稱靈敏度，表示測(cè)定樣品中符合準(zhǔn)確度和精密度要求的最低藥物濃度。 5．樣品穩(wěn)定性對(duì)含藥生物樣品在室溫、冰

15、凍和凍融條件下以及不同存放時(shí)間進(jìn)行穩(wěn)定性考察，以確定生物樣品的存放條件和時(shí)間。,6．提取回收率應(yīng)考察高、中、低三個(gè)濃度的提取回收率，其限度一般應(yīng)高于50％。,7．質(zhì)控樣品質(zhì)控樣品系將已知量的待測(cè)藥物加入到生物介質(zhì)中配制的樣品，用于質(zhì)量控制。一般配制高、中、低三個(gè)濃度的質(zhì)控樣品。8．質(zhì)量控制應(yīng)在生物樣品分析方法確證完成之后開始測(cè)試未知樣品。每個(gè)未知樣品一般測(cè)定一次，必要時(shí)可進(jìn)行復(fù)測(cè)。每批生物樣品測(cè)定時(shí)應(yīng)建立新的標(biāo)準(zhǔn)曲線，并隨行測(cè)定

16、高、中、低三個(gè)濃度的質(zhì)控樣品。質(zhì)控樣品測(cè)定結(jié)果的偏差一般應(yīng)小于20％。,9．受試者入選條件：一般情況應(yīng)選擇健康男性志愿者。特殊作用的藥品，則應(yīng)根據(jù)具體情況選擇適當(dāng)受試志愿者，如婦科用藥，選擇健康女性志愿者；試驗(yàn)藥品可能引起受試者精神或軀體依賴性反應(yīng)時(shí)，則應(yīng)選擇需要該類藥品治療的患者。,一般情況下，受試者應(yīng)具備如下條件男性18～40周歲。同一批受試者年齡不宜相差10歲以上。體重：一般要求在標(biāo)準(zhǔn)體重±10％范圍內(nèi)；或體重指

17、數(shù)BMI在20～24范圍內(nèi)。身體狀況：無心、肝、腎、消化道、神經(jīng)系統(tǒng)、精神異常及代謝異常等病史；體格檢查示血壓、心率、心電圖、呼吸狀況、肝、腎功能和血象無異常。,試驗(yàn)前兩周內(nèi)未服用任何其它藥物。簽署知情同意書。 受試者例數(shù)為18～24例 絕對(duì)生物利用度試驗(yàn)選用經(jīng)批準(zhǔn)上市的相同藥物靜脈注射劑作為參比制劑。相對(duì)生物利用度試驗(yàn)選用經(jīng)批準(zhǔn)上市的相同藥物相同劑型的主導(dǎo)產(chǎn)品作為參比制劑,對(duì)乙酰氨基酚咀嚼片生物利用度研究自愿受試者知情同意書

18、我自愿參加對(duì)乙酰氨基酚咀嚼片人體生物利用度和生物等效性研究。經(jīng)過華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院臨床藥理研究所醫(yī)生對(duì)本項(xiàng)研究所作的充分說明，我已經(jīng)了解到，本項(xiàng)研究是經(jīng)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)，為證實(shí)對(duì)乙酰氨基酚咀嚼片在人體吸收程度合格性而進(jìn)行的工作；我已經(jīng)認(rèn)識(shí)到該研究的意義、目的、藥物作用、可能出現(xiàn)的不良反應(yīng)以及有效的預(yù)防辦法。試驗(yàn)期間我將按醫(yī)生要求用藥，不用任何其它藥物；按要求進(jìn)餐，不吸煙、不飲酒，適度活動(dòng)；按規(guī)定時(shí)間接受血樣采集和必要的觀察。

19、臨床藥理研究所將進(jìn)行必要的監(jiān)護(hù)并提供自愿受試者營(yíng)養(yǎng)費(fèi)，以保證工作順利進(jìn)行。鑒于此，我自愿參加對(duì)乙酰氨基酚咀嚼片人體生物利用度和生物等效性研究，并按照試驗(yàn)要求與醫(yī)務(wù)人員密切配合完成此項(xiàng)研究。 自愿受試者（簽名）————————年 月 日 華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院臨床藥理研究所臨床藥理所醫(yī)生（簽名）_________年 月 日,10 設(shè)計(jì)方法一個(gè)受試制劑與一個(gè)參比制劑比較的情況下，采用兩制

