药物依赖性研究原理和方法jianhuiliang09312ppt课件

1,药物依赖性研究原理和方法 (Principle and Protocol of Experiments on Drug Dependence),梁建辉 MD, Ph. D 北京大学中国药物依赖性研究所,2,基本概念,3,精神活性物质 （Psychoactive substance）,来自体外的且可显著影响动物和人精神活动的各种物质（DSM-R） 精神活动： 认知：感觉，知觉，思维，注意，记忆等。 情绪：激情，心境。 意志与行为：意向（食欲、性欲等本能活 动）， 动机，兴奋状态，刻板行为。 意识：环境意识，自我意识（人格）。,4,精神活性物质分类：按英文字母顺序（DSM-）,酒精（Alcohol） 苯丙胺类或拟交感神经药物（Amphetamine or similarly acting sympathomimetics） 咖啡因（Caffeine） 大麻类（Cannabis） 可卡因（Cocaine） 致幻剂（Hallucinogens） 吸入剂（Inhalants） 尼古丁（Nicotine） 阿片类（Opioids） 苯环利啶或芳基环己胺类（Phencyclidine(PCP) or similarly acting arylcyclohexylamines） 镇静药/催眠药/抗焦虑药（Sedatives,hypnotics,or anxiolytics） 其他 （Others）,5,阿片类物质的滥用和成瘾 (海洛因成瘾),6,7,8,9,10,11,12,中枢兴奋剂的滥用和成瘾,13,摇头丸（MDMA）,14,致幻剂的滥用和成瘾,15,颠茄 （Atropa Belladonna),墨西哥蘑菇 (Psilocybin),仙人掌 (Peyote cactus),16,麦角二乙胺 (d-lysergic acid diethylamide, LSD),17,麦角二乙胺 (d-lysergic acid diethylamide, LSD),18,DSM药物滥用与依赖诊断术语的演变,Drug abuse and dependence(DSM-) （药物滥用与依赖） Psychoactive substance use disorder(DSM-R) （精神活性物质使用障碍） Substance-related disorder(DSM-) （物质相关障碍）,19,与药物依赖相关术语的演变,药物成瘾 (Drug addiction) 药物习惯性 (Drug habituation) （WHO， 1969） 药物依赖性 (Drug dependence),药物使用 (Drug use) 药物使用不当 (Drug misuse) 药物滥用 (Drug abuse),20,WHO专家委员有关“药物依赖”的定义,“Drug dependence: A state, psychic and sometimes also physical, resulting from the interaction between a living organism and a drug, characterized by behavioral and other responses that always include a compulsion to take the drug on a continuous or periodic basis in order to experience its psychic effects, and sometimes to avoid the discomfort of its absence. Tolerance may or may not be present”,21,药物依赖性所界定的内容包括：,药物依赖是药物与机体相互作用所形成的一种精神状态和躯体状态 持续地或定期地强迫性用药是药物依赖主要的行为表现 强迫性用药（属于非医疗目的）仅仅在于体验药物的精神效应，或避免戒断后所表现得不快感 药物依赖的形成不一定伴发药物耐受,22,药物滥用,1. 反复使用某种药物 2. 非医疗目的 3. 通常是为了改变意识状态,23,药物的误用,医疗中不恰当地应用某种药物: 1. 使用时间过长 2. 用药剂量过大,24,药物滥用与药物依赖: 一个连续的过程,少量滥用,依赖,滥用是过程，依赖是结果，是状态,25,药物滥用与药物依赖,DSM诊断系统把此类障碍分为: 1. 药物滥用 2. 药物依赖,26,DSM-IV对物质依赖的诊断标准，符合如下标准中的3条以上：,1. 