新药药效学研究课件

新药(xīnyào)药效学研究中国医学科学院中国协和医科大学药物(yàowù)研究所李燕第一页，共五十一页。新药药效学研究内容(nèiróng)提纲一.药效学基本概念二.新药药效学主要药效学 一般(yībān)药理学复方药理学三.药效学研究基本方法四.药效学研究基本技术要求五.药效学评价及统计第二页，共五十一页。新药药效学研究

新药定义(dìngyì)未在中国市场销售的药品

药效学定义

研究药物的生化,生理效应及其机制,剂量与效应之间的规律。

第三页，共五十一页。新药药效学研究药效学研究(yánjiū)目的

(1)

确定新药预期用于临床防、诊、治目的的药效(2)确定新药的作用强度和特点(3)阐明新药的作用部位和机理(jīlǐ)(4)发现预期用于临床以外的广泛药理作用

第四页，共五十一页。新药药效学研究一.药效学研究(yánjiū)的基本概念1.

药物作用的基本类型和选择性 药物通过影响机体固有的生理生化功能而产生作用(1)兴奋:增强原有功能。如肾上腺素使血压升高,速尿使尿量增加。(2)抑制:减弱(jiǎnruò)原有功能。如胰岛素降低血糖,阿司匹林退热作用。第五页，共五十一页。新药药效学研究（3)选择性:a.

由于结构的特殊性,只干扰某种器官和某种生化过程。如强心甙的心肌兴奋作用，苯巴比妥抑制中枢作用，链霉素抑制结核杆菌等。b.

与药物(yàowù)剂量有关，如苯巴比妥随剂量增加可呈 镇静催眠呼吸抑制意义：药物分类的基础，临床用药选择品种和剂量的依据。第六页，共五十一页。新药药效学研究2．药物(yàowù)的量效关系量效关系：药物效应的强弱(qiánɡruò)与剂量或浓度呈一定关系。（1）量反应:效应强度,如血压mmHg(上升和下降）,尿量ml数（增加和减少）,心率/min(加速或减慢)。最小效应量：药物效应开始出现时的剂量或浓度效能：产生最大效应的剂量或浓度。第七页，共五十一页。新药药效学研究（2）质反应:阳性率或%,如死亡(sǐwáng),惊厥,睡眠,治愈等。ED50

=50%effectivedose,半数有效量LD50=50%lethaldose半数致死量TI=Therapeuticindex,治疗指数LD50和ED50的比值（LD1/ED99,LD5/ED95）第八页，共五十一页。新药药效学研究3．药物(yàowù)作用的机理药物作用原理：研究药物效应的始初反应,及其中间环节。（WhereandHow）意义(yìyì)：1阐明药物治疗作用和不良反应的本质，有助于提高疗效，设计新药，2了解生命现象。第九页，共五十一页。新药药效学研究结构非特异性药物： 取决于分子的理化性质(xìngzhì)，如溶解度，渗透压，表面活性，两相分配性质（吸入性麻醉药，络合剂等）结构特异性药物： 取决于化学结构的特异性，如反应性，分子状态，体积和表面积，立体化学，功能基配置，电荷分布，受体结合模式等。第十页，共五十一页。新药药效学研究（1）改变细胞周围环境的理化性质：中和胃酸，利尿（高渗iv）（2）

干扰和参与代谢过程：磺胺竞争二氢叶酸合成酶，Vit补充。（3）对生物膜的影响：抗心律失常影响Na+,Ca++,K+

离子转运，多粘菌素B,E损伤细菌的胞浆膜(jiānɡmó)，通透性增加，导致细胞内物质外漏而杀菌。（4）对生理递质或激素的影响：影响生理递质的合成，摄取，释放，灭活，（5）与受体的相互作用

第十一页，共五十一页。新药药效学研究药物(yàowù)与受体的相互作用 受体是能特异性地识别和结合配基(Ligind),并通过相应的信号传导机制，产生最终生物效应的分子。药物与受体的相互作用可用下列方式(fāngshì)表达：

