【正文】 第九章 藥物動力學試驗設(shè)計與統(tǒng)計分析 藥物動力學屬于自然科學的范疇 ， 是一門理論與實驗性極強的科學 。 藥物動力學實驗設(shè)計包括專業(yè)設(shè)計和統(tǒng)計學設(shè)計兩個方面 。 無論是專業(yè)設(shè)計還是統(tǒng)計學設(shè)計都必須遵循現(xiàn)代自然科學試驗的三大基本原則 ， 即隨機原則 ， 對照原則與重復原則 。 第一節(jié) 藥物動力學試驗設(shè)計 一 、 藥物動力學試驗專業(yè)設(shè)計 專業(yè)試驗設(shè)計通常包括實驗動物的選擇 、 實驗環(huán)境因素的確定 、 試驗藥品 、 給藥 、 采樣與血藥濃度的分析測定 。 （ 一 ） 實驗動物 藥物在動物體內(nèi)的處置狀態(tài)表現(xiàn)有明顯的種屬 、 生理病理和年齡差異性等 ， 因此在選擇動物時應(yīng)注意如下幾點： 所選擇的動物品種應(yīng)該是某一藥品對該動物某種疾病有使用意義 。 例如要研究某種抗菌藥物的藥動學特征 ， 通常可以選擇大多數(shù)動物品種 ， 因為多種動物都可能感染上細菌性的疾病 。如果所研究的是屬于抗球蟲作用的藥物 ， 則通常要選擇禽類 、兔等易感染球蟲病的動物品種 ， 很少選擇成年豬作為抗球蟲藥的藥物動力學研究試驗動物 。 獸醫(yī)藥物動力學試驗一般是直接選擇靶動物進行實驗 。 即牛用藥物直接用牛作試驗 ， 雞用藥物直接用雞作試驗 ， 用于兩種或兩種以上的動物的藥物 ， 應(yīng)分別在各種動物身上進行試驗 。 選擇的動物應(yīng)為臨床健康的成年動物 。 除了特別要研究某一性別動物的動力學特征外 ， 一般要雌雄兼用 ， 在某一藥物的試驗中 ， 動物的品種必須保持一致 ， 不得將奶牛和黃牛作為一個總體來進行研究 。 過幼 、 過老 、 瘦弱或過肥的動物盡量不用 。為了驗證動物是否屬臨床健康 ， 必要時可進行肝腎功能的化驗 。 為了探討某種藥物在疾病狀態(tài)下的藥物動力學特征 ， 必須建立特定的病理模型 。 所建立的動物病理模型的條件必須有可重復性 。 其病理指標要盡可能做到一致性 。 如建立豬胸膜性肺炎病理模型 ， 要求對動物的年齡 ， 發(fā)病環(huán)境 ， 接種菌量作嚴格的限制 ， 甚至對某些生理生化指標也要求作定量和定性標準判定 。 無論是哪一種途徑給藥 ， 在做正式試驗之前 ， 要求將實驗動物置于給定的試驗條件下馴養(yǎng) 37天 。 保證實驗期間飼料及飼養(yǎng)條件的恒定性 。 試驗動物的數(shù)量：從統(tǒng)計學角度分析，當然動物的數(shù)量越多越好，因為 n越大，試驗的隨機誤差就越小。在獸醫(yī)藥物動力學研究中，要探討某種藥物某一途徑給藥后的藥物動力學特征，一般要求樣本數(shù)為，大動物（馬、牛、水牛、駱駝、鹿等） 57頭，中等動物（豬、綿羊、山羊等） 68頭；小動物（犬、貓、禽類、兔等） 812頭 (只 )。 （ 二 ） 實驗環(huán)境 動物所處環(huán)境不同 ， 其藥物在體內(nèi)的吸收或消除也不同 。因此對動物飼養(yǎng)環(huán)境的一般要求如下： 家畜或家禽的試驗環(huán)境以室溫為宜 。 