非临床药代动力学钻研是通过动物体内、表和人体表的钻研步骤，揭示药物在体内的动态变动法规，获得药物的根基药代动力学参数，说明药物的吸收、散布、代谢和渗出的过程和特点。非临床药代动力学钻研的重要内容蕴含血药浓度-功夫曲线测定、吸收、散布、渗出、血浆蛋白结合、生物转化、对药物代谢酶活性的影响等。

一、尝试动物的选择及试验步骤

（一）尝试动物

非临床药代动力学钻研最好选择遗传布景明显、体内代谢过程与人类似的动物。少幼、高龄、孕期、疾病模型动物可用于钻研分歧春秋、生理、病理状态下的药代动力学法规，无特殊要求时通常选择成年、健康动物。对于特定性别用药或性别差距对药代动力学有影响的药物，可在特定性别或别离在两种性此外动物中进行试验。对于经胃肠路给药的药物，通常应在给药前禁食12h，并在试验中把稳凭据具体情况统一给药后禁食功夫，以预防由此带来的数据颠簸及食品的影响。经口给药时不宜选用兔等食草动物。

（二）尝试步骤

非临床药代动力学钻研的通常步骤是按临床拟用的给药蹊径，赐与动物肯定剂量的某受试物，测定其体液(血、尿、胆汁、粪便、组织、乳汁、唾液、脑脊液、房水等)中药物浓度随功夫的变动情况，从而相识受试物在动物体内的药代动力学特点。由于药代动力学已经参加到新药研发中药物的发现阶段，发展高通量的药代筛选技术起头受到普遍器沉。目前这项工作重要是利用体表和体内两种伎俩发展钻研。
体表钻研伎俩重要是萦绕胃肠路吸收个性、代谢速度和水平，以及与代谢酶有关的药物相互作用等进行。

常用的体表模型和步骤有：

  用从人结肠癌组织造就出的Caco-2细胞株或犬肾起源的MDCK细胞评价药物的吸收个性；

  用动物的肠组织成立组织流通池模型和表翻肠模型来评价药物的肠吸收个性；

  用肝细胞或肝微粒体作为酶源，通过酶动力学法或多功夫点法评价药物的代谢特点；

  利用肝切片、肝细胞、亚细胞组分及cDNA沉组的CYPs等酶源对药物进行P450酶抑造筛选。体表筛选模型拥有速度快、成本低的特点，但试验了局与体内真实情况存在有关性的问题，并且无法获得一些沉要的药代参数。

为了增长药代动力学筛选通量，还能够对动物体内试验规划进行合理的简化，削减所需分析的生物样品数量。目前重要有以下两种规划：盒式给药规划和样品混合规划。

盒式给药规划是由BermanJ蹬宗1997年提出的。将n个化合物做成混合的给药溶液给动物用药，在分歧功夫点网络血样，成立这n个化合物同时辰析的步骤，同时检测这些化合物在体内的浓度，从而能够同时得到这些化合物的药代动力学参数。将这种规划用于药代筛选能够削减必要分析的生物样品数量，削减尝试动物用量，利用统一只动物比力多个化合物的药代特点。但盒式给药规划也有显著的局限性：首先，要找到相宜的溶媒，保障这些化合物能同时给药；其次，要成立多个化合物同时检测的分析步骤，增长了分析步骤成立和验证的难度；此表，化合物之间可能存在相互作用，从而影响试验了局的正确性。

样品混合规划比力多用的有两种方式：

  ①等功夫点混合法。将分歧的化合物赐与分歧动物，在给药后一样功夫点网络这些动物的血样，并把分歧化合物在一样功夫点的血样混合，同时检测这些化合物的血药浓度。这一步骤的重要利益是对于分歧的化合物能够选取分歧的给药剂型，对给药剂量也不必要像盒式给药那样思考得好多，能够削减必要分析的样品数量，预防药物相互作用对试验了局的影响。当然由于生物样品在分析前进行混合，对分析步骤的活络度提出了更高的要求，动物尝试的工作量也高于盒式给药。

