新药临床前毒理学评价
? 临床前毒理学评价目的意义
? 急性毒性试验
? 长期毒性试验
? 特殊毒性试验
? 其它毒性试验
? 药品非临床研究质量管理规范 （ GLP）
临床前毒理学评价目的意义
? 新药评价的核心内容之一
? 目的, 确保临床用药安全
? 超过限量、改变应用范围或用药途径 ?变
成毒物
? 1985--1994,收审新药近四千种,已批准上
市 约占 50%,而另外 50%未被批准上市新
药中,有相当一部分就是因毒理学评价没有
通过
毒 — 无处不在
? 1274宋慈指出万物皆毒
? 美国, 化学文摘, 登记化学品约有
一千万种,美国每年投放市场新化学
品约一千五百种左右
? 1992年联合国环境与发展大会将有
毒化学品列为二十一世纪全球七大
环境问题之一
药害事件
1935-1937 美国 二硝基酚 减 肥 白内障、骨髓抑制,死亡 177 人
1937 美国 磺胺酏剂 消 炎 尿毒症、肾衰，死亡 107人
1954-56 法国 有机锡 抗感染 207人视力障碍、其中 102人死亡
1959-62 欧日 反应停 镇 静 畸胎,12000多人
1966-72 日本 氯碘喹啉 肠道感染 万余人失明或下肢瘫痪
1937-59 美国 黄体酮 先兆流产 男性化,600多人
临床前毒理学评价成功例子
? 化学物质致癌、反应停致畸、己烯雌酚
防流产而使子代女性出现阴道癌 ?致癌、
致畸、生殖及三代生殖试验
? 青霉素严重过敏反应 ?动物模型 — 豚鼠
临床前毒理学评价的局限性
? 新药本身
新药不断地改变着化学结构和药理
毒理学特征,不同于已有的老药,因
而也往往超出人们原有的知识、经验
和评价手段所达到的预测能力
临床前毒理学评价的局限性
? 现有评价手段不能完全适应, 新药, 评价需
要
? 动物实验缺点
? 种属差异 数量有限
? 品种单一 健康 模型
? 剂量太大
临床前毒理学评价总的要求
? 找出毒性剂量
? 确定安全剂量范围
? 发现毒性反应
? 毒性靶器官的寻找
? 毒性的可逆与否
? 解救措施
?确保临床用药安全
急性毒性试验
? 目的意义
? 基本内容和要求
? 急性毒性 LD50常
用计算方法
? 有关问题
急性毒性试验
? 目的意义
? 了解新药急性毒性强度
? 计算新药相对毒性参数
? 为临床毒副反应监护提供参考依据
? 为长期毒性、蓄积性毒性和特殊毒性试
验选择剂量提供依据
? 其它方面
新药急性毒性的强度
表, 化学物质的急性毒性分级标准 (WHO,1977)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
毒性分级 ig大, 小鼠 LD50 吸入大, 小鼠 LC50 涂皮兔 LD50 人口服可能的
(mg/kg) (ppm) (mg/kg) 致死量 (g)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
极 毒 <1 <10 <5 0.06
剧 毒 1-50 10-100 5-44 4
中 等 毒 51-500 101-1000 45-350 30
低 毒 501-5000 1001-10000 351-2180 250
实际无毒 >5000 >10000 >2180 >1200
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
*吸入毒性 LC50指中毒栏中的浓度,一次中毒 2-4小时,观察 24天
新药急性毒性的强度
表, 欧共体对化学物的毒性分级
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
动物及给药途径 剧 毒 毒 有 害
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
大鼠 LD50 ig(mg/kg) ≤25 25-200 200-2000
大鼠或兔经皮 LD50 (mg/kg) ≤50 50-400 400-2000
大鼠 LC50 (mg/L/4hr) ≤0.5 0.2-2 2-20
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
相对毒性参数
? 治疗指数 TI =LD50/ED50
? 安全系数 SF=LD5/ED95
? 可靠或确实安全系数 CSF =LD1/ED99
? 安全范围 SM=(LD1/ED99-1) X 100%
? SED50/ED50,越大越安全
? LD5基本无害量 ED95基本有效量
? LD1肯定无害量 ED99肯定有效量
为临床毒副反应监护提供参考
? 中毒症状
? 起始时间
? 持续时间
? 恢复时间
? 对抗试验为临床急
救提供依据
急性毒性试验观察动物反应指标
中 毒 部 位 毒 性 症 状 表 现
中枢神经系统 呆滞,对刺激反应迟缓、减弱、消失；不安：对刺激反应
过敏, 兴奋；强直：对行动姿势改变、叫声异常、震颤、
共济失调
植物神经系统 瞳孔缩小、放大、分泌增多，如流涎、流泪
呼 吸 系 统 鼻孔流鼻涕、呼吸缓慢、困难、潮式呼吸、速率加快等
心血管 系统 心动过速、缓慢、心律不齐、心跳过强、微弱
胃 肠 系 统 气胀、腹泻、便秘、粪便不成形、粪便黑色
生 殖 系 统 乳腺膨胀、会阴部污浊、阴囊下垂等
皮肤,毛 皮肤发红、松弛、皮疹、毛竖起
粘 膜 口腔流粘液、充血、溃疡、出血性紫绀
眼 睛 上睑下垂、眼球突出混浊
其 他 直肠温度升高、降低；消瘦；拒食等
为长毒、蓄毒试验选择剂量提供依据
? 长期毒性剂量设计
? LD50法 (1/10,1/50,1/100)
? MTD法 (1,1/3,1/10)
? 蓄积性毒性剂量设计
? 1/10LD50,然后按等比级数 1.5倍逐渐递增
为特殊毒性试验选择剂量提供依据
? 生殖毒性试验高剂量为母鼠 MTD
? 致突变试验
? 啮齿类动物微核试验高剂量为 1/2 LD50
? 果蝇伴性隐性致死试验的高、低剂量分别为 1/2
LD50和 1/4 LD50
? 精原细胞染色体畸变试验高剂量应为 1/2 LD50
? 动物短期致癌试验高剂量应是 MTD
? 主要药效学剂量限度、一般药理学和药动学剂
量设计也要参考急性毒性的 LD50
其它方面
? 系列化合物的合格率分析 (除理化性质
为主外 )也参考 LD50
? 复方中药物的相互作用,有时也通过
拆方及合用的 LD50来判别相互作用的
性质
基本内容和要求 ---动物
? 啮齿类 ----小鼠或大鼠 非啮齿类 ----犬或其它
? 一类药至少必须用二种动物 (啮齿类及非啮齿类
各一种,其中非啮齿类宜用 Beagle犬 ); 其它类酌
情用二种动物
? 小鼠 18-22g,同次体重相差不超过 4g; 大鼠 120-
150g,同次体重不超过 20g; 犬用成年犬
? ♀♂各半
基本内容和要求 ---给药途径
? 一类药及可溶于水的至少用两种给药
途径,其中一种必须是临床给药途径
? 其它类至少有一种临床给药途径
? 实验动物上无法进行时,则作特殊说明,
可用别的给药途径
基本内容和要求 ---剂量和分组
? 小动物一般分 4-6 个剂量组,组距 0.65-0.85,求
出 LD50
? 大动物可用 50%等量递升法,一般用 6条犬,求
出 ALD和 MTD
基本内容和要求 ---给药容积
? 不等浓度等容量给药
? 常规给药容量为,
? 小鼠 ig 0.2-0.4 ml/10g,ip,sc和 iv 0.1-0.2 ml
/10g
? 大鼠 ig 1-1.5 ml/100g,ip,sc和 iv为 0.5-1 ml
/100g
基本内容和要求 ---观察记录
? 给药当天,尤其是药后 4h内应严密观察并记
录,然后每天上下午各一次,连续观察 7-14天
? 详细记录动物毒性反应情况和死亡情况,中
毒症状,中毒发生时间、持续时间、恢复期
及动物最短死亡时间、最长死亡时间和平均
死亡时间
? 死亡动物应及时进行尸检,记录病变情况 ; 若
肉眼可见变化时则需进行病理检查
基本内容和要求 ---结果处理
实验资料按下表列出,用 Bliss法计算 LD50。必要
时求出不同性别 LD50
表, XXX急性毒性结果及 LD50计算
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
剂 量 对数剂量 动物数 死亡动物数 死亡率 机率单位 LD50及可信
限
(mg/kg) (X) (只 ) (只 ) % (Y) (mg/kg)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
基本内容和要求 --- MTD测定
? 最大允许浓度和最大允许容积仍未测出
LD50,可只求 MTD值。
? 方法：一次给 20只动物,连续观察 7-14天,
未见任何动物死亡,则 MTD＞ XX g/kg。
若仅有个别死亡,则宜写成 LD50>XX g/kg。
? iv要求 pH 5-8，速度：大、小鼠 10-20s。
? ig时空腹,即禁食 12-16h左右
表, 急性毒性试验常用容量和最大容量 (ml)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
给药途径 小 鼠 大 鼠 豚 鼠 家 兔 狗
ig 0.2-1.0 1-4 1-5 5-10 50-100
ip 0.2-1.0 1-3 2-5 5-10 5-15
im 0.1-0.2 0.2-0.5 0.2-0.5 0.5-1 2-5
iv 0.2-0.5 1-2 1-5 3-10 35-50
sc 0.1-0.5 0.5-1 0.5-2 1-3 3-10
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
*小鼠指 20g,大鼠 200g,豚鼠 200g,兔 2.5kg,狗 10kg,前者为
常用量,后者为最大容量
急性毒性 LD50常用的统计方法
? 白仑氏法 (Behren's method) (累计法 )
? 密 勒 和 滕 特 尔 二 氏 法 (Miller and Taninter's
method),也叫目测法, 概率法 (对数机率单位绘图
法,1944年 )
? 寇氏法 (Karber's method),也叫克贝尔法
? 点斜法 (孙瑞元孜良寇氏法 )
? 改良寇氏法 (顾汉颐改进寇氏法 )
? 维尔氏法 (Weil'smethod),机率单位法
? Bliss 法 (Bliss' method)
? Finney法 (改进 Bliss法 ),概率单位加权回归法
有关问题 ---毒理学界对 LD50的看法
? LD50只是急毒试验结果（信息）的一部分
? 从安全性评价角度来讲，主要是毒性信息，
而非精确的 LD50
? LD50测定的不足：
? 动物消耗量大
? 获得信息有限
? 测得数值不准
急性毒性研究中应注意的问题 （一）
? 动物品系写清楚,♀♂各半、体重和鼠龄
要符合要求
? 分组应随机
? 药物浓度、给药容量,给药途径应交待清
楚
? 详细记录中毒情况
? 注意溶媒对照
急性毒性研究中应注意的问题 （二）
? 严格控制实验环境条件
? 剂量设计合理
? 试验周期：给药后至少观察一周,有的要观
察 2周或更长
? 关于限度试验 (美国 ),10只大鼠口服 5 g/kg不
发生与药物有关的死亡，可视为无毒
? 光化学治疗药和辐射增敏剂的急性毒性试验,
在照光及不照光条件下分别测定 LD50
? 临床前毒理学评价目的意义
? 急性毒性试验
? 长期毒性试验
? 特殊毒性试验
? 其它毒性试验
? 药品非临床研究质量管理规范 （ GLP）
临床前毒理学评价目的意义
? 新药评价的核心内容之一
? 目的, 确保临床用药安全
? 超过限量、改变应用范围或用药途径 ?变
成毒物
? 1985--1994,收审新药近四千种,已批准上
市 约占 50%,而另外 50%未被批准上市新
药中,有相当一部分就是因毒理学评价没有
通过
毒 — 无处不在
? 1274宋慈指出万物皆毒
? 美国, 化学文摘, 登记化学品约有
一千万种,美国每年投放市场新化学
品约一千五百种左右
? 1992年联合国环境与发展大会将有
毒化学品列为二十一世纪全球七大
环境问题之一
药害事件
1935-1937 美国 二硝基酚 减 肥 白内障、骨髓抑制,死亡 177 人
1937 美国 磺胺酏剂 消 炎 尿毒症、肾衰，死亡 107人
1954-56 法国 有机锡 抗感染 207人视力障碍、其中 102人死亡
1959-62 欧日 反应停 镇 静 畸胎,12000多人
1966-72 日本 氯碘喹啉 肠道感染 万余人失明或下肢瘫痪
1937-59 美国 黄体酮 先兆流产 男性化,600多人
临床前毒理学评价成功例子
? 化学物质致癌、反应停致畸、己烯雌酚
防流产而使子代女性出现阴道癌 ?致癌、
致畸、生殖及三代生殖试验
? 青霉素严重过敏反应 ?动物模型 — 豚鼠
临床前毒理学评价的局限性
? 新药本身
新药不断地改变着化学结构和药理
毒理学特征,不同于已有的老药,因
而也往往超出人们原有的知识、经验
和评价手段所达到的预测能力
临床前毒理学评价的局限性
? 现有评价手段不能完全适应, 新药, 评价需
要
? 动物实验缺点
? 种属差异 数量有限
? 品种单一 健康 模型
? 剂量太大
临床前毒理学评价总的要求
? 找出毒性剂量
? 确定安全剂量范围
? 发现毒性反应
? 毒性靶器官的寻找
? 毒性的可逆与否
? 解救措施
?确保临床用药安全
急性毒性试验
? 目的意义
? 基本内容和要求
? 急性毒性 LD50常
用计算方法
? 有关问题
急性毒性试验
? 目的意义
? 了解新药急性毒性强度
? 计算新药相对毒性参数
? 为临床毒副反应监护提供参考依据
? 为长期毒性、蓄积性毒性和特殊毒性试
验选择剂量提供依据
? 其它方面
新药急性毒性的强度
表, 化学物质的急性毒性分级标准 (WHO,1977)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
毒性分级 ig大, 小鼠 LD50 吸入大, 小鼠 LC50 涂皮兔 LD50 人口服可能的
(mg/kg) (ppm) (mg/kg) 致死量 (g)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
极 毒 <1 <10 <5 0.06
剧 毒 1-50 10-100 5-44 4
中 等 毒 51-500 101-1000 45-350 30
低 毒 501-5000 1001-10000 351-2180 250
实际无毒 >5000 >10000 >2180 >1200
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
*吸入毒性 LC50指中毒栏中的浓度,一次中毒 2-4小时,观察 24天
新药急性毒性的强度
表, 欧共体对化学物的毒性分级
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
动物及给药途径 剧 毒 毒 有 害
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
大鼠 LD50 ig(mg/kg) ≤25 25-200 200-2000
大鼠或兔经皮 LD50 (mg/kg) ≤50 50-400 400-2000
大鼠 LC50 (mg/L/4hr) ≤0.5 0.2-2 2-20
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
相对毒性参数
? 治疗指数 TI =LD50/ED50
? 安全系数 SF=LD5/ED95
? 可靠或确实安全系数 CSF =LD1/ED99
? 安全范围 SM=(LD1/ED99-1) X 100%
? SED50/ED50,越大越安全
? LD5基本无害量 ED95基本有效量
? LD1肯定无害量 ED99肯定有效量
为临床毒副反应监护提供参考
? 中毒症状
? 起始时间
? 持续时间
? 恢复时间
? 对抗试验为临床急
救提供依据
急性毒性试验观察动物反应指标
中 毒 部 位 毒 性 症 状 表 现
中枢神经系统 呆滞,对刺激反应迟缓、减弱、消失；不安：对刺激反应
过敏, 兴奋；强直：对行动姿势改变、叫声异常、震颤、
共济失调
植物神经系统 瞳孔缩小、放大、分泌增多，如流涎、流泪
呼 吸 系 统 鼻孔流鼻涕、呼吸缓慢、困难、潮式呼吸、速率加快等
心血管 系统 心动过速、缓慢、心律不齐、心跳过强、微弱
胃 肠 系 统 气胀、腹泻、便秘、粪便不成形、粪便黑色
生 殖 系 统 乳腺膨胀、会阴部污浊、阴囊下垂等
皮肤,毛 皮肤发红、松弛、皮疹、毛竖起
粘 膜 口腔流粘液、充血、溃疡、出血性紫绀
眼 睛 上睑下垂、眼球突出混浊
其 他 直肠温度升高、降低；消瘦；拒食等
为长毒、蓄毒试验选择剂量提供依据
? 长期毒性剂量设计
? LD50法 (1/10,1/50,1/100)
? MTD法 (1,1/3,1/10)
? 蓄积性毒性剂量设计
? 1/10LD50,然后按等比级数 1.5倍逐渐递增
为特殊毒性试验选择剂量提供依据
? 生殖毒性试验高剂量为母鼠 MTD
? 致突变试验
? 啮齿类动物微核试验高剂量为 1/2 LD50
? 果蝇伴性隐性致死试验的高、低剂量分别为 1/2
LD50和 1/4 LD50
? 精原细胞染色体畸变试验高剂量应为 1/2 LD50
? 动物短期致癌试验高剂量应是 MTD
? 主要药效学剂量限度、一般药理学和药动学剂
量设计也要参考急性毒性的 LD50
其它方面
? 系列化合物的合格率分析 (除理化性质
为主外 )也参考 LD50
? 复方中药物的相互作用,有时也通过
拆方及合用的 LD50来判别相互作用的
性质
基本内容和要求 ---动物
? 啮齿类 ----小鼠或大鼠 非啮齿类 ----犬或其它
? 一类药至少必须用二种动物 (啮齿类及非啮齿类
各一种,其中非啮齿类宜用 Beagle犬 ); 其它类酌
情用二种动物
? 小鼠 18-22g,同次体重相差不超过 4g; 大鼠 120-
150g,同次体重不超过 20g; 犬用成年犬
? ♀♂各半
基本内容和要求 ---给药途径
? 一类药及可溶于水的至少用两种给药