K1 D+R DR

E K2 信号传导 药物与受体的结合取决于对受体的亲和力(Affinity)，结合后产生的复合物仍可解离。

第十二页，共五十一页。新药药效学研究药物(yàowù)与受体的相互作用1.占领学说（Occupatintheory）Clark提出

2.速率学说（Ratetheory）Stephenson和Paton等提出3.变构学说（Allosterictheory）Monod和Koshland等提出以占领学说最为重要，后三种学说是占领学说的修正和补充。药物与受体结合后产生效应(xiàoyìng)，不仅需要药物具有亲和力，同时需要具有内在活性（Intrinsicactivity）才能产生效应。只有亲和力而无内在活性的药物虽可与受体结合，但不能激动受体，不仅不产生效应还可能影响能激动受体的药物与受体结合。

第十三页，共五十一页。新药药效学研究药物(yàowù)与受体的相互作用激动剂（Agonist）：既有亲和力又有内在活性完全激动剂

高亲和力和高内在活性，如吗啡 等。部分(bùfen)激动剂高亲和力和低内在活性，如镇痛 新等）拮抗剂（Antagonist）：只有高亲和力而无内在活 性的药物，如纳洛酮等。第十四页，共五十一页。新药药效学研究药物(yàowù)与受体的相互作用①直接改变细胞膜的通透性和离子转运，导致膜电位和胞内离子浓度的改变。②通过细胞内第二信使影响生理生化功能。③调节DNA转录，改变蛋白质合成。受体的数目和反应性可因药物(yàowù)的作用或浓度而改变。第十五页，共五十一页。新药药效学研究4.药物的治疗(zhìliáo)作用和不良反应治疗作用: 通过(tōngguò)影响机体生理、生化机能或病变过程起到防病,治病的作用。不良反应:

药物引起生理生化功能紊乱给病人带来痛苦的反应.“发挥治疗作用,避免和减少不良反应”第十六页，共五十一页。新药药效学研究4.药物(yàowù)的治疗作用和不良反应（1）副作用：（sidereaction）药物选择性低，作用范围大，在治疗剂量出现与治疗目的无关的作用，多为可恢复的功能性改变。麻黄碱解除支气管哮喘中枢兴奋，导致失眠（2)毒性反应：(toxicreaction)用量过大，用药过久或剂量不当急性毒性，慢性毒性，高敏人群，代谢排泄功能不全（肝肾）洋地黄过量心律失常(xīnlǜshīchánɡ)水杨酸恶心，呕吐，耳鸣

第十七页，共五十一页。新药药效学研究4.药物(yàowù)的治疗作用和不良反应（3）后遗效应:（aftereffect）停药后阈浓度以下残存的生物效应。

巴比妥类药困倦肾上腺皮质激素皮质功能低下（4）继发反应：（secondaryeffect）药物作用之后 的继发反应

抗菌素菌落失调和继发感染（5）变态反应：（allergy）与药物作用无关的不易预知的不良反应（免疫病理过程(guòchéng)）

青霉素过敏性休克 氯霉素再障

第十八页，共五十一页。新药药效学研究二.新药(xīnyào)药效学研究1.

主要药效学研究2.

一般药理学研究3.

复方药理学研究“药理学家的工作是具有独特性的,他们不愿完全重复别人的技术,而是在应用(yìngyòng)过程中进行改造。然而，在评价新药的安全性时，必须遵循基本的原理和技术。（A.J.Lehman,1959,FDA）第十九页，共五十一页。新药药效学研究1．主要(zhǔyào)药效学研究定义:与新药防治作用有关的主要药理作用。(1)研究方法a.药效应在体内外两种以上实验方法获得证明，其中一种必须是整体的正常动物或动物病理模型。“体外实验简单,体内实验确实”b.实验模型必须能反映药物(yàowù)作用的本质。与治疗指征的关联性第二十页，共五十一页。新药药效学研究(2)观察指标：应能反应主要药效作用的药理本质，应客观，定量或半定量。(3)剂量(jìliàng)选择：应能反映量效关系，尽量求出ED50或有效剂量范围。量效关系不明确的药物应说明原因。(4)给药途径：应采用拟推荐临床应用的给药方法，如该方法在动物上无法实施时，应予说明，改用他法。(5)对照设置：应有空白对照和已知标准阳性药物或治疗措施对照。第二十一页，共五十一页。新药药效学研究2.一般(yībān)药理学研究