  ②同只动物样品混合法。分歧的化合物赐与分歧动物后，在等功夫段的固按功夫点网络血样，并把同只动物的样品等体积混合，通过测定混合后样品的浓度进行药代筛选。这种步骤能够急剧得到化合物给药后在体内的药—时曲线下面积，从而能够把所钻研的化合物按生物利用度的凹凸进行排序。但这个步骤不能得到齐全的药-时曲线，因而得不到一些沉要的药代参数，如Tmax、Cmax等。所以这种步骤比力适合于早期的药物发现阶段，可筛选拥有相宜的口服生物利用度的化合物。

由于在吸收、散布、代谢和渗出方面与人极度类似的动物种属险些是不存在的，目前从动物钻研了局正确预测药物在人体的所有药代动力学特点是不成能的。然而，在某些合理界说的前提下，作出一些合理的预测是可能的。例如，某药物通过胃肠路的吸收特点在种属间可能是类似的，由于上皮细胞的性质在哺乳动物之间是类似的，并且吸收过程重要取决于药物和生物膜之间的相互作用。然而pH依赖的溶化性、首关效应蹬装响吸收的限速步骤和成分在种属之间存在差距，从而导致吸收的种属差距。利用人和动物的肾幼球滤过率比率来预测药物在人体的肾渗出也是相对成功的，同样，若是某药物重要通过肝解除，其解除速度受肝血流速度所限，则可用肝血流速度来预测药物在人体的断根率。然而蛋白结合和药物的代谢转化等参数仅有很幼的可预测性，这些参数在种属之间显著变动。在结合非临床药效学和毒理钻研了局预测药物在人体的有效性和安全性时，血药浓度和药-时曲线下面积是有关性最好的指标。

二、动物药代动力学钻研设计

动物药代动力学钻研是创新药物钻研的一个沉要方面，其钻研了局对新药的后续钻研有着沉要的领导意思，因而，其尝试设计、样品测定及了局处置都必须遵循科学合理的领导准则。下面从尝试动物的选择、给药剂量/方式的选择、样品的采集、样品测定及了局处置几个方面来进行论述。

（一）尝试动物的选择

药代动力学钻研常用的动物有幼鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、猴、幼型猪等？善揪葑暄械谋匾褪苁晕锏淖饔锰氐恪⒆暄兄髡拧⒁┪锱ǘ炔舛ú街琛⒀镜闹掷嗪褪康妊≡窈鲜实亩，并尽可能与药效学和毒理学钻研所用的动物一致。幼动物的生理参数、肝和肾的脏器指数高于大动物，体循环速度也快于大动物，因而进行血药浓度测按时通常首选非啮齿类的大动物，而组织散布和渗出钻研通常可选取操作方便的幼鼠、大鼠。
以每个采样点不少于5个数据为限推算所需动物数。最好从统一动物个别屡次取样，尽量预防多只动物的归并样本。如受其他成分造约，一只动物不能满足屡次取样必要，由多只动物的数据共同组成一条血药浓度—功夫曲线时，应相应增长动物数，以反映个别差距对试验了局的影响。

（二）给药剂量及给药蹊径

血药浓度测定通常在有效剂量到安全剂量领域内至少选择3个剂量，其高剂量最好靠近最大耐受剂量，钟注低剂量凭据动物有效剂量的高低限领域拔取，预防剂量过于集中。重要调查在所测试的剂量领域内，药物的体内动力学过程是属于线性还长短线性，以利于诠释药效学和毒理学钻研中的发现，并为新药的进一步开发和钻研提供信息。散布和渗出钻研通常选择一个有效剂量进行试验。
药物经分歧蹊径给药时，其体内动力学过程分歧，为了更好地提醒药物在人体内的情况，动物药代动力学钻研所用的给药蹊径和方式，应尽可能与临床拟用规划一致。

