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1、第八章第八章 药效学研究技术与方法药效学研究技术与方法第一节第一节 药效学研究的基本内容药效学研究的基本内容 与要求与要求新药的有效性评价主要包括两部分：新药的有效性评价主要包括两部分：试验部分（主要药效学研究）试验部分（主要药效学研究）临床部分（临床研究）临床部分（临床研究）一、新药药效学研究的意义一、新药药效学研究的意义药效学试验的定义：药效学试验的定义：在机体（主要为动物）或其器官，组织，在机体（主要为动物）或其器官，组织，细胞，亚细胞，分子，基因水平等模型上，采细胞，亚细胞，分子，基因水平等模型上，采用整体和离体方法，进行综合和分析的试验研用整体和离体方法，进行综合和分析的试验研究，以
2、阐明药物防治疾病的作用及其作用机制，究，以阐明药物防治疾病的作用及其作用机制，从而为新药的有效性评价提供依据。从而为新药的有效性评价提供依据。药效学试验的意义：药效学试验的意义：通过研究可以初步明确新药是否有效；药通过研究可以初步明确新药是否有效；药理作用的强弱和范围；与同类药或同剂型比较，理作用的强弱和范围；与同类药或同剂型比较，在药效和毒副反应上的优缺点和特色等。从而在药效和毒副反应上的优缺点和特色等。从而确定有无实用价值及发展前景；可否开始人体确定有无实用价值及发展前景；可否开始人体试验及进行系统的临床研究等。试验及进行系统的临床研究等。二、新药药效学研究的重要性和局限性二、新药药效学研
3、究的重要性和局限性1.发现研制新药及对药物进行再评价发现研制新药及对药物进行再评价2.为新药临床研究奠定基础为新药临床研究奠定基础3.补充临床研究的不足补充临床研究的不足4.揭示中药复方药效的物质基础，开展作用机揭示中药复方药效的物质基础，开展作用机制及配伍规律的研究制及配伍规律的研究5.药效学研究的局限性药效学研究的局限性黄连黄连感染性疾病感染性疾病抗菌抗菌产后子宫产后子宫复旧不全复旧不全收缩子宫收缩子宫益母草益母草艾狄森病艾狄森病肾上腺皮质肾上腺皮质激素样作用激素样作用甘草甘草生脉散生脉散新新物质：物质：5-羟甲基羟甲基-2-糠醛（糠醛（5-HMF）能降低心肌缺血小鼠血清乳酸脱氢酶（能降低
4、心肌缺血小鼠血清乳酸脱氢酶（LDH）水平水平及心肌组织中丙二醛（及心肌组织中丙二醛（MDA）含量，有益于全方的含量，有益于全方的抗心肌缺血作用。抗心肌缺血作用。芍药甘草汤芍药甘草汤两药单用对神经肌突触无阻滞作用，并用后则产生两药单用对神经肌突触无阻滞作用，并用后则产生明显的作用。用芍药苷和甘草甜素合用能产生并用明显的作用。用芍药苷和甘草甜素合用能产生并用的效果。有效配比为的效果。有效配比为1:2。观察方剂配伍组成及剂量比例与药效学变化之间观察方剂配伍组成及剂量比例与药效学变化之间的关系，探讨方剂配伍规律。的关系，探讨方剂配伍规律。瓜蒌薤白白酒汤瓜蒌薤白白酒汤单味瓜蒌单味瓜蒌扩张冠脉，增加冠脉流
5、量，扩张冠脉，增加冠脉流量，拮抗垂体后叶素所引起的拮抗垂体后叶素所引起的冠脉流量降低等方面，功效冠脉流量降低等方面，功效一致一致旋覆代赭汤旋覆代赭汤传统观念：旋覆花为君，传统观念：旋覆花为君，代赭石为臣，党参、生姜、代赭石为臣，党参、生姜、甘草为佐使。甘草为佐使。现代药理研究：主药为现代药理研究：主药为旋覆花、党参旋覆花、党参巴豆巴豆峻下逐水药，使人类产生剧泻，但对小鼠峻下逐水药，使人类产生剧泻，但对小鼠无泻下作用，反使其长肥，俗称：肥鼠子无泻下作用，反使其长肥，俗称：肥鼠子雷公藤雷公藤可使人可使人中毒死亡，但对羊无毒性中毒死亡，但对羊无毒性丹皮酚丹皮酚对对实验性高血压有明显降压作用，但对实验