定义:对新药主要药效作用(zuòyòng)以外广泛药理作用(zuòyòng)的研究。要求：(1)

动物选择：小鼠，大鼠，猫，狗等，循环和呼吸系统不宜用小鼠和兔，应尽量在清醒的动物上进行。(2)

给药途径，剂量（2-3个，低剂量应参照ED50）及耐受剂量应与主要药效学一致。可一次或多次给药。观察指标应广泛。

第二十二页，共五十一页。新药药效学研究a.神经系统：一般行为：外表，毛发，姿势，步态特殊反应：麻醉，催眠，镇静，体位变化，痛觉，对光反射异常，肌颤，流涎，眼球震颤，瞳孔变化等。

对用药后动物的行为进行(jìnxíng)定性和定量的评价，判断有无兴奋和抑制作用。如有兴奋和抑制作用，可进行对小鼠或大鼠自发活动的影响。第二十三页，共五十一页。新药药效学研究b.心血管系统：心率，心律，血压(xuèyā)的变化。EKG的QRS,ST,T波。

如在治疗有效剂量出现血压和EKG的改变，应进行整体和离体分析实验，如血流动力学，离体心脏等以确定对主要治疗作用的影响。第二十四页，共五十一页。新药药效学研究C.呼吸系统：呼吸频率和幅度的变化(biànhuà)。

如在治疗有效剂量出现明显的呼吸兴奋和抑制，应进行整体和离体分析实验，如呼吸中枢抑制的实验法，肺流溢法，隔肌隔神经法，判断药物对呼吸系统的影响.第二十五页，共五十一页。新药药效学研究3.复方(fùfāng)药理学的研究

(1)复方组成的依据和合理性(2)各组分在复方中的相互关系(guānxì)(3)各组分对主要药效或毒副作用的影响,确定组分间的拮抗和协同,(4)证明复方在药效和毒副作用方面的优点。

第二十六页，共五十一页。新药药效学研究三．药效学研究(yánjiū)基本方法

1．

分类:>1002．

方法(1)生理,生化,微生物,免疫,病理(2)体内:正常动物,病理模型(遗传性高血压模型,化学和物理性损伤模型,转基因模型）体外:器官,组织,细胞,(亚细胞组分),受体,酶,离子通道,基因等相关程度依下列顺序增加:分子(fēnzǐ)模型<细胞器<器官<整体清醒动物

第二十七页，共五十一页。新药药效学研究例1.

镇痛药1.

热刺激法(1)

辐射热:小型聚光灯照射大,小鼠的尾巴或家兔的鼻部,以甩头和甩尾为指标. 实验(shíyàn)潜伏期-对照潜伏期反应%= x100%中断照射时间

(2)

小鼠热板法:55度的金属热板上,以踢腿,舔后足,跳跃作为指标,第二十八页，共五十一页。新药药效学研究例1.

镇痛药2.

电刺激法(1)齿髓刺激法:麻醉下用电钻在牙髓上打孔,慢性埋藏电极,不同强度(qiángdù)电刺激,以咀嚼,舔舌,抬高鼻子,头前伸,摆头等为指标(2)

小鼠足跖刺激法(3)小鼠尾刺激法

第二十九页，共五十一页。新药药效学研究例1.

镇痛药3.

机械刺激法(1)

大鼠尾尖部压痛法(2)

小鼠尾根部压痛法4.

化学刺激法(1)

钾离子(lízǐ)透入:KCl皮下注射，直流电透入，以缩腿，挣扎，扬爪为指标(2)

醋酸扭体:0.3%,腹腔注射,以腹部内凹,躯干后腿伸张等为指标.第三十页，共五十一页。新药药效学研究例1.