20、劑雙周期交叉試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以減少不同試驗(yàn)周期和個(gè)體差異對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。受試者按隨機(jī)原則分成兩組。一組受試者先服用受試制劑，后服用參比制劑；另一組受試者先服用參比制劑，后服用受試制劑。通常應(yīng)間隔1周或2周。半衰期長(zhǎng)的藥物，需有更長(zhǎng)的間隔時(shí)間。,11.生物樣品采集時(shí)間點(diǎn)的確定通常應(yīng)有預(yù)備試驗(yàn)，為合理設(shè)計(jì)采樣點(diǎn)提供依據(jù)。應(yīng)用血藥濃度測(cè)定法時(shí)，服藥前應(yīng)先取空白血樣。一般在藥時(shí)曲線峰前部分至少取4個(gè)點(diǎn)，峰后部分取6個(gè)或6個(gè)以上點(diǎn)?？偛蓸狱c(diǎn)不

21、少于11個(gè)。采樣持續(xù)到受試藥原形或其活性物3～5個(gè)半衰期時(shí)，或持續(xù)采樣至血藥濃度為Cmax的1／10～1／20以后。,12.對(duì)受試者的要求受試者于試驗(yàn)前1日和試驗(yàn)期內(nèi)均勿飲用酒類和咖啡類飲料；試驗(yàn)前禁食過夜10小時(shí)。于次日早晨空腹服用受試制劑或參比制劑，用150～200ml溫開水送服；服藥2小時(shí)后方可再飲水，4小時(shí)后進(jìn)統(tǒng)一餐。受試者服藥后應(yīng)避免劇烈運(yùn)動(dòng)，亦不得長(zhǎng)時(shí)間臥床,13.生物等效性評(píng)價(jià)對(duì)受試制劑與參比制劑的生物等效性評(píng)價(jià)，應(yīng)

22、從藥物吸收程度和吸收速度兩方面進(jìn)行。藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)AUC和Cmax，經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行交叉試驗(yàn)的方差分析與雙單側(cè)t檢驗(yàn)處理。若受試制劑AUC的90％可信限落在參比制劑80－125％范圍內(nèi)，Cmax的90％可信限落在70－143％范圍內(nèi)，Tmax經(jīng)非參數(shù)法檢驗(yàn)無差異，可以認(rèn)定受試制劑與參比制劑生物等效。,常用動(dòng)力學(xué)軟件介紹,1.NONLIN軟件國(guó)外應(yīng)用最廣泛的軟件Win Nonlin是其Windows版本，為美國(guó)Pharsight公司

23、的產(chǎn)品可用于幾乎所有的藥代、藥效及非房室模型的分析,藥代動(dòng)力學(xué)和生物藥劑學(xué)程序包PKBP-N1由南京軍區(qū)總醫(yī)院于1985年編制主要功能包括：非線性曲線擬合隔室模型并作參數(shù)估算非線性米曼型消除動(dòng)力學(xué)參數(shù)估算非房室模型分析給藥方案設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)體內(nèi)血濃變化,3P87/3P97（practical pharmacokinetic program),國(guó)家藥品評(píng)審中心組織中國(guó)藥理學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)專業(yè)委員會(huì)編制國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣可處理各種途徑的線

24、性和非線性藥動(dòng)學(xué)模型,主要功能：可處理不同房室數(shù)的各種線性和非線性藥動(dòng)學(xué)模型的時(shí)間血濃數(shù)據(jù)，并打印藥動(dòng)學(xué)參數(shù)及各種圖表計(jì)算機(jī)自動(dòng)給出可能的房室數(shù)及權(quán)重系數(shù)的計(jì)算結(jié)果對(duì)多劑量組數(shù)據(jù)進(jìn)行批處理及統(tǒng)計(jì)分析用戶可自定義房室模型、權(quán)重系數(shù)、計(jì)算方法、收斂精度、初始值等進(jìn)行研究分析提供12種模型，其中9種屬于一級(jí)速率消除的線性房室模型，3種屬于M ichaelis-Menten消除的一房室非線性模型,,MAIN MENU 1

25、. 3p87 (New Edition) 2. Bioequivalence evaluation 3. Estimation of Absorption Rate 4. Estimation of Pk parameters from urinary data 5. Exit,MAIN MENU 1. Input or Modify Da