6、性高血压有明显降压作用，但对人的高血压无明显效果。人的高血压无明显效果。葛根中的黄酮葛根中的黄酮对对动物肝炎有效，对人无效动物肝炎有效，对人无效垂盆草垂盆草对对小鼠有很好的避孕效果，对人无效小鼠有很好的避孕效果，对人无效三、新药药理学研究的基本要求三、新药药理学研究的基本要求1.试验主要负责人应具备药理、毒理专业高级技术职试验主要负责人应具备药理、毒理专业高级技术职称和有较高的理论水平，工作经验与资历，确保称和有较高的理论水平，工作经验与资历，确保试验设计合理，数据可靠，结果可信，结论判断试验设计合理，数据可靠，结果可信，结论判断准确。准确。2.研究单位应具有较高的科研水平，技术力量及组织研究
7、单位应具有较高的科研水平，技术力量及组织管理能力，具有较好的客观条件，实验室，仪器管理能力，具有较好的客观条件，实验室，仪器设备等。（设备等。（GLP）3.试验记录应符合试验记录应符合药品研究试验记录暂行规定药品研究试验记录暂行规定，应真实，完整，规范，对试验中出现的新问题或应真实，完整，规范，对试验中出现的新问题或特殊现象均应写明情况，防止漏记和随意涂改。特殊现象均应写明情况，防止漏记和随意涂改。(1)试验名称试验名称(2)试验设计或方案试验设计或方案(3)试验时间试验时间(4)试验材料试验材料(5)试验环境试验环境(6)试验方法试验方法(7)试验过程试验过程(8)试验结果试验结果(9)结果
8、分析结果分析(10)试验人员试验人员四、新药药效学研究的步骤及基本内容四、新药药效学研究的步骤及基本内容（一）、试验设计（一）、试验设计1.试验设计的根据和原则试验设计的根据和原则 实事求是，体现出高水平，有新意。实事求是，体现出高水平，有新意。研究工作应做到：随机，对照，重复研究工作应做到：随机，对照，重复2.根据新药不同情况设计试验方案根据新药不同情况设计试验方案(1)以病名为主治的新药以病名为主治的新药(2)以中医证名为主治的新药以中医证名为主治的新药主要药效主要药效辅助药效辅助药效急性支气管炎：抗感染、抗炎、镇咳、祛痰、解热急性支气管炎：抗感染、抗炎、镇咳、祛痰、解热脾虚证：消化系统功
9、能减退，副交感神经系统功能脾虚证：消化系统功能减退，副交感神经系统功能偏亢，免疫功能和代谢能力偏低等。药效实验选作偏亢，免疫功能和代谢能力偏低等。药效实验选作有关胃肠功能的实验，对脾虚模型动物的治疗作用，有关胃肠功能的实验，对脾虚模型动物的治疗作用，以及抗应激试验和免疫功能测定。以及抗应激试验和免疫功能测定。(3)缺乏适当动物模型的新药缺乏适当动物模型的新药系统性红斑狼疮、皮肌炎、系统性硬皮病等免疫性系统性红斑狼疮、皮肌炎、系统性硬皮病等免疫性疾病、精神病，以及梅核气、奔豚证等。疾病、精神病，以及梅核气、奔豚证等。应根据疾病的原因，病理变化，临床症状及新药的应根据疾病的原因，病理变化，临床症状
10、及新药的主要功能等，设计药理实验方案，用间接的药效提主要功能等，设计药理实验方案，用间接的药效提示新药的作用。再结合临床研究，对新药的有效性示新药的作用。再结合临床研究，对新药的有效性作出评价。作出评价。银屑病银屑病病因病因确切病因不明，可能与遗传，代谢障碍，确切病因不明，可能与遗传，代谢障碍，感染，免疫功能低下等因素有关；感染，免疫功能低下等因素有关；表现表现基本病理特点为皮损部位表皮细胞过基本病理特点为皮损部位表皮细胞过度增殖和角化不全。度增殖和角化不全。药效实验药效实验药效学可选择调节表皮细胞生长，影药效学可选择调节表皮细胞生长，影响免疫功能，抗炎和止痒作用，以及响免疫功能，抗炎和止痒作