产生耐受性 2. 出现戒断症状 3. 所用剂量超过自己预先计划 4. 长期具有戒除或控制使用该药的愿望 5. 需要花费大量时间用于获得药物，或用于使用该药物，或从药物的效应中恢复过来 6. 由于使用该物质，放弃或明显减少很多重要的社交，职业或娱乐方面活动 7. 尽管认识到不少持续或反复发生的心理或生理问题，都可能由用药引起或用药后加重，但仍继续使用,27,依赖性药物的管理与管制,28,国际上,1961年单一公约（1961 Single Convention）: 1961年麻醉品单一公约（1961年3月30日，纽约）“The Single Convention on Narcotic Drugs,1961”； 1961年麻醉品单一公约修正书（1972年3月25日，日内瓦）“The protocol amending the Single Convention on Narcotic Drugs,1961”。 1971年精神药物公约: （1971年2月21日，维也纳）“1971 Convention on Psychotropic Substances”。 美国滥用物质管制条例（Controlled Substance Act）: 1970年由美国药品强制管理署（the Federal Drug Enforcement）制订。1984年进行修正。,29,1961年单一公约分类标准 (Scheduling Criteria):,表(Schedule ) 表中的物质具有严重的成瘾性（highly addictive）和滥用倾向，或者可以转换为严重成瘾性和滥用倾向的物质。其中包括大麻，大麻树脂，大麻提取物，大麻酊剂，麻醉品粗制物（古柯叶，罂粟杆提取物，鸦片），阿片类镇痛药（吗啡，羟考酮），可卡因以及化学合成药物（芬太尼及其类似物，美沙酮）。 表(Schedule) 表中物质的成瘾性和滥用倾向低于表，如可待因及其衍生物。 表(Schedule ) 表中的物质为混合或复方制剂。为了合法的医疗用途而加入某些麻醉药品，该类制剂不易被滥用，且麻醉药品难以提取。 表(Schedule) 表中的物质成瘾性极高，滥用潜力极大，且医疗价值极其有限。受缔约国特别严厉的管制。列入表中的物质必须包括在表之中。,30,1971年精神药物公约分级标准(Scheduling Criteria),表(Schedule ) 表中的物质具有滥用倾向，对公共卫生构成极其严重的危害，其治疗作用非常有限。如LSD，MDMA。 表(Schedule ) 表中的物质具有滥用倾向，对公共卫生存在明确的危害，其治疗作用较小。例如，苯丙胺类药物，甲喹酮。 表(Schedule ) 表中的物质具有滥用倾向，对公共卫生存在明确的危害。但是，具有一定的治疗作用。例如，异戊巴比妥，氟硝西泮，丁丙诺啡，镇痛新。 表(Schedule ) 表中的物质具有滥用倾向，对公共卫生存在一定的危害，但是，具有明确的治疗作用。例如，安定，安非拉酮 。,31,美国滥用物质管制条例(DEA)分级标准 (Scheduling Criteria),表(Schedule ) 具有极强的滥用潜力，服用后果不可预测；服用后可导致精神和躯体依赖性，甚至致死；不可医用。 表 (Schedule ) 具有很强的滥用潜力；服用后可导致严重的精神或躯体依赖性；可限制性的用于医疗。 表(Schedule ) 具有较强的滥用潜力；可导致较强或较弱的躯体依赖性，但精神依赖性很强；可医用。 表(Schedule ) 具有较弱的滥用潜力；可导致有限的精神和躯体依赖性；可医用。 表 (Schedule ) 具有极弱的滥用潜力；可导致有限的精神 和躯体依赖性；可医用。,32,国内,关于医疗用毒药、限制性剧药管理规定 1979年6月30日，卫生部（79）卫药字第837号/国家医药管理总局（79）国药字第226号 麻醉药品管理办法 1987年11月28日，国务院。“The Narcotic Drug Control Act” 精神药品管理办法 1988年12月27日，国务院。“Psychotropic Drug Control Act” 麻醉药品和精神药品管理条例 2005年8月3日，国务院。,33,1979年关于医疗用毒药、限制性剧药管理规定分类方法（）：,西药毒药、限制性剧药品种及分类表 第一类： 苯丙胺（苯异丙胺）及其针、片剂；三氧化二砷；升汞及升汞毒片剂；（盐）硝酸士的年；亚砷酸钾溶液，毒毛旋花子甙K（G）;氢溴酸后马托品；氢溴酸东莨菪硷；硝酸毛果芸香碱；硫酸阿托品；洋地黄毒甙；咖啡因粉剂；安钠咖粉；去氧麻黄素。 