禁止在過熱或過冷的溫度條件下進行動力學試驗 。 冬天時注意給動物保暖 ， 夏天注意給動物降溫 。 溫度對變溫水生動物魚類的代謝影響十分明顯 。 水溫低時 ，藥物在體內(nèi)的代謝與水溫高時有顯著的差別 。 因此 ， 在以水生動物作試驗對象時 ， 應(yīng)注意確定試驗的環(huán)境溫度及其水溫 ， 在試驗報告中應(yīng)注明所進行實驗的溫度條件 。 飼料標準：藥物在動物體內(nèi)的過程受著各種因素的影響 。特別是藥物間的相互作用 。 因此 ， 飼料中不應(yīng)該含有其他藥物 ， 特別是與所試藥品歸屬于同類的藥物 。 在進行內(nèi)服給藥試驗時 ， 或進行藥物的生物利用度試驗時 ， 通常在給藥前給動物禁食 812小時 。 在一個試驗中 ， 各個試驗動物的禁食時間必須一致 。 整個試驗期間 ， 應(yīng)充分保證動物的飲水條件 ， 即做到飲水自由 。 因為 ， 飽腹與空腹對藥物在體內(nèi)的過程特別是藥物的吸收影響很大 。 整個試驗期間 ， 應(yīng)充分保證動物的飲水條件 ， 即做到飲水自由 。 （ 三 ） 試驗藥品與給藥 試驗藥品 ⑴ 試驗藥品要選擇正規(guī)產(chǎn)品 ， 制劑的批號要在法定的有效期限內(nèi) 。 ⑵ 在進行新藥的藥物動力學研究時 ， 對原料藥必須首先經(jīng)過一定的制劑工藝流程制成一定的制劑 。 特別是制成注射劑時 ，應(yīng)嚴格按照注射劑的制劑標準進行配制 。 包括附加劑的選擇如pH調(diào)節(jié)劑 ， 滲透壓調(diào)節(jié)劑 ， 抗氧劑 ， 金屬離子結(jié)合劑 。 肌內(nèi)注射劑溶液的 pH值最好控制在 49之間 。 制劑必須做到無菌無熱原 。 ⑶ 藥物劑量的選擇 可根據(jù)藥物的毒性指標和臨床藥效試驗結(jié)果估計確定 ， 一般選擇高低兩種劑量 。 高劑量應(yīng)為動物的最大耐受量 ， 低劑量應(yīng)為臨床使用的中等劑量或常用劑量 。 如果高低兩種劑量的試驗結(jié)果所得到的動力學參數(shù)有顯著性差異 ， 則提示該藥物在高劑量時存在非線性藥物動力學特征 。 如磺胺類藥物在動物體內(nèi)經(jīng)常表現(xiàn)為非線性動力學過程 ， 高劑量時 ， 藥物呈現(xiàn)零級動力學消除 ， 低劑量時呈現(xiàn)一級動力學消除 。 ⑷ 劑量的確定 確定劑量時應(yīng)注意兩個方面的問題 ， 一個是藥物的效價 ，一個是原藥與成鹽制劑的差別 。 抗生素的效價換算必須清楚 ?？股貏┝靠偸前雌溆行Р糠侄鴺耸镜膯挝换蛑亓坑嬃康?。 如獸藥典規(guī)定注射用硫酸鏈霉素 10mg， 此處 10mg絕非稱重硫酸鏈霉素 10mg， 而是指相當于 10mg鏈霉素生物活性部分的硫酸鏈霉素 。 即 1mg鏈霉素的活性部分 （ 1000181。g） 相當于 1000國際單位 。實際取量時 ， 應(yīng)根據(jù)制劑所標示的效價 ， 將藥品稀釋定容 ， 換算成體積量取 。 抗生素有時以類似重量單位表示其效價 。 即部分抗生素是以特定的純抗生素鹽類的重量作為效價單位 ， 如純金霉素鹽酸鹽 ， 四環(huán)素鹽酸鹽 （ 包括無活性的鹽酸根在內(nèi) ） 1181。g=1IU。 