毒理学研究很重要的一个目的是考察给药后机体发生了哪些变化,这些变化有什么意义。毒理学表现非常多样,常见的包括死亡、局部组织不耐受、免疫毒性、生殖毒性、发育毒性、神经毒性、靶器官作用、非预期药理作用、致癌作用等。引发毒性表现的机制也很多,主要机制包括细胞毒性、细胞功能失调、细胞修复能力破坏、基因毒性、膜效应、受体效应、细胞器效应、生化/代谢效应和基因组效应。
在毒理学研究中,主要通过设置一组毒理学终点指标实现毒理学表现的判断,常见指标包括死亡率/濒死、临床观察、体重、摄食/饮水量、功能组合(FOB)、临检(血液学、血生化、尿液分析)、眼科检查、心电图、大体解剖、器官重量、组织病理学检查等。本文就常见的毒理学研究终点指标做下介绍。
临床观察
临床观察的频率在所有采集的毒理学指标中应该是最高的,通常每天一次。如果是死亡率或濒死,甚至每天两次,主要考虑到如果死亡动物不能及时发现,会出现组织自溶,无法进行病理学检查。如果是详细临床观察,则通常在首次给药后1周内及之后每月1次进行考察。临床观察需要将观察到的症状,结合其它毒理学指标进行综合分析,确定潜在的毒性靶器官,举例如下。
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体重/体重增长
该指标也是非特异性的,很难通过该指标的变化判断毒性来源。体重称量频率可以随研究周期的延长而降低,比如前两周可以每周2次,2-6周可以每周一次,6周-3个月可以每2周1次,再长周期可以每月1次。刚开始给药阶段的动物刚成年或比较年轻,生长快,对系统毒性更加敏感。
摄食和饮水量
摄食量也是非特异性毒性指标,与体重数据往往可以对应。如果药物是掺在食物中给药,就更要注意饮食对剂量的准确支持。摄食量通常首周连续检测,也有每周2次,之后一月一次。饮水量会偶尔检测,应用较少。尤其对于啮齿类动物,食欲降低是动物出现毒性表现的早期指标。
临床病理(血生化、血液学和尿液分析)
血生化、血液学和尿液分析指标比较常规,不再罗列。临床病理指标的收集时间点根据研究周期不同而不同,短期试验可以在研究启动前和结束前采集,长期试验比如3个月,可以每个月收集1次。这种采集方式,有可能会错过某些一过性变化的指标,所以还需要根据产品特点灵活设计。
血生化指标变化与潜在靶器官的相关性如下表所示:
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血生化与肝毒性的相关性如下表所示:
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影响血液学指标的可能原因如下表所示:
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眼科检查
尤其非啮齿类动物试验,所有动物均需要开展眼科检查,通常在首次给药前和末次药后进行,且需要由经验丰富的兽医眼科医生操作。
心血管功能
心血管安全性评价是毒理研究的核心,通常伴随在非啮齿类动物重复给药毒性试验中考察,主要检测指标包括血压、心率和ECG,至少在试验中期、末期进行考察。
神经毒性
神经毒性可以伴随考察,也可以单独开展。FDA神经毒性评估标准如下表所示:
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免疫毒性
为了考察供试品对免疫系统的影响,ICH和FDA出台了一些指南,列出了一些指标,以评估潜在的免疫毒性。很多指标其实在重复给药毒性研究中是常规考察的。涉及免疫毒性的指标如下表所示:
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大体解剖和器官重量
通常在in-life阶段结束后,会对动物进行麻醉处死,并进行大体观察。大体观察异常的组织会进行组织病理学检查。器官重量与体重的比值作为脏器系数,是预测靶器官毒性的关键指标之一。
组织病理学检查
病理通常认为是重复给药毒理研究中最重要的数据。进行组织病理学检查的组织有一套标准清单,比较常规,不再罗列。当然,根据具体产品作用机制或特点,可能会额外收集更多组织。另外,除了常规HE染色病理检查,也可能会增加特殊染色检查、免疫细胞化学等其它检查。
其他指标
比如体温,多在非啮齿类动物中考察,有些机构会在非啮齿类和啮齿类双种属考察。比如粪便潜血,有些结构作为常规毒理指标,有些则未设置。比如更细分的免疫学指标(淋巴细胞亚型、不同类型免疫球蛋白、细胞因子等),是否需要设置,则视供试品作用机制而定。
引自:《Drug Safety Evaluation》一书中“MECHANISMS AND END POINTS OF DRUG TOXICITY”章节
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