（三）样品采集

采样点简直定对药代动力学钻研了局有沉大影响，若采样点过少或选择不当，得到的了局可能与药物在体内的真实情况产生较大差距。

1. 血样采集

给药前必要采血作为空缺样品。为获得给药后的一个齐全的血药浓度—功夫曲线，采样功夫点的设计应两全药物的吸收相、平衡相(峰浓度左近)和解除相。通常在吸收相至少必要2~3个采样点，对于吸收快的血管表给药的药物，应尽量预防第一个点是峰浓度(Cmax)；在Cmax左近至少必要3个采样点；解除相必要4~6个采样点。整个采样功夫至少应持续3~5个半衰期，或持续到血药浓度为Cmax的1/10~1/20。为保障最佳采样点，在正式试验前，选择2~3只动物进行预试验，而后凭据预试验的了局，审核并建改原设计的采样点。

2. 组织样本采集

参考血药浓度-功夫曲线的变动趋向，选择至少3个功夫点别离代表吸收相、平衡相和解除相，采集心、肝、脾、肺、肾、胃肠路、生殖腺、脑、体脂、骨骼肌等组织样本进行药物浓度测定。采集时把稳样本的一致性和均一性，即每只动物尽可能在统一部位取样，以预防药物在分歧部位散布差距造成的误差。较大的脏器如肝可在预试验时多点取样，以相识药物在整个脏器的散布情况，预防误差。取样后的组织先经仔细建理，去掉脂肪、黏膜等表围组织，精确称沉后进行粉碎、匀浆等处置。

3. 尿样和粪样采集

将动物放入代谢笼内，选定一个有效剂量给药后，按肯定的功夫距离分段网络尿或粪的全数样品。粪样晾干后称沉(分歧动物粪便干湿分歧)，按肯定比例造成匀浆，纪录总体积，取部门样品进行药物含量测定。
应采集给药前尿及粪样，并参考预试验的了局，设计给药后网络样品的功夫点，蕴含药物从尿或粪中起头渗出、渗出顶峰及渗出根基实现的全过程。

4. 胆汁网络

通常用大鼠在乙醚麻醉下作胆管插管引流，待动物复苏后给药，并以相宜的功夫距离分段网络胆汁，进行药物测定。

（四）样品测试

药代动力学钻研中测试的生物样品较常见的有血、尿、胆汁、粪便、组织、乳汁、唾液、脑脊液、房水等。生物样品的测试步骤蕴含色谱法、放射性核素象征法、免疫学和微生物学步骤。应凭据受试物的性质，选择特异性好、活络度高的测定步骤。色谱法蕴含高效液相色谱法(high performance liquid chromatography，HPLC)、气相色谱法(gas chromatograph，GC)和液相/气相色谱liquid / gas chromatograph，LC/GC)与质谱(mass spectrum，MS)联用的步骤(如LC-MS，LC-MS/MS，GC-MS，GC-MS/MS等)。在必要同时测定生物样品中多个化合物的情况下，LC-MS/MS和GC-MS/MS联用法在特异性、活络度和分析速度方面有更多的利益。

对于前体药物或有活性(药效学活性或毒理学活性)代谢物的药物，成立步骤时应试虑能同时测定原型药和代谢物，以调查物料平衡，说明药物在体内的转归。在这方面，放射性核素象征法和色谱-质谱联用法拥有显著利益。

利用放射性核素象征法测定血药浓度可共同色谱法，以保障优良的检测特异性。如某些药物难以选取上述的检测步骤，则可选用免疫学或生物学步骤，但要保障其靠得住性。

放射免疫法和酶标免疫法拥有肯定特异性，活络度较高，但原型药与其代谢物或内源性物质常有交叉反映，需提供证据注明其特异性。

生物学步骤(如微生物法)常能反映药效学性质，但通常特异性较差，应尽可能用特异性高的步骤(如色谱法)进行平行检测。

生物样品测定的关键是步骤学简直证。步骤学确证是整个药代动力学钻研的基础，所有药代动力学钻研了局都依赖于生物样品的测定，只有靠得住的步骤能力得出靠得住的了局。通过正确度、精密度、特异性、活络度、巢轮性、不变性等钻研成立了测定步骤，得到尺度曲线后，在检测过程中还应进行步骤学质控，造备随行尺度曲线并对证控样品进行测定，以确保检测步骤的靠得住性。

（五）数据处置

动物药代动力学钻研的内容多，所得的各类数据量大，试验后需汇总的数据如下：

1. 血药浓度和药-时曲线

纪录各个动物在每个功夫点的血药浓度，别离绘造血药浓度-功夫曲线；推算各剂量组动物在每个功夫点血药浓度的均匀值及尺度差，别离绘造各剂量组的血药浓度-功夫曲线。屡次给药时，还需提供各个(和各组)受试动物的3次稳态谷浓度数据、血药浓度达稳态后末次给药的血药浓度-功夫数据和曲线。

2. 药代动力学参数

凭据试验中测得的各受试动物的血药浓度-功夫数据，选取药代动力学专用的推算机法式求得受试物的重要药代动力学参数，如Cmax(峰浓度)、Tmax(达峰功夫)、T1/2(解除半衰期)、Vd(表观散布容积)、AUC(血药浓度-功夫曲线下面积)和CL(断根率)等。其中，Cmax、Tmax选取实测值，AUC选取梯形法推算能够更客观地反映药物在体内的现实情况。另表，统计矩参数如MRT(均匀滞留功夫)和AUC(0-∞)等，对于描述药物药代动力学特点也是有意思的。

3. 组织散布数据

纪录各组织/脏器吸收相、平衡相和解除相功夫点的药物浓度数据；别离绘造各剂量组、各组织/脏器的血药浓度-功夫曲线；以柱形图等大局汇总和比力各组织/脏器的药物散布情况，分析药物散布的法规和特点。

4. 渗出数据

纪录各功夫段网络的尿、粪、胆汁等渗出物中的药物浓度和样品体积或沉量，推算每个功夫段的药物排出量、累积量、总排出量及经各渗前路子排出的药物占总给药量的比例。

5. 血浆蛋白结合率

测定动物和人在分歧药物浓度下的血浆蛋白结合率。

6. 代谢数据

纪录血浆及各类渗出物中重要代谢物的种类和含量，分析药物在体内生物转化的类型、重要转化蹊径及可能涉及的代谢酶。药物对药物代谢酶，出格是细胞色素P450同工酶的诱导或抑造作用。

有效整合各项试验数据，选择科学合理的数据处置及统计步骤。如用推算机处置数据，应注明所用法式的名称、版本和起源，并对其靠得住性进行确认。

对所获取的数据进行科学和全面的分析与评价，综合论说药物在动物体内的药代动力学特点，蕴含药物吸收、散布和解除的特点；经尿、粪和胆汁的渗出情况；与血浆蛋白结合的水平；药物在体内蓄积的水平及重要蓄积的器官或组织；说明药物在体内的生物转化、解除过程及物质平衡情况。分析药代动力学特点与药物的造剂选择、有效性和安全性的关系，为药物的整体评价和临床钻研提供更多有价值的信息。

（六）非临床药代动力学钻研在药物开发阶段的利用

非临床药代动力学钻研在药物发现、药理及毒理钻延注临床试验等阶段均有所体现。

首先，在新药筛选和设计的初期，得到了一系列候选化合物之后，除了要通过单一的药效学试验调查其药效活性表，还要思考药代动力学方面的成分。例如，是否容易转运到药效作用部位(如中枢神经系统用药应能通过血脑樊篱)、是否有相宜的半衰期、口服吸收是否优良(以便选择相宜的给药蹊径)等。代谢蹊径是否复杂也会成为决定是否进一步开发的思考成分，由于代谢蹊径复杂的药物将增长分歧种属及分歧人群间的药效与毒性的不成预测性，给进一步的开发带来难题微风险。分歧的取代基团可能引起分歧的生物转化，能够通过定向结构刷新来扭转药物的药代动力学特点，使其更有利于临床利用。因而在新药筛选傍边可选择一些有可能成为候选药物的代表性化合物，用少量动物或体表试验系统(Caco-2细胞模型、体表肝系统等)进行部门药代动力学钻研，以初措施查其吸收、代谢情况。