镇痛药药效评价1．量效关系,ED50和ED952．呼吸抑制的剂量和LD503．依赖性实验(shíyàn),判断麻醉还是非麻醉性镇痛药4．非麻醉性镇痛药应作解热实验,判断是否解热镇痛药5．非麻醉性镇痛药的阳性对照药为吗啡,哌替啶等6．麻醉性镇痛药的阳性对照药为阿司匹林或扑热息痛第三十一页，共五十一页。新药药效学研究例2抗肝炎(ɡānyán)药

1.

急性肝损伤模型（GPT和GOT升高，病理形态改变)

(1)四氯化碳模型:CCl4代谢生成CCl3自由基,引起膜脂质过氧化并和生物大分子进行共价结合,引起肝细胞损伤.(2)

D-半乳糖胺模型:D-半乳糖胺与肝细胞内UDP结合,形成UDP-半乳糖胺复合物,引起UTP耗竭,导致RNA和蛋白质合成(héchéng)受阻,糖和磷脂代谢障碍,Ca++内流增加,最后引起细胞死亡。(3)

扑热息痛模型：过量扑热息痛经P450代谢成半醌类毒性代谢产物，与生物大分子进行共价结合,引起肝细胞损伤.第三十二页，共五十一页。新药药效学研究例2抗肝炎(ɡānyán)药2.慢性肝损伤模型

（1）慢性四氯化碳(sìlǜhuàtàn)肝损伤模型：肝损伤和肝纤维化并存。（2）免疫性肝损伤模型：丙酸杆菌加脂多糖可导致单核细胞和巨噬细胞在致炎因子的作用下致敏，释放毒性介质（TNF,IL-1等）造成细胞损伤。第三十三页，共五十一页。新药药效学研究四.药效学研究基本(jīběn)技术要求

1.实验者:专门培训,技术熟练,操作(cāozuò)准确,结果可靠。2.药物:制备工艺及质量规格稳定,试剂－标明厂家规格并符合等级要求。3.实验动物:正常成年动物,必要时可用特定年龄,性别,和特定模型。4.实验仪器:专人效验,误差在允许范围之内。第三十四页，共五十一页。新药药效学研究5.实验设计:随机,对照和重复的原则。6.实验记录:客观仪器记录,表格化,指标和评判标准要事先(shìxiān)指定,多人实验要统一标准。7.记录未预见现象,差错及时发现并注明,记录保存到上市后两年。

第三十五页，共五十一页。新药药效学研究五.新药(xīnyào)药效评价与分析

1．基本要求(yāoqiú)（1）实验设计：随机分组，组间可控条件均衡，必须设阴性对照，阳性对照和新药三个剂量组，各组例数基本相同，数量不可过少，应同步进行。（2）数据表达：提供原始数据，均数，标准差，例数，P值，数据至少有3位有效数字，标准差有2位有效数字，均数的小数数位与标准差相同。（3）图表表达：以数据表格为主，同时用直观图，图表用‘三星法’（4）统计表达：写出统计方法（X2,t值，方差分析）作出专业结论。单侧检验要作出说明。第三十六页，共五十一页。新药药效学研究2.计数资料统计分析原则(yuánzé)：常用X2,有配对关系用配对X2,样本小或数据有0或1用确切概率法,有等级关系用Ridit或等级序值法。

第三十七页，共五十一页。新药药效学研究新药(xīnyào)药效学研究进展一.抗肿瘤药物死亡人数：全世界500万/年，中国120万/年治疗关键：降低(jiàngdī)死亡率和发病率药物治疗：癌细胞的分化诱导及癌的分化治疗单克隆抗体及癌的导向治疗细胞因子及免疫治疗、癌基因治疗第三十八页，共五十一页。新药药效学研究DNA拓扑(tuòpū)异构酶Ⅱ(ToposisomeraseⅡ,TOPOⅡ)为靶点的药物