11、用，以及活血化瘀等实验。活血化瘀等实验。3.新药研究要求达到的水平新药研究要求达到的水平选择药物作用本质的试验方法和观察指标，首选择药物作用本质的试验方法和观察指标，首先确定主要作用（关键性药效）先确定主要作用（关键性药效）一般主要作用设一般主要作用设1-3项，每项选作项，每项选作2-3种试验方种试验方法，从多指标验证其药效。法，从多指标验证其药效。其他作用（辅助性药效）可酌情作其他作用（辅助性药效）可酌情作2-5项，每项项，每项选作选作1-2种试验方法。种试验方法。必须紧扣功能主治，避免以广取胜。必须紧扣功能主治，避免以广取胜。例：抗癌药从四方面研究例：抗癌药从四方面研究增效增效抗癌抗癌扶正
12、扶正减毒减毒应能应能证实药物的主要治疗作用，以及较重要的证实药物的主要治疗作用，以及较重要的其他治疗作用。主要的药效作用应明确，并其他治疗作用。主要的药效作用应明确，并力求反应量效和（或）时效关系。力求反应量效和（或）时效关系。尽可能用实验证明其有效成分或有效部位（群）尽可能用实验证明其有效成分或有效部位（群）就是主要药理作用的成分。就是主要药理作用的成分。1.体外实验（离体实验）体外实验（离体实验）试管内实验试管内实验细胞体外培养细胞体外培养离体组织离体组织离体器官离体器官优点：排除体内多种因素的干扰优点：排除体内多种因素的干扰，重复性好，结果易于分析，省，重复性好，结果易于分析，省药，省动
13、物，适用于分析实验，药，省动物，适用于分析实验，特别是作用机制的研究。特别是作用机制的研究。缺点：失去了机体完整统一的内缺点：失去了机体完整统一的内环境和神经体液调节，与临床状环境和神经体液调节，与临床状态相距较远。离体实验与体内实态相距较远。离体实验与体内实验结果不一致的现象时有发生。验结果不一致的现象时有发生。（二）、药效学试验的方法（二）、药效学试验的方法陈皮、青皮陈皮、青皮对胃肠平滑肌离体抑止，口服煎剂对胃肠平滑肌离体抑止，口服煎剂兴奋。兴奋。原因：离体时为橙皮苷和对原因：离体时为橙皮苷和对羟福林的作用；口服时为挥发油对羟福林的作用；口服时为挥发油对胃肠粘膜的刺激作用。胃肠粘膜的刺激作
14、用。磺胺药物磺胺药物栀子苷栀子苷离体作用弱，体内代谢物京尼平离体作用弱，体内代谢物京尼平作用强。作用强。体外抗菌作用弱，体内强。体外抗菌作用弱，体内强。接近临床状态，尤其符合中药多成分、接近临床状态，尤其符合中药多成分、多靶点、多系统的调节整体作用，并可弥多靶点、多系统的调节整体作用，并可弥补离体实验的不足和局限性，故中药的药补离体实验的不足和局限性，故中药的药效学实验应以体内实验为主，体外实验为效学实验应以体内实验为主，体外实验为辅。辅。2.体内实验（在体实验）体内实验（在体实验）1.动物模型的意义动物模型的意义 动物病理模型是具有人类疾病模拟性表动物病理模型是具有人类疾病模拟性表现的实验对
15、象和材料，它是探索人类疾病本现的实验对象和材料，它是探索人类疾病本质及新药有效性评价的一个重要方法和手段。质及新药有效性评价的一个重要方法和手段。正确制作或选择一个合理的动物模型，可以正确制作或选择一个合理的动物模型，可以增加药效学研究的真实性，可信性，成功率，增加药效学研究的真实性，可信性，成功率，提高研究的设计水平和科学性。提高研究的设计水平和科学性。（三）、药效学试验的动物模型（三）、药效学试验的动物模型2.中医证的模型中医证的模型 “血瘀、阴虚、阳虚、气虚、血虚、脾虚、血瘀、阴虚、阳虚、气虚、血虚、脾虚、肾虚、厥脱证肾虚、厥脱证”比较法比较法：在模型动物身上测得生理生化指标，组织：在模