动物体内药代动力学钻研是药理和毒理钻研的沉要组成部门，也长短临床药代动力学钻研的主体，在临床前提供了最大量的药代信息，来支持对新药的评价和进一步开发。

对于创新药物，临床前要进行代谢方面的钻研，出格是作为前药的药物，由于在体内产生药效和毒性的是其活性代谢物，临床前必要对其活性代谢物的结构、数量、代谢蹊径等进行深刻详细的钻研。但对于以代谢解除为主的药物，其代谢的主张仅仅是解除，代谢物不拥有生物活性，思考到代谢钻研的复杂和艰巨，部门钻研(如代谢物的定量)可在临床试验期间实现。对代谢酶的影响、药物相互作用等钻研，凭据药物的具体情况，有些钻研可在临床试验前实现，有些也可在临床试验期间实现，并且必要结合临床钻研的一些了局进行试验设计和综合评价。例如在人体药代动力学钻研中若发现有显著的种族差距，或与动物钻研了局有种属差距，可能必要返回来进行代谢蹊径和代谢酶的钻研，为临床试验了局提供合理的诠释；若是在Ⅲ、Ⅳ期临床试验中发现所开发的种类与结合使用的其他药物有相互作用，可能必要返回来调查药物对代谢酶的诱导或抑造作用、药物与蛋白结合的竞争或抑造等。另表，通过代谢钻研，可提醒代谢的种属差距，为合理选择安全性评价的动物提供凭据，若发现人体内可能产活泼物没有的重要代谢物，则必要进行该代谢物的安全性评价。

非临床药代动力学钻研在新药的研发与评价中起着沉要的桥梁作用。非临床药代动力学与药物化学、药剂学、药效学、毒理学和临床钻研是亲昵联系的，通过这些联系，把这些分支学科结合在一路，形成新药研发与评价的大学科。

非临床药代动力学钻研是药剂学钻研的重要凭据和工具之一，进行剂型选择时也要思考药代成分，如口服吸收不好、首关效应显著的药物不适合做成口服造剂Ｄ芄煌ü┐攘ψ暄(生物利用度或生物等效性)来调查造剂处方和工艺的合理性，例如可通过部门吸收钻研调查用于皮肤给药的造剂处方中促渗入剂含量的合理性；通过动物体内药代动力学比力钻研(与常释造剂或已上市缓释造剂比力)来初措施查缓释造剂处方工艺的可行性等。另一方面，剂型特点、具体造剂所使用的辅料、造备工艺等也是影响药代的沉要成分，因而也能够通过药剂学伎俩扭转药物的某些药代性质，使其更切合临床用药的需要。

在药效学方面，非临床药代动力学钻研可提供药物浓杜纂药效的关系；注明药效反映的种属差距在药代方面的原因；提供药物散布与药效的关系；诠释分歧给药蹊径与药效的关系。

在毒理学方面，非临床药代动力学钻研可提供药物浓杜纂毒性反映的关系(毒代动力学钻研领域)；提醒可能的毒性靶器官，例如在组织散布钻研中发现骨髓蓄积，则应试虑骨髓可能是毒性靶器官，在后续毒理试验中要相应增长对造血职能、血细胞状态学的调查指标；代谢物钻研可能提醒毒性作用机造，例如大剂量对乙酰氨基酚可导致肝坏死，代谢钻研发现对乙酰氨基酚的重要代谢物是羟基化产品，该羟基化产品与谷胱甘肽结合而解毒，但在过量的情况下，渣滓的羟基化产品还会与肝细胞内的酶和调节蛋白结合，从而导致肝危险。
非临床药代动力学钻研得到的药代动力学参数(如半衰期)、代谢信息(代谢蹊径、产品、酶等)可为设计和优化临床给药规划提供有关凭据。