药代动力学专题知识讲座.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,药代动力学,（Pharmacokinetics）：,应用动力学原理与数学处理方法，研究药品在体内吸收、分布、代谢、排泄等过程速度规律。,l,研究药品在体内动态规律（时间过程）。,l,研究体内对药品作用（药代与药效学区分）,药代动力学专题知识讲座,第1页,范围：,A,DME过程中存在量时改变规律描述,l,吸收（,A,bsorption）、,l,分布(,D,istribution)、,l,代谢或生物转化(,M,etabolism or biotransformation)、,l,排泄(,E,xcretion)、,l,蛋白结合率(protein binding rates)。,药代动力学专题知识讲座,第2页,处置,（disposition）包含分布、排泄、代谢,消除,（elimination）包含代谢消除、排泄消除。,概念：,药品动力学和药代动力学,药代动力学专题知识讲座,第3页,群体药代动力学(population pharmacokinetics,PPK),利用稀疏数据研究群体特征、变异和各种原因对药代动力学影响药代动力学方法。主要用于个体化给药方案设计,临床药代动力学(clinical pharmacokinetics),在人体中进行药代动力学研究。,相关学科：,药理学临床药理学临床药代动力学。,药代动力学专题知识讲座,第4页,药代动力学研究意义：,l,指导前期药品开发研究 ADME（T）,l,指导选择适当给药路径 p.o.i.v.i.m,l,对药效学研究指导 PK/PD,l,指导药品注册 Registration,l,确定药品给药方案 dose&interval,l,研究药品剂型影响 dosage forms,l,指导临床合理用药 rational use of drugs,l,研究种属差异 Race,l,研究不一样人群差异 population,l,研究不一样影响原因影响,physiological&pathogenic factors,l,研究药品之间相互作用 drug interaction,药代动力学专题知识讲座,第5页,生物等效性：,bioequivalanece,：一个药品不一样剂型(或不一样产地)在相同试验条件下，给以相同剂量，其吸收,速度,和,程度,没有显著差异。,生物利用度,（bioavailability）,：剂型中药品被吸收进入血液,速度,和,程度,。分,相对,生物利用度和,绝对,生物利用度。对口服药品它描述药品由胃肠道吸收经过肝脏而抵达体循环血液中药量占口服剂量百分数。,生物利用度是反应药品内在质量主要指标。,生物等效性是确保含有同一药品不一样制剂质量一致性主要依据。,药代动力学专题知识讲座,第6页,生物等效性研究目标,：评价同一药品质量一致性，用于注册目标和临床应用。,医生在使用2种或以上品牌或不一样口服制剂药品时，假如药品之间存在生物等效性，两种药品能够相互代替，而不造成药效和不良反应改变。如通用药品代替专利药品，国产药品代替进口药品,评价药品是否含有临床意义上等效方法,化学等效：含量、溶出度测定等。,生物等效：用药代动力学研究证实。,疗效等效：药效学研究、临床试验证实,药代动力学专题知识讲座,第7页,药代动力学吸收,吸收部位,l,胃肠道,l,口腔,l,皮肤,l,肺,l,粘膜,l,注射部位,药代动力学专题知识讲座,第8页,首过效应,：胃、小肠、大肠吸收药品经过门静脉进入肝脏，在肝脏代谢酶作用下，一些药品在进入大循环时受到较大损失,吸收原理,：跨膜转运。被动扩散、主动转运（载体转运）、胞饮作用、,P-糖蛋白(Coca-2细胞),药代动力学专题知识讲座,第9页,组织分布,影响组织分布原因,组织血流量、细胞膜通透性、蛋白结合率、药品与组织亲合性等,血脑屏障,母体胎盘屏障,肝肠循环,药代动力学专题知识讲座,第10页,代谢,药品在体内经历化学结构改变,分:,1 相反应（功效基团导入）,2 相反应（结合反应）,药代动力学专题知识讲座,第11页,代谢器官,：肝脏、胃肠道代谢反应酶：特异性酶和非特异性酶,P450酶,：肝微粒体中一个色素，在还原状态下与CO结合在450nm处有显著吸收。分许多亚型,酶,诱导,与,抑制,药品相互作用,（同一P450酶代谢药品）,药代动力学专题知识讲座,第12页,影响药品代谢原因,年纪,基础病,性别,种族,个体,联适用药,食物,药代动力学专题知识讲座,第13页,排泄：,排泄器官,：肾脏、肠道、皮肤、呼吸、乳汁,胆汁排泄,肾脏排泄：,肾小球滤过,肾小管分泌：主动转运,药代动力学专题知识讲座,第14页,药代动力学,模型,用数学方法,模拟,药品在体内吸收、分布和消除（排泄和代谢）速度过程。,确定适当反应药品在体内动态规律数学模型后，能够确定药品一些参数，利用这些参数指导新药研发、临床合理用药等。,当前有：,房室模型,、,非房室模型,、,生理药代动力学模型,药代动力学专题知识讲座,第15页,房室模型,房室：开放、浓度均一性、房室之间转运、与解剖生理关系,单室模型（中央室）,多室模型（中央室和最少一个周围室）,药品在中央室与周围室之间分布，药品从中央室消除,药代动力学专题知识讲座,第16页,药品在体内消除,一级速率消除,=dc/dt=-kc,零级速率消除,=dc/dt=-k,受酶促限制速率过程（非线性速度过程）：与米氏方程类似，低浓度时展现为一级速率方程，高浓度时展现零级速率过程,药代动力学专题知识讲座,第17页,单室模型,静脉推注,静脉滴注,血管外给药,药代动力学专题知识讲座,第18页,药代动力学专题知识讲座,第19页,二室模型,静脉推注,静脉滴注,血管外给药,药代动力学专题知识讲座,第20页,药代动力学专题知识讲座,第21页,多室模型,静脉推注,静脉滴注,血管外给药,药代动力学专题知识讲座,第22页,单剂量给药和多剂量给药,药代动力学专题知识讲座,第23页,模型确实定：,判断标准：,图解判断,残差平方判断,用r,2,进行判断,AIC判断法,F检验,药代动力学专题知识讲座,第24页,药代动力学计算,原理：吸收、分布、消除是三个同时进行过程，,吸收早期：吸收+,分布,+消除,分布期：,分布,+消除,消除期：消除,药代动力学专题知识讲座,第25页,计算方法,：,消除相非线形回归，求出消除相参数,分布期中扣除消除影响，得分布相参数,吸收相中扣除分布、消除过程得影响得吸收相参数,WinNolin,Nonmen,NDST-21,3P97,3P87程序,药代动力学专题知识讲座,第26页,药代动力学参数及其意义,1.,生物半衰期(biological half life),t,1/2,hr,t,1/2,=0.693/k 吸收半衰期 t,1/2(,),消除半衰期 t,1/2(,),半衰期数,体内残留药量（）,被消除药量,1,50,50,2,25,75,3,12.5,87.5,4,6.25,93.75,5,3.13,96.87,6,1.56,98.44,7,0.78,99.22,8,0.39,99.61,9,0.20,99.80,10,0.10,99.90,药代动力学专题知识讲座,第27页,.,Cmax,mg/L,tmax,hr or min,表观分布容积,(apperent volume of distribution)Vd L 人体体液约为40L，细胞外液约为1020L，血浆约为5L。Vd=D/C,Kel,1/hr t,1/2,=0.693/Kel,单室模型 Kel=K,二室模型 Kel=,药代动力学专题知识讲座,第28页,去除率(clearance),Cl L/hr 单位时间内药品被从中消除体液体积。有Clr,Clh之分,曲线下面积 AUC(Area under curve),mg/L.hr,生物利用度 F,(Bioavailability)无单位,绝对生物利用度,相对生物利用度,F=(AUCtest/AUCreference)*100%,AUC,0,=AUC,0,t,+C,t,/K,波动系数,：长期有效、控释制剂需进行多剂量给药达稳态后研究血药浓度波动性,FI=2(Cmax-Cmin)/(Cmax+Cmin),药代动力学专题知识讲座,第29页,PK参数意义,T,1/2,：反应药品在体内消除快慢，惯用来决定给药间隔,Cmax：反应药品在体内到达峰值时浓度，决定药品是否产生药效或带来不良反应。,Tmax：反应药品到达最高浓度时时间，决定药品产生 药效或不良反应快慢,Vd：反应药品在体内分布大小,Ke（,）：消除速率常数，反应药品在体内消除快慢。,CL：去除率，反应药品从体内消除快慢。,AUC：反应药品吸收大小,F：试验药AUC相对于对照药 AUC大小，反应药品吸收相对比（生物等效性）,药代动力学专题知识讲座,第30页,生物等效性（生物利用度）和药代动力学,区分,1研究目标不一样,2对照药设置,3给药路径。生物等效性仅适应于口服给 药药品,4剂量不一样,5 汇报结果不一样,药代动力学专题知识讲座,第31页,生物等效性研究与药代动力学研究,共同点,选择受试者、采集标本、建立方法、标本测定、药代动力学计算。,药代动力学专题知识讲座,第32页,生物样品及其测定,生物样品(标本)种类,血液：,血清(不加抗凝剂)。1ml,全血可出大约0.5ml血清；血浆(加抗凝剂如肝素、草酸钠等)，1ml全血可出大约0.6ml血清。血浆能够马上离心，血清需要室温放置（药品稳定性？）,尿液：,按照时间间隔取样。普通按照人体生理特点以2个小时或以上时间段取样，留样前样品需要均匀化处理，计体积后留样,唾液：,口腔内刺激后搜集,粪便：,均匀化，称重后留样,胆汁或腹水：,仅适合手术病人,其它：,如呼气、汗水、前列腺液、痰液、脓水，乳汁、毛发、指甲等,药代动力学专题知识讲座,第33页,生物标本特点,药品浓度低：,ug/ml(GC,HPLC,EC),ng/ml(LC-MS),pg/ml(放免)。,干扰产物多：,蛋白结合药品，游离药品，代谢产物（活性），内源性物质，联适用药。,随时间改变：,受量限制：,药代动力学专题知识讲座,第34页,生物样品及其测定,标本代表性,血液：,能够反应药品即刻改变与药品疗效、不良反应紧密相关。,尿液：,反应药品经过肾脏排泄量,粪便：,反应药品经过肠道排泄量,其它：,组织分布浓度和量,药代动力学专题知识讲座,第35页,生物样品及其测定,标本,保留,(经过保留目标处理后),低温保留,20C保留,40C保留,70C保留,保留时添加剂：酶抑制剂、抗氧剂等,药代动力学专题知识讲座,第36页,药品浓度测定,游离部分（与药品疗效直接相关）,药品与血浆蛋白结合部分（结合型与游离型药品呈动态平衡，,注意与结合性代谢产物区分,）,当前分析方法测定是药品,总体浓度,，为游离和结合部分之和,蛋白结合率,药代动力学专题知识讲座,第37页,生物样品及其测定,标本处理方法：依据所选择测定方法进行。,去微粒后直接进样或稀释进样：,离心处理，5000 r/min,离心去不溶微粒；10000 r/min离心结合滤膜去除部分生物大分子。,去除蛋白：,沉淀处理。惯用方法有(1)与水互溶有机溶剂沉淀如甲醇、乙腈等，用量为血浆用量1.5倍以上。灵敏度降低;(2)有机酸如三氯乙酸、高氯酸等沉淀。特点是用量少(0.5倍)、沉淀完全，缺点为药品在酸性环境中可能被破坏。(3)超滤或透析法。萃取处理。,结合物水解,：酸水解、酶水解,药代动力学专题知识讲座,第38页,生物样品及其测定,萃取处理：,样品浓缩，灵敏度提升，回收率低、数据精密度有时不如沉淀法,液液萃取：,萃取溶剂正己烷、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇等。毒性，与水溶解，标本酸化或碱化(药品在分子状态易被萃取),液固萃取(固相萃取),SPE(solid phase extraction)，商品化萃取短柱和自动萃取仪,药代动力学专题知识讲座,第39页,生物样品及其测定,萃取处理：,回提处理,吹干处理,衍生化,药代动力学专题知识讲座,第40页,生物样品及其测定,药代动力学专题知识讲座,第41页,方法建立,待测标本特点：,药品浓度低，浓度为,g/ml,ng/ml,pg/ml,干扰组分多，,游离和结合药品,、内源性物质、代谢产物。,标本量少,不易取得,标本分解,药代动力学专题知识讲座,第42页,方法建立,仪器选择(分离和定量能力),色谱法：气相色谱法GC、,液相色谱法HPLC,毛细管电泳：CE(CE-UV,CE-FL,CE-MS),光谱法：少用,生测法：,免疫法：放射免疫、酶免疫等，专一性强、灵敏度高，干扰少，局限于试剂盒,药代动力学专题知识讲座,第43页,方法建立,对测定灵敏度要求,普通要求能够测定峰值浓度1/101/20。,低浓度时定量误差在,20以内,药代动力学专题知识讲座,第44页,方法考评(validation),（一）,特异性(specificity),须证实所测定物质是受试药品原形药品或特定活性代谢物。生物样品所含内源性物质或代谢物不得干扰对样品所测物质分析。依据药品结构特征，首选色谱法，如HPLC、GC、GC-MS或LC-MS等方法，并确定确保分析方法特异性最正确条件。色谱法应提供空白生物样品、标准品、空白生物样品加入标准品及用药后生物样品色谱图，以反应分析方法特异性。,6份空白样品测定,药代动力学专题知识讲座,第45页,方法考评(validation),（二）标准曲线与线性范围,(regression line and range),所测定物质浓度与响应相关性，用回归分析方法（如用加权最小二乘法）所得回归方程来评价。标准曲线高低浓度范围为线性范围，在线性范围内浓度测定结果应可到达试验要求精密度和准确度。,必须用最少5个浓度建立标准曲线，应使用与待测样品相同生物介质，线性范围要能覆盖全部待测浓度，不得用线性范围外推方法求算未知样品浓度。标准曲线不包含零点。