16、型动物身上测得生理生化指标，组织形态变化与临床患者情况进行比较。形态变化与临床患者情况进行比较。药物反证法药物反证法：用中药代表方对所建立模型进行治疗，：用中药代表方对所建立模型进行治疗，根据有无疗效来判断模型的可靠与否。根据有无疗效来判断模型的可靠与否。3.药效学研究中动物病理模型的基本要求药效学研究中动物病理模型的基本要求 动物模型往往侧重于体现有关动物模型往往侧重于体现有关“病病”、“证证”的一定阶段，某一证型，某些主要症状或病理变的一定阶段，某一证型，某些主要症状或病理变化。化。例：脾虚证例：脾虚证 消化道吸收、分泌、运动消化道吸收、分泌、运动异常，自主神经功能紊乱，体温调节中枢和血管
17、异常，自主神经功能紊乱，体温调节中枢和血管运动中枢失常，内分泌和免疫功能变化等多系统运动中枢失常，内分泌和免疫功能变化等多系统的异常。的异常。自发性动物模型自发性动物模型诱发性动物模型诱发性动物模型包括突变系的遗传疾病及近交系包括突变系的遗传疾病及近交系的肿瘤模型，如：高血压大鼠，的肿瘤模型，如：高血压大鼠，糖尿病小鼠，肥胖症小鼠，无胸糖尿病小鼠，肥胖症小鼠，无胸腺裸鼠，青光眼兔。腺裸鼠，青光眼兔。通过物理、化学和生物等致病因通过物理、化学和生物等致病因素，人工诱发动物某些组织器官素，人工诱发动物某些组织器官或全身损伤，在功能，代谢和或全身损伤，在功能，代谢和（或）形态学上出现与人类相应（或）
18、形态学上出现与人类相应疾病类似的病变。疾病类似的病变。模型的评价及选择标准模型的评价及选择标准4.模型的相对性模型的相对性病毒性乙型肝炎病毒性乙型肝炎鸭肝炎鸭肝炎？糖皮质激素糖皮质激素阳虚阳虚？（四）、药效学试验指标的选择（四）、药效学试验指标的选择1.特异性特异性选择针对性强、专属性好，能够反映变化本质。选择针对性强、专属性好，能够反映变化本质。中药药效：选择一组指标中药药效：选择一组指标解表：发汗，解热，镇痛，镇咳，祛痰，平喘，解表：发汗，解热，镇痛，镇咳，祛痰，平喘，抗炎，抗过敏，免疫功能。抗炎，抗过敏，免疫功能。2.敏感性敏感性3.重现性重现性4.客观性客观性5.指标的量化指标的量化（
19、五）、药效学研究中的动物选择（五）、药效学研究中的动物选择1.种类种类尽量选择功能、代谢、结构与人类相似的尽量选择功能、代谢、结构与人类相似的动物，使对药物的反映接近人类。动物，使对药物的反映接近人类。灵长类，小鼠，家兔，豚鼠，猫、狗、大灵长类，小鼠，家兔，豚鼠，猫、狗、大鼠，猪鼠，猪对药物的敏感性对药物的敏感性2.品系品系3.动物等级和健康动物等级和健康普通动物（普通动物（conventional animal,CV）清洁动物（清洁动物（clean animal,CL）4.实验设施实验设施5.年龄年龄6.性别性别（六）、对受试药物的要求（六）、对受试药物的要求1.处方固定处方固定2.制备工艺
20、、药品质量标准应基本稳定制备工艺、药品质量标准应基本稳定3.制剂或提取物作为受试药的优缺点制剂或提取物作为受试药的优缺点4.给药途径对受试药的要求给药途径对受试药的要求（七）、药效学试验剂量（七）、药效学试验剂量1.药效学试验剂量的确定药效学试验剂量的确定(1)临床等效剂量：根据体表面积折算法换算的在同等体表面临床等效剂量：根据体表面积折算法换算的在同等体表面积单位时的剂量。积单位时的剂量。(2)根据临床用量的体重计算：根据临床用量的体重计算：人人(1):狗、猴狗、猴(3):猫、兔猫、兔(5):大鼠、豚鼠大鼠、豚鼠(7):小鼠小鼠(11)(3)根据半数致死量计算：根据半数致死量计算：(4)根据