第二类： 毒毛旋花子甙K（G）针剂；盐酸麻黄碱；安钠咖针、片剂；（盐）硝酸士的年针及片剂；巴比妥及其钠盐及针、片剂；硫喷妥钠及其针剂；洋地黄针、片、酊剂；莨菪酊、浸膏、流浸膏；颠茄酊浸膏、流浸膏；曼陀罗酊、浸膏、流浸膏；马钱子酊、浸膏、流浸膏；水合氯醛；安眠酮；氟奋乃静及针、片剂,34,1979年关于医疗用毒药、限制性剧药管理规定分类方法（）：,毒性中药及中成药品种 第一类： 砒石（红砒、白砒）；水银 第二类： 生白附子、生附子、生马钱子、生乌 头、生川乌、生草 乌、 生天雄、斑蝥包括青娘虫、葛上亭长、地胆； 红娘虫、生巴豆、生半夏、生南星； 生狼毒、生藤黄、生甘遂； 洋金华； 闹羊花、生千金子、生天仙子； 蟾酥； 轻粉、红粉、红升丹、白降丹、九分散、龙虎丸、九转回 生丹；四生散；,35,1987年麻醉药品管理办法中的定义和分类,“第二条 麻醉药品是指连续使用后易产生身体依赖性、能成瘾癖的药品。” “第三条 麻醉药品包括：阿片类、可卡因类、大麻类、合成麻醉药类及卫生部制定的其他易成瘾癖的药品、药用原植物及其制剂。”,36,1988年精神药品管理办法中的定义和分类,“第二条 精神药品是指直接作用于中枢神经系统，使之兴奋或抑制，连续使用能产生依赖性的药品。” “第三条 依据精神药品使人体产生的依赖性和危害人体健康的程度，分为第一类和第二类，各类精神药品的品种由卫生部确定。”,37,2005年麻醉药品和精神药品管理条例中的定义和分类,“第三条 本条例所称麻醉药品和精神药品，使指列入麻醉药品目录、精神药品目录（以下称目录）的药品和其他物质。精神药品分为第一类精神药品和第二类精神药品。”,38,药物滥用与依赖潜力的评价,39,化学性质评价（1）,化学结构 化学合成 化学提取 可溶性,40,药理学评价临床前（2）,神经精神药理学作用 受体结合 行为药理学研究 强化效应（自身给药） 辨别效应（药物辨别试验） 躯体依赖（戒断试验） 耐受性 行为敏化,41,临床药理学评价（3）,主观效应药物嗜好程度 毒性以及操作性损害 耐受性 躯体依赖性 药物不良反应,42,药代动力学评价（4）,药物效应动力学（PD） 药物代谢动力学（PK）,43,公共卫生危害程度评价（5）,滥用范围 滥用时间 滥用程度 对家庭、职业、社会的危害,44,依赖性药物的药理学特点,45,依赖性药物的药理学特点（I）,1强化作用 (Reinforcement) 2. 耐受性 (Tolerance) 3. 药物敏化 (Drug sensitization) 4. 躯体依赖性 (Physical dependence),46,强化作用（reinforcement),药物驱使用药者反复用药的潜能 令使用者趋向于滥用 在动物中可进行测量： 压杆给药的静脉注射系统 以大鼠模拟人类 与中枢神经递质水平的增高相关联 如：伏核中的多巴胺水平,47,48,耐 受 和 敏 化,反复应用某种药物后，机体对药物的反应减 弱或增强,49,耐 受,先天性 获得性 药代动力学或药物处置： 分布与代谢：浓度降低 药效动力学 受体密度或结合能力：反应降低 后天学习或行为 巴甫洛夫暗示（在新异环境中的耐 受程度降低）,50,躯 体 依 赖,反复的药物滥用导致机体的稳态机制重新调整，并对药物产生适应（耐受）。,51,戒 断 综 合 征,戒断综合征是躯体依赖的唯一证据 产生原因： 撤除依赖性药物 因重新适应造成的中枢神经系统的过度 敏感 与药物的药理学特性有关 与药效相反 瞳孔缩小对应于瞳孔散大 心动过缓对应于心动过速,52,依赖性药物的药理学特点（II）,5. 精神/心理依赖性 (Psychic/psychological dependence) 激动感（Rush） 舒适感（High, well-being） 超脱感（Nod, being out of it） 稳态感 (Straight) 6. 药物渴求 (Drug craving) 一种持久的，强烈的，甚至难以克制的对精神活性 物质的需求欲望（a strong desire),53,药物依赖性行为药理学实验方法,54,阿片类药物躯体依赖性评价方法,1. 自然戒断实验（Spontaneous withdrawal test） 1.1 小鼠自然戒断实验 注射法 掺食法 饮水法 小鼠202g 含Mor或 雌雄各半Codeine食料7d称重1d换食料4h称重 观察指标：换食料前后的体重变化,55,小鼠自然戒断症状具有下列特点：,（）戒断症状发作慢，持续时间长； （）戒断后的体征和行为变化不是十分 明显； （）缺乏特征性戒断体征和症状，但 是，药物依赖小鼠戒断后，体重的 变化较为明显。