重量折算單位：即以特定的純抗生素的某一重量為 1個國際單位 （ IU） ，此時 1181。g（ 抗生素或者其鹽 ） ≠ 1IU。 例青霉素單位是以第一次國際標準品青霉素 G鈉稱重 1IU（ 第二次以 1IU） 。 又如純多粘菌素B堿 1181。g = 10IU， 1g = 1000萬 IU。 特定單位：即以特定的抗生素樣品的某一重量作為一定單位 。如特定的一批桿菌肽稱重 1mg=55IU。 制霉菌素等的單位也屬于特定單位 ， 以 1963年制定的第一個國際標準品 （ 本身并非純品 ）作為基準 ， 每稱重 1mg定為 3000IU。 目前抗生素制品的劑量表示方式有如下幾種： ① 制劑標簽上的標示量直接以國際單位表示 ， 并加注重量單位 ， 如土霉素 25萬 IU， 相當于純堿 250mg。 ② 個別品種由于用藥習慣 ， 目前仍用 IU表示 ， 如芐青霉素 。 ③ 少數(shù)抗生素由于重量單位不確仍用 IU表示 。 如制霉菌素 。 ④ 直接采用重量單位表示 。 如苯唑青霉素鈉片 。 抗生素的稱量換算：如要稱取硫酸新霉素 100萬 IU， 已知該批產(chǎn)品的效價為 653IU/mg。 問應(yīng)稱取原料多少毫克 ？ 稱重 = 抗生素總單位數(shù) /效價 = 1000000IU/653IU/mg = 在劑量的確定時 ， 還應(yīng)注明是藥物的堿基或酸基成分還是成鹽成分 。 如磺胺嘧啶 ， 包括磺胺嘧啶原粉 （ 酸基部分 ） 和磺胺嘧啶鈉 （ 成鹽成分 ） 。 諾氟沙星有諾氟沙星原粉 （ 堿基部分 ） 和乳酸諾氟沙星 （ 成鹽成分 ） 。 在試驗結(jié)果的報告中一定要注明 。 給藥： 獸醫(yī)藥物動力學試驗研究中 ， 其給藥途徑通常包括靜脈給藥 ， 內(nèi)服給藥 、 肌內(nèi)注射 ， 皮下注射 ， 腹腔注射 ， 栓劑直腸給藥以及皮膚給藥 （ 透皮劑 ） 等 。 靜脈給藥通常包括快速靜脈注射和靜脈輸液?？焖凫o脈注射可用英文 Bolus Injection表示， “ Bolus”實意為 “ 大丸藥 ”。即表示要將一定體積的藥液注射到血管內(nèi)，在血液中可形成一個假想的 “ 液丸 ” 。容易理解，要將液體藥物注射到血液中形成 “ 液丸 ” ，其注射速度越快越好。 通常要求快速靜注的藥液體積要小 。 最好在 30秒鐘內(nèi)注射完畢 。 從生理學角度分析 ， 血液在體內(nèi)循環(huán)一周所需要的時間約為 1分鐘 。 所以要求快速靜注動力學實驗時 ， 給藥注射時間至多在 1分鐘之內(nèi)注射完畢 。 否則 ， 要重新選用動物再試 。 從血藥濃度 — 時間曲線圖可知 ， 如果是快速靜注 ， 則建立藥動學模型時 ， 解其動力學微分方程的初始條件總是假定 t = 0時 C = Co， 因此 ， 注射給藥的延遲對藥物動力學參數(shù)初始血藥濃度的確定有很大影響 。 如果是作靜脈輸液 ， 用藥則需選用較大的體積 。 并作恒速靜脈輸注 ， 中間的輸液速度不能改變 ， 以便于模型的建立與確定 。 作肌內(nèi)注射和口服給藥時 ， 配制的藥液濃度盡可能與常規(guī)用藥條件一致 ， 注意減少因濃度過高或濃度過低造成對吸收的影響 。 特別要注意藥液的酸堿度 ， 避免藥液對用藥局部的刺激性 。 