,R0.99，6-7,点 线性高低浓度比为50500,药代动力学专题知识讲座,第46页,方法考评(validation),（三）精密度与准确度(precision and accuracy),要求选择三个浓度质控样品同时进行方法精密度和准确度考查，低浓度选择在最低量限（LOQ）附近，高浓度在标准曲线上限附近，中间选一个浓度，每一浓度最少测定5个样品。,精密度用质控样品日内和日间相对标准差（RSD）表示，普通RSD应小于15在LOQ附近RSD应小于20。,准确度是指用特定方法测得生物样品浓度与真实浓度靠近程度，可用相对回收率表示，普通应85115范围内，在LOQ附近应在80120范围内。,(绝对回收率50%),药代动力学专题知识讲座,第47页,方法考评(validation),（四）最低定量限,(low quantification limit),最低定量限是标准曲线上最低浓度点，又称灵敏度，表示测定样品中符合准确度和精密度要求最低药品浓度。LOQ应能满足测定35个半衰期时样品中药品浓度，或Cmax110120时药品浓度。,（五）样品稳定性,(stability),对含药生物样品在室温、冰冻和冻融条件下以及不一样存放时间进行稳定性考查，以确定生物样品存放条件和时间。,（六）提取回收率,(recovery),考查高、中、低三个浓度提取回收率，其程度普通应高于50。,药代动力学专题知识讲座,第48页,方法考评(validation),（七）质控样品,(quality control samples),质控样品系将已知量待测药品加入到生物介质中配制样品，用于质量控制。普通配制高、中、低三个浓度质控样品。,（八）质量控制,(quality control),应在生物样品分析方法确证完成之后开始测试未知样品。每个未知样品普通测定一次，必要时可进行复测。每批生物样品测定时应建立新标准曲线，并随行测定高、中、低三个浓度质控样品。质控样品测定结果偏差普通应小于20。,药代动力学专题知识讲座,第49页,加权回归(weighted regression),药代动力学专题知识讲座,第50页,测定仪器介绍,气相色谱法,适应范围：能够气化药品或经过处理(如衍生化)后能够气化药品,特点：分辨率高，检测灵敏度高，仪器稳定，成本较低。,检测器：氢火焰(FID)；,氮磷检测器(NPD)，适合含N,P化合物药品；电子扑获检测器(ECD)，适合强电负性药品如卤素、酰胺、氰基等；质谱(MS)检测器。,药代动力学专题知识讲座,第51页,测定仪器介绍,高效液相色谱法,本身含有紫外、荧光、电化学吸收药品，能够用于热不稳定药品,特点：分辨率、灵敏度较高，多数情况下样品不需衍生化处理。,检测器：紫外，荧光，电化学，质谱检测器,药代动力学专题知识讲座,第52页,仪器结构,高效液相色谱,进样口,检测器,色谱图,色谱柱,溶剂,泵,混合器,(HPLC),药代动力学专题知识讲座,第53页,药代动力学专题知识讲座,第54页,LC-MS,LC-MS/MS知识介绍,药代动力学研究主要工具,LC:liquid chromatography,MS:mass spectrometry,MS:单级质谱,MS/MS:串联质谱,Interface 接口,ESI:electrospray ionization,APCI:atmospheric pressure chemical ionization,药代动力学专题知识讲座,第55页,LC-MS 接口装置,药代动力学专题知识讲座,第56页,LC-MS结构,药代动力学专题知识讲座,第57页,串联质谱(LC-MS/MS)特点,第一级质谱测定准分子离子；第二级质谱测定某一碎片离子，特异性非常高。,方法开发简单,灵敏度高:LC-MS/MS 0.11.0ng/ml;HPLC 10100ng/ml,分析时间短，测定一个样品3min HPLC 10min,多个药品同时测定,药代动力学专题知识讲座,第58页,ABS（Applied BioSystem，应用生物系统企业）企业：,型号：API 3000,串联质谱北京用户：,API3000 清华大学、北京大学、军科院、协和医院、北大医院、药理所（已经定购）,API4000 阜外医院、防疫站,药代动力学专题知识讲座,第59页,API 3000接口装置,药代动力学专题知识讲座,第60页,Q0,Q00,Skimmer,Tube lens,Dual heater Block,Removable Ion Tube,10,-3,10,-2,1.2 torr,药代动力学专题知识讲座,第61页,Eluent,Ions,Sweep Gas,药代动力学专题知识讲座,第62页,药代动力学专题知识讲座,第63页,格列本脲,和内标格列齐特,M+H+,产物离子全扫描质谱图,(A)格列本脲;(B)格列齐特,药代动力学专题知识讲座,第64页,B,药代动力学专题知识讲座,第65页,