,56,阿片类药物躯体依赖性评价方法,1.2 大鼠自然戒断实验 皮下注射法 皮下包埋法 腹腔导管法 灌胃法 掺食法 饮水法 皮下注射法 剂量递增法 皮下注射Mor2-4w称重停Mor称重，每天3次，连续4d 观察指标：停药前后的体重变化,57,吗啡依赖大鼠自然戒断的症状包括：,体重下降 过度激惹 腹泻 上睑下垂 逃避行为 探究行为增加 食欲和饮水减少 药物戒断后体重的变化依然是非常重要的一个观察指标。,58,阿片类药物躯体依赖性评价方法,1.3 猴自然戒断实验 Seever法 快速剂量递增法（2-6w） 剂量递增法（6-12） Yanagta法：3.0mg/kg q6h 60d 综合法： 90d 吗啡依赖猴停药评价（7d） 体重 戒断症状评分,59,吗啡依赖猴戒断症状评分标准如下：,1. 轻度：惊恐，打哈欠，流泪，颤抖，颜面潮红，出汗，啼鸣，打斗，稀便，食欲下降（每个症状分）。 2. 中度：意向性震颤，厌食，竖毛反应，肌肉抽搐，抱腹，腹泻，无力，躺卧（每个症状分）。 3. 重度：极度不安，异常姿势，闭目侧卧，面色苍白，呕吐，肌痉挛，严重腹泻，呻吟（每个症状分） 4. 极重度：衰竭状态（呼吸困难，严重脱水，表情淡漠），体重明显下降（以上），甚至死亡。（轻、中、重三个等级症状的总和）。,60,戒断症状评分注意事项,戒断症状评分人员必须经过严格的训练，熟悉猴的行为特征。 可采用盲法评分, 观察和记录每只猴的戒断症状和体重变化。 一般来讲，停药后连续观察天，每天次，定时定点定人员。,61,阿片类药物躯体依赖性评价方法,2. 催促戒断实验（Precipitation withdrawal test） 2.1 小鼠催促戒断实验 注射法 饮水法 吗啡依赖 7d ip纳洛酮 小鼠模型或烯丙吗啡评价（15min-2h） 体重 跳跃 竖尾反应 其他 末次给吗啡后2-4小时，腹腔注射纳洛酮,62,经烯丙吗啡或纳洛酮催促典型的戒断症状和体征包括：,自发活动 跳跃 扭体 straub反射（竖尾反射） 流涎 震颤 短暂痉挛 上睑下垂 呼吸频率和深度增加 腹泻 体重下降 跳跃和体重下降便于观察和定量评定,63,阿片类药物躯体依赖性评价方法,2.2 大鼠催促戒断实验 吗啡依赖 15d sc纳洛酮 大鼠模型或烯丙吗啡戒断症状评价（30-60min） 2.3 猴催促戒断实验 吗啡依赖 15-30d sc纳洛酮0.1mg/kg 戒断症状 猴模型或烯丙吗啡1mg/kg 评价（2h） 末次给吗啡后6小时，皮下注射纳洛酮,64,大鼠催促戒断症状评分标准如下：,(1) 跳跃，湿狗样抖动，扭体，打哈欠，扭尾，激惹（以尖叫为准） 分无；分次；分次；分 次 (2) 齿颤，咀嚼（次与次之间至少间隔秒） 分无；分次；分次；分次 (3) 流涎，流泪，毛发直立，眼睑下垂，腹泻 分无；分轻度；分中度；分重度 (4) 体重变化注射纳洛酮前的体重注射纳洛酮小时后的体重。,65,阿片类药物躯体依赖性评价方法,急性吗啡依赖小鼠模型的建立及其催促实验: 雄性小鼠(g) sc或ip射吗啡mg/kg， 小时后， ip纳洛酮 (3mg/kg) 观察分钟内戒断症状和体征 记录催促前后小时的体重变化。 此实验方法具有简单方便快速，节约时间的特点。但是，不能反映药物慢 性依赖状态形成过程中病理生理的变化。,66,阿片类药物躯体依赖性评价方法,3. 替代试验 替代试验是研究受试药物对阿片类药物戒断症状的抑制能力，评价受试药躯体依赖性特征和强度。其中包括 小鼠替代试, 大鼠替代试验, 猴替代试验 吗啡依赖 自然戒断 动物模型戒断 受试药戒断症 催促戒断 状评定,67,分析替代实验结果的注意事项,(1) 受试药和阳性对照药的药理作用相同，对停用阳性对照药的戒断症状产生抑制作用； (2) 受试药其他的药理作用抑制阳性对照药的戒断症状。 因此，在分析和讨论替代实验的结果时，必须考虑可能出现假阳性和假阴性。需要结合其他的实验结果，才能作出正确的评价。,68,精神依赖性评价方法,1. 自身给药实验方法（Self-administration test, SA） 1.1 自身给药实验的特点 * 属于操作式强化模型（Operant reinforcement paradigm） 行为结果 强化 正性强化作用 负性强化作用 * 自身给药与滥用者的觅药行为（drug-seeking behavior）关系密切,69,精神依赖性评价方法,1.2 大鼠的自身给药实验 1.3 猴的自身给药实验 1.3.1 行为强化程序 率反应程序 固定比率程序（Fixed rate,FR） 可变比率程序（Variable rate,VR1-100） 累进比率程序（Progressive rate,PR） 时间间隔反应程序 固定间隔程序（Fixed interval,FI） 可变间隔程序（Variable interval,VI） 续发指令程序（Second-order schedule） 选择性程序（Choice procedure） 并存程序（Concurrent schedule）,70,71,操作性自身饮酒实验,72,精神依赖性评价方法,1.3.2 实验过程 猴颈静脉 6-7d 踏板 5-7d 自身给药行 369d 插管手术训练为稳定性评价替代试验 自身给药行为稳定性评价 A 日间踏板数的比较 B 药物剂量变化对踏板数的影响 C 生理盐水熄灭效应,73,精神依赖性评价方法,1.3.3 观察指标 每天实验时间为68h（8:0016:00） 8:00 am 有效踏板期（7h）15:00长休期（1h）16:00 踏板注射药物非响应期（timeout）10s踏板 A 每天总的踏板数（活动性） B 每天有效的踏板数（得到药物的踏板数） C 每天长休期的踏板数 D 每日总的摄入量（Total daily dose, TDD）,74,75,76,77,精神依赖性评价方法,2. 药物辨别试验（Drug discrimination, DD） 2.1 药物辨别试验的特点 属于操作式条件反射，以药物所产生内在感受作为条件刺激，从而在药物与操作性行为（如踏板）之间建立稳定的联系，即条件反射。 药物刺激踏杆强化 （药物杆） （得到食丸） 条件反射 药物辨别反应具有泛化现象，即相似的药物刺激，可以产生相似的操作性行为反映，故可对受试药物进行定性定量分析。 不需要手术，动物维护较简单,78,T型迷宫,79,80,81,精神依赖性评价方法,2.2 大鼠药物辨别试验过程 试验期间，控制大鼠进食，15g/d/rat 起程训练辨别训练替代试验 （FR=1） （FR1-FR10） 训练日程: D（drug）D，N(NS)N DD,NN,DD,NN 替代日程: DNT（test）,DNT,DNT,DNT,82,精神依赖性评价方法,观察指标 A 总的正确压杆率 药物压杆数 总的正确压杆率= 100% 总的压杆数（左、右杆） B 首次强化前的正确压杆率 如果FR=10, 则 药物压杆数 首次强化前的正确压杆率= 100% 10 C 替代试验结果判断（总的正确压杆率） 20%80% 无替代 部分替代 完全替代,83,条件性位置偏爱动物模型 在药物滥用与成瘾研究中的应用,84,条件性位置偏爱实验的原理 (conditioned place preference, CPP),CPP是1979年 (Katz和Gormenzano) 建立并逐渐完善的一种行为药理学实验方法，是研究药物奖赏效应的一个常用的、有效的模型. 属于反应性强化模型（respondent reinforcement paradigm）. CPP实验是根据经典的条件反射理论建立的，根据巴甫洛夫学说，非条件刺激与某个特定的条件刺激反复结合之后，就会建立条件反射，后者就具有了前者的特性，可以产生与非条件性反应相同或相反的反应. 设备简单，实验周期短，动物不受操作式运动方式的影响. 可测药物的奖赏效应和厌恶效应,85,Classical conditioning,food powder,unconditioned response (UR),unconditioned stimulus (US),drooling,86,Classical conditioning,food powder,unconditioned response (UR),unconditioned stimulus (US),conditioned stimulus (CS),drooling,87,Classical conditioning,Neutral stimuli gain ability to produce conditioned responses,food powder,unconditioned response (UR),unconditioned stimulus (US),conditioned stimulus (CS),conditioned response (CR),drooling,drooling,88,Drug conditioning,drug,unconditioned response (UR),unconditioned stimulus (US),89,Drug conditioning,drug,CPP box (e.g. Grid),unconditioned response (UR),unconditioned stimulus (US),conditioned stimulus (CS),90,Drug conditioning,Drug effects become associated with environmental cues via classical conditioning processes,drug,CPP box (e.g. Grid),unconditioned response (UR),conditioned response (CR),unconditioned stimulus (US),conditioned stimulus (CS),91,Drug-like & drug-opposite CR,CR may be in same direction as UR (e.g., euphoria) CR may be in opposition to UR (e.g., increased heart rate) often called conditioned compensatory response may help maintain homeostasis can feel like withdrawal,92,Drug-opposite conditioned response,drug,CPP box (e.g. grid),unconditioned response (UR),unconditioned stimulus (US),conditioned stimulus (CS),93,Drug-opposite conditioned response,Drug effects become associated with environmental cues via classical conditioning processes,drug,CPP box (e.g. Grid),unconditioned response (UR),conditioned response (CR),unconditioned stimulus (US),conditioned stimulus (CS),94,CPP实验装置,二箱 三箱 其他,95,96,Conditioned Place Preference,97,98,CPP实验的应用,测定药物的奖赏效应 研究药物对成瘾性药物诱导CPP的影响 探讨不同成瘾性药物诱导CPP的神经生物学机制,99,Drug-induced place preference,100,Drug-induced place aversion,101,Drug not inducing place preference or aversion,Haloperidol Sulpiride Buspirone flupenthioxol Spiroperldol Progabide Pimozide domperidone,102,day 1-3 day 4-11 day 12 (预测试) (CPP训练期) (给药后测试),CPP实验程序,103,训练期,104,测试阶段,105,CPP实验的观察指标,1.测试期动物在伴药盒停留时间 非伴药盒停留时间或伴药盒基线值偏爱 非伴药盒停留时间或伴药盒基线值厌恶 2.偏爱分值 3.穿箱次数活动性,106,Conditioned Place Preference for Heroin,Time (seconds),600,400,200,0,Baseline: Heroin Paired Side,Test: Heroin Paired Side,Baseline: Saline Paired Side,Test: Saline Paired Side,107,预测试(d1-3） 干预药 训练阶段(d4-11) CPP测试(d12),干预药对吗啡CPP形成的作用,108,干预药对吗啡CPP表达的作用,预测试(d1-3） 训练阶段(d4-11) 干预药 CPP测试(d12),109,CPP实验中应该 注意的问题,110,1.倾向性与非倾向性实验程序,倾向性实验程序 以非自然嗜好侧为伴药盒 非倾向性实验程序 随机选择一侧为伴药盒,111,2.条件训练时间与次数,每次训练时间：3060min 过短非条件性刺激与条件性刺激结 合不充分 过长数据离散程度增大 次数：48个周期（单次训练） 间隔时间：24h,112,总的原则是：尽量能消除所有混杂因素的影响，明确最主要的影响因素与观察指标之间的关系