21、文献估计剂量：根据文献估计剂量：(5)药效试验的高剂量应低于长期毒性试验的中剂量或低剂量。药效试验的高剂量应低于长期毒性试验的中剂量或低剂量。(6)通过预试验测定剂量通过预试验测定剂量2.剂量的设置剂量的设置(1)剂量组：三个剂量组。动物数剂量组：三个剂量组。动物数(2)量效关系：结果应呈现明显的量效关系。量效关系：结果应呈现明显的量效关系。中药成分复杂，难以体现量效关系。中药成分复杂，难以体现量效关系。人参人参Rb1，人参二醇型皂苷，中枢抑制作用人参二醇型皂苷，中枢抑制作用Rg1，人参三醇型皂苷，中枢兴奋作用人参三醇型皂苷，中枢兴奋作用增强心肌收缩力增强心肌收缩力 扩张血管扩张血管(3)剂量
22、组设置的原则要求：按等比级数分组剂量组设置的原则要求：按等比级数分组1.给药途径给药途径枳实、青皮：含有对羟福林，注射给药可激动肾上腺枳实、青皮：含有对羟福林，注射给药可激动肾上腺素产生升压效应，口服时该成分被碱性肠液破坏，素产生升压效应，口服时该成分被碱性肠液破坏，故无此作用。故无此作用。桃仁提取物注射用于治疗肝纤维化，所含苦杏仁苷大桃仁提取物注射用于治疗肝纤维化，所含苦杏仁苷大部分以原型排出，少量转化为无毒的硫氰酸盐被部分以原型排出，少量转化为无毒的硫氰酸盐被排出体外；如采用口服给药，在胃肠道内转化为排出体外；如采用口服给药，在胃肠道内转化为氢氰酸，毒性比静脉注射大氢氰酸，毒性比静脉注射大
23、40倍。倍。（八）、药效学试验的给药途径和方法（八）、药效学试验的给药途径和方法2.给药方法给药方法(1)给药容量给药容量(2)不同剂量的体现不同剂量的体现(3)给药方式给药方式预防性给药，治疗性给药预防性给药，治疗性给药1.正常对照组正常对照组辅料对照组辅料对照组2.模型对照组模型对照组3.阳性（已知有效药物）对照组阳性（已知有效药物）对照组(1)检验试验方法的可靠性检验试验方法的可靠性(2)比较受试药物的优劣和特点比较受试药物的优劣和特点(3)要求：可比性，合法性，择优性要求：可比性，合法性，择优性4.原剂型对照组原剂型对照组（九）、（九）、药效学研究的对照药效学研究的对照（十（十）、）、
24、实验结果的处理实验结果的处理1.图标图标2.统计学处理统计学处理(1)质反应资料质反应资料(2)量反应资料量反应资料(3)等级资料等级资料第二节第二节 中药血清药理实验方法中药血清药理实验方法 将受试药物经口给予动物后，取其血将受试药物经口给予动物后，取其血清作为药源加入离体反应系统中研究其药清作为药源加入离体反应系统中研究其药理作用。理作用。一、动物给药一、动物给药1.动物选择动物选择2.给药剂量给药剂量3.给药方法给药方法二、采血时间二、采血时间1.通法通法每日给药每日给药2次，连续给药次，连续给药3日，末次给药后日，末次给药后1h采采血。血。2.预试验法预试验法三、含药血清的制备三、含药
25、血清的制备1.关于灭活关于灭活55 ，30min2.关于血清的添加量和方法关于血清的添加量和方法异种动物血清对细胞的毒性作用，此外血清对异种动物血清对细胞的毒性作用，此外血清对细胞还有其他活性。细胞还有其他活性。四、含药血清的保存四、含药血清的保存五、实验设计五、实验设计1.空白血清对照空白血清对照2.量效设置的两种方式量效设置的两种方式(1)按给药剂量分组按给药剂量分组(2)按血清添加量分组按血清添加量分组六、基本评价与中药新药研制开发的关系六、基本评价与中药新药研制开发的关系1.方法可行方法可行2.给药后时间量效关系较易观察给药后时间量效关系较易观察3.影响因素较多，实验设计和操作务必注意影响因素较多，实验设计和操作务必注意七、注意点七、注意点1.实验设计方面实验设计方面(1)空白血清对照的空白血清对照的“质质”不同不同(2)空白血清对照的空白血清对照的“量量”不同不同2.操作方面操作方面