在內(nèi)服給藥時 ， 對哺乳動物可采用臨床用藥方式進行灌服給藥 ， 或者是通過胃導管投服給藥 ， 后者給藥是將藥物直接投入瘤胃中或單胃動物的胃中 。 對于家禽內(nèi)服給藥 ， 通常是通過導管將藥物投入嗉囊中 。 對于不溶性的藥物進行內(nèi)服給藥時 ， 可將藥物加助懸劑 （ 如淀粉 、 醋酸羧甲基纖維素等 ） 制成混懸液投服 。 注意將投藥導管用水清洗 （ 小體積注射用水 ） 后 ， 將清洗液投入到體內(nèi) ， 以保證用藥劑量的準確性 。 做反芻動物瘤胃控釋劑藥動學試驗時 ， 為了使藥劑不會因反芻過程回到口腔或進入第二胃 、 第三胃 ， 要求控釋劑的裝置要有一定的比重 ， 實踐證明 ， 如果控釋劑的比重為 ， 則是安全的 。 盡可能不使用麻醉藥品或其他藥物用于動物的保定 ， 以免干擾試藥的體內(nèi)過程 。 （ 四 ） 樣品采集 藥物動力學收集體液的樣品通常為全血樣品 、 血清樣品 、 或血漿樣品 。 有時也同時收集尿液作為樣品 ， 臨床藥物動力學也可以唾液作為樣品 。 采血時間：采血時間與間隔因藥物的品種、動物的品種、用藥途徑不同而不同。一般說來靜脈給藥無吸收過程，在開始時，采血間隔時間要短，采血次數(shù)較多，這樣才能將藥物在體內(nèi)的變化過程基本反映出來。 靜注給藥后一般是在 5分鐘 、 10分鐘 、 15分鐘 、 30分鐘 、 1小時 、 2小時 、3小時 、 4小時 、 6小時 、 8小時 、 12小時 、 16小時 、 24小時 、 32小時 …… 時刻點各采血一次 ， 一直采到低于有效血藥濃度以下 ， 再繼續(xù)采集 12個血樣 。 如磺胺類藥物采到 10μ g/ml即可 。 在進行血管外途徑給藥時（如內(nèi)服，肌注，皮下注射，直 腸給藥，皮膚給藥等），其血樣采集時間要根據(jù)藥物吸收的快慢和代謝特點來安排。為了模型的擬合方便，在峰值血藥濃度前至少采血三次，為了反映藥物吸收達到的最大血藥濃度，盡可能在峰時左右多采集 12點的血樣。并在 2倍峰值左右安排一次采血。 通常的采血時間是在給藥后 5分鐘， 15分鐘， 30分鐘， 45分鐘， 1小時， 2小時， 3小時， 4小時， 5小時， 6小時， 8小時， 12小時， 16小時，24小時 …… 等時刻點。如果吸收很快，在給藥 ，可考慮在 10分鐘增加一次采血，并在 20分鐘時增加一次采血。同樣，采血時間應(yīng)一直延續(xù)到有效血藥濃度以下，然后再繼續(xù)采 12個血樣。 在進行生物利用度測定或藥物的生物等效性測定時 ， 如果是以血液為監(jiān)測指標 ， 則要求在最大血藥濃度出現(xiàn)后 ， 繼續(xù)采集 34個半衰期時間的樣品；如果是以尿液為監(jiān)測指標 ， 則要求在最大尿藥濃度出現(xiàn)后繼續(xù)采集 78個半衰期時間內(nèi)的樣品 。 通常在設(shè)計采樣時間時 ， 應(yīng)在正式試驗前作預(yù)備試驗 ， 根據(jù)預(yù)試的結(jié)果確定正式試驗采樣方案 。 采樣時間應(yīng)準確，時間誤差不得大于 177。 30秒。 在很少情況下 ， 未能在預(yù)定采樣間隔點采得樣品 ， 可利用線性插入法在相應(yīng)時間點按下式