DNA拓扑异构酶：控制和改变DNA拓扑异构状态（三 维结构）的酶系TOPOI:DNA单链断裂TOPOⅡDNA双链切断参与DNA复制、转录、重组、染色体的组织肿瘤(zhǒngliú)细胞具有快速增殖的特性，其TOPOⅡ的含量及活性高于正常体细胞，抑制TOPOⅡ活性可阻止肿瘤细胞快速增殖，进而杀死肿瘤细胞。

第三十九页，共五十一页。新药药效学研究DNA拓扑(tuòpū)异构酶Ⅱ(ToposisomeraseⅡ,TOPOⅡ)为靶点的药物TOPOⅡ毒剂（TOPOⅡpoison）：稳定TOPOⅡ介导的可切割复制物而杀死肿瘤细胞(xìbāo)。如依托泊苷（Etoposide,VP16）和阿霉素、喹诺酮类如CP-115953、紫杉醇

TOPOⅡ催化抑制剂（TOPOⅡinhibition）：抑制TOPOⅡ的催化活性而达到抑制肿瘤的作用。如新生霉素（Novobiocin）、美巴龙（Merbarone）、舒拉明（Suramin）、福丝曲星（Fostriecin）、氯喹（Chloroquine）第四十页，共五十一页。新药药效学研究反义寡核苷酸药物(yàowù)

反义药物一般指以特定基因（如mRNA）为靶点，合成与之特异性互补结合的一段约由20个核苷酸组的人工合成(rénɡōnɡhéchénɡ)寡核苷酸即反义核苷酸。（Antisenseoligonucleotide,ASON）。 ASON可进行人工大规模合成和化学修饰，具有特异、高效的药理作用

第四十一页，共五十一页。新药药效学研究反义寡核苷酸药物(yàowù)已知与肿瘤(zhǒngliú)相关的基因有500种之多。①癌基因类，如c-myc,c-myb,bcl-2,N-Ras,K-Ras,H-Ras,c-jun,c-fos,cdc-2,c-mos等。②宿主基因类：如多药耐药基因、细胞周期（Cyclin）、前胸腺素、T细胞受体、表皮生长因子受体、蛋白激酶C等。③细胞因子类：如IL-2,IL-1α,IL-β等。

第四十二页，共五十一页。新药药效学研究研究(yánjiū)思路1.细胞信号转导系统

细胞信号转导异常，导致恶性肿瘤快速增殖和无限生长。信号蛋白的构象/配基受体结合蛋白以及细胞信号转导过程中的关键蛋白因子(yīnzǐ)（酶）等。蛋白酪氨酸激酶（PKA）、法尼基转移酶（Ftase）和丝裂原活化的蛋白激酶（MitogenactivatedproteinKinase,MAPK）信号转导通路等。第四十三页，共五十一页。新药药效学研究研究(yánjiū)思路2.细胞周期及其调控 肿瘤细胞增殖与细胞周期密切相关，并受细胞周期调节的关卡(Checkpoint,CHK)调控。如调节G2和S期CHK的重要基因CHK1和CHK2等。此外，细胞癌变与细胞周期依赖性激酶（CDK）过量(guò〃liàng)表达有关。第四十四页，共五十一页。新药药效学研究研究(yánjiū)思路3.肿瘤血管生成(shēnɡchénɡ)过程 VEGF及其受体、血管生成素（Angiogen）、基质金属蛋白（MMP）、尿激酶（uPA）、细胞黏附分子（整合素）等。4.细胞寿命

端粒酶（telomerase）第四十五页，共五十一页。新药药效学研究二.抗病毒药1.抗HBV药

20亿人感染过乙型肝炎病毒（HepatitisBvaries,HBV） 我国感染率高达50%-70%， 1.2亿人是HBsAg携带者， 3000万慢性肝炎病人在社会流动(liúdòng) WHO已把乙型肝炎列为世界第九大死因。

第四十六页，共五十一页。新药药效学研究抗HBV药

病毒复制：吸附、穿入、脱壳、基因及蛋白的复制、装配和释放1.阻断HBV感染宿主细胞:

阻断病毒与受体的结合、内在化及脱壳2.阻断HBV的复制:

抑制逆转录过程(guòchéng)和cccD