途径,其中一种必须是临床给药途径
? 其它类至少有一种临床给药途径
? 实验动物上无法进行时,则作特殊说明,
可用别的给药途径
基本内容和要求 ---剂量和分组
? 小动物一般分 4-6 个剂量组,组距 0.65-0.85,求
出 LD50
? 大动物可用 50%等量递升法,一般用 6条犬,求
出 ALD和 MTD
基本内容和要求 ---给药容积
? 不等浓度等容量给药
? 常规给药容量为,
? 小鼠 ig 0.2-0.4 ml/10g,ip,sc和 iv 0.1-0.2 ml
/10g
? 大鼠 ig 1-1.5 ml/100g,ip,sc和 iv为 0.5-1 ml
/100g
基本内容和要求 ---观察记录
? 给药当天,尤其是药后 4h内应严密观察并记
录,然后每天上下午各一次,连续观察 7-14天
? 详细记录动物毒性反应情况和死亡情况,中
毒症状,中毒发生时间、持续时间、恢复期
及动物最短死亡时间、最长死亡时间和平均
死亡时间
? 死亡动物应及时进行尸检,记录病变情况 ; 若
肉眼可见变化时则需进行病理检查
基本内容和要求 ---结果处理
实验资料按下表列出,用 Bliss法计算 LD50。必要
时求出不同性别 LD50
表, XXX急性毒性结果及 LD50计算
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
剂 量 对数剂量 动物数 死亡动物数 死亡率 机率单位 LD50及可信
限
(mg/kg) (X) (只 ) (只 ) % (Y) (mg/kg)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
基本内容和要求 --- MTD测定
? 最大允许浓度和最大允许容积仍未测出
LD50,可只求 MTD值。
? 方法：一次给 20只动物,连续观察 7-14天,
未见任何动物死亡,则 MTD＞ XX g/kg。
若仅有个别死亡,则宜写成 LD50>XX g/kg。
? iv要求 pH 5-8，速度：大、小鼠 10-20s。
? ig时空腹,即禁食 12-16h左右
表, 急性毒性试验常用容量和最大容量 (ml)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
给药途径 小 鼠 大 鼠 豚 鼠 家 兔 狗
ig 0.2-1.0 1-4 1-5 5-10 50-100
ip 0.2-1.0 1-3 2-5 5-10 5-15
im 0.1-0.2 0.2-0.5 0.2-0.5 0.5-1 2-5
iv 0.2-0.5 1-2 1-5 3-10 35-50
sc 0.1-0.5 0.5-1 0.5-2 1-3 3-10
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
*小鼠指 20g,大鼠 200g,豚鼠 200g,兔 2.5kg,狗 10kg,前者为
常用量,后者为最大容量
急性毒性 LD50常用的统计方法
? 白仑氏法 (Behren's method) (累计法 )
? 密 勒 和 滕 特 尔 二 氏 法 (Miller and Taninter's
method),也叫目测法, 概率法 (对数机率单位绘图
法,1944年 )
? 寇氏法 (Karber's method),也叫克贝尔法
? 点斜法 (孙瑞元孜良寇氏法 )
? 改良寇氏法 (顾汉颐改进寇氏法 )
? 维尔氏法 (Weil'smethod),机率单位法
? Bliss 法 (Bliss' method)
? Finney法 (改进 Bliss法 ),概率单位加权回归法
有关问题 ---毒理学界对 LD50的看法
? LD50只是急毒试验结果（信息）的一部分
? 从安全性评价角度来讲，主要是毒性信息，
而非精确的 LD50
? LD50测定的不足：
? 动物消耗量大
? 获得信息有限
? 测得数值不准
急性毒性研究中应注意的问题 （一）
? 动物品系写清楚,♀♂各半、体重和鼠龄
要符合要求
? 分组应随机
? 药物浓度、给药容量,给药途径应交待清
楚
? 详细记录中毒情况
? 注意溶媒对照
急性毒性研究中应注意的问题 （二）
? 严格控制实验环境条件
? 剂量设计合理
? 试验周期：给药后至少观察一周,有的要观
察 2周或更长
? 关于限度试验 (美国 ),10只大鼠口服 5 g/kg不
发生与药物有关的死亡，可视为无毒
? 光化学治疗药和辐射增敏剂的急性毒性试验,
在照光及不照光条件下分别测定 LD50