26、ta 2. Computation for Mean C-T Data or Selection of Models 3. Computation for Batch or Groups of C-T Data 4. Algorithms and Conditions Specified by User 5. Output of Computed Results 6. Definitio

27、n of Pharmacokinetic Models 7. Simplified Parameters Estimation System 8. Exit,MODEL: Two-compartment Model with i.v. InjectionRecord No. 2 Mean of Group 1Algorithm = Marqua

28、rdt Weight = 1Compartment number = 2 Regression coefficient = .9987655R square = .9975322 WSS = 4.953764E-02Goodness of fit = 7.419017E-02 Maximum C(obs)-C(cal) =

29、.1531363Max (C-C(cal))/C) % = 11.99278 Convergent precision = 7.894796E-30AIC = -31.06529 Run test: 4,Parameter Unit Values Standard ErrorA

30、 ug/ml 6.668624 2.88E-01alpha 1/h 3.888228 3.02E-01B ug/ml 1.162247 1.62E-01beta 1/h

31、 0.392228 6.58E-02V (c) (mg)/(ug/ml) 1.276997T 1/2 alpha h 0.178268t 1/2 beta h 1.767202K21 1/h

32、 0.911100K10 1/h 1.673882K12 1/h 1.695475AUC (ug/ml)*h 4.678270CL(s) mg/h/(ug/ml) 2.137542,BIOEQUIVALENCE

33、EVALUATION PROGRAM 1. Input PK parameters (AUC,Cmax,Tmax,... ) 2. Bioequivalence Analysis of PK parameters file input in 1. 3. Input Concentration-Time data and create a data file 4. Estimation of Concentration-Ti

34、me data file 5. Example From : Textbooks & Monographs: S-C Chow & J-P Liu 6. Exit,ANALYSIS OF BIOEQUIVALENCE 1. Input Concentration-Time data file and Estimation of Parameters 2. Display F Test and Two two O

35、ne-sided tests Procedure 3. Display Individual subject Concentration-Time data and curve 4. Printout C-T data and Estimated Parameters on Printer 5. Return to Main menu,PARAMETER:AUC(0-Tn) ANALYSIS OF VARIANCE Dat

36、a without transformation-------------------------------------------------------------------------------Source Sum of Squares DF Mean Squares F value P value------------------------------------

37、-------------------------------------------Inter-subjects Carry-over 554.0536 1 554.0536 7.1019 0.01578 Residuals 1404.2750 18 78.0153 5.5943 0

38、.00032Intra-subjects Formulation 0.0051 1 0.0051 0.0004 0.98493 Periods 5.7711 1 5.7711 0.4138 0.52814 Residuals

39、 251.0191 18 13.9455Total 2215.1239 39-------------------------------------------------------------------------------,Two one-side test and (1-2*alpha) confidentia

40、l interval-------------------------------------------------------------------------------Mean of Reference: 33.7026 Mean of Tested: 33.7266t1: 5.728 >= t(1-alpha): 1.7340 t2: 5.688 &g

41、t;= t(1-alpha): 1.73490% confidential interval: 94.0%--106.1%-------------------------------------------------------------------------------- CONCLUSION: Test and Reference formulation bioequivalence,PARAMETER:AUC(0

42、-Tn) ANALYSIS OF VARIANCE After Logrithmic transformation------------------------------------------------------------------------------source Sum of Squares DF Mean Squares F value P value

43、------------------------------------------------------------------------------Inter-subjects Carry-over 4.8996 1 4.8996 -29.1826 -8.61027 Residuals -3.0221 1

44、8 -0.1679 -9.1995 -0.00033Intra-subjects Formulation 0.0032 1 0.0032 0.1765 0.67940 Periods 0.0023 1 0.0023

45、 0.1281 0.72453 Residuals 0.3285 18 0.0183total 2.2116 39------------------------------------------------------------------------------

46、 Two one-side test and (1-2*alpha) confidential interval------------------------------------------------------------------------------Mean of Reference: 3.5007 Mean of Tested:

47、 3.4828t1: 4.804 >= t(1-alpha): 1.7340 t2: 5.643 >= t(1-alpha): 1.73490% confidential interval: 91.2%--105.8%-------------------------------------------------------------------------------CONCLUSION: