最新1纳米药物的有效性与安全性评价汇总.docx
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最新1纳米药物的有效性与安全性评价汇总
1纳米药物的有效性与安全性评价
第14章纳米药物的有效性与安全性评价
14.1概述
大量的研究已证明，纳米粒具有特殊的生物学特性。
纳米载药系统能使许多药物的药效学和安全性特征发生较大或根本性变化，从而使其临床使用价值大大提高[1]。
近年来，纳米技术正广泛用于改善药物的释药性能和药动学特征、提高治疗药物的靶向性、降低药物的毒性或用作基因治疗的载体等。
纳米制剂已成为解决药物制剂难题的一项重要手段。
在纳米药物的研究开发中，纳米制剂的有效性和安全性是倍受关注的问题。
近年来，对纳米药物的有效性和安全性研究已取得了一些进展。
在有效性研究方面，集中于提高难吸收药物的生物利用度、抗肿瘤药物的组织靶向性、提高药物的脑靶向性分布、作为基因治疗载体的表达效率等研究。
安全性评价方面主要研究纳米药物降低药物的全身性毒性、纳米载药系统的细胞毒性评价、纳米脑靶向药物对血脑屏障的影响等。
但至今纳米药物在有效性和安全性评价方面的技术性规范尚未建立。
对纳米药物的有效性和安全性评价，应遵循新药药理毒理学研究的一般原则，同时应结合纳米粒的生物学特性，有针对性增加相关性研究，如纳米药物在用药局部的致炎性、纳米药物对机体免疫系统的影响、纳米材料的生物相容性与细胞毒性、吸入性纳米药物在肺部的沉积、纳米粒对血液循环系统的影响、纳米粒对各种屏障系统的损伤等。
纳米药物的脑组织分布及对神经系统的损害、纳米药物的致突变性、纳米药物对靶向组织的致癌性也应认真考虑。
14.2纳米药物的药物动力学评价
14.2.1药物动力学评价方法
药物动力学（Pharmacokinetics）是研究机体对药物处置规律的科学。
血药浓度经时变化规律的研究是药物动力学的基本内容，由此可得到药物在机体内的动力学参数。
系统的药物动力学包括机体对受试物的吸收、分布、代谢及排泄等过程的研究。
随着药物动力学学科的发展，形成了一些新的分支，包括疾病状态下的药物动力学、群体药物动力学及药物代谢物的动力学等。
内源性药物代谢动力学、生物技术产品药物动力学、中药药动学等也已引起重视。
药物动力学研究常用方法是整体动物实验，离体实验方法如透皮吸收、细胞培养方法如结肠腺癌细胞株（Caco-2）单层小肠吸收模型等常用于评价药物的经皮或经肠道吸收情况。
药物动力学研究在新药研制及评价中具有十分重要的意义，是新药和新制剂研制的基本内容。
目的在于认识药物进入体内后的转运、药物从体内排出的形式与速度、不同剂量下变化的异同等规律。
系统的药物动力学研究可以提供药物多方面的信息，为药物的有效性与安全性评价提供依据。
其实用价值包括：
①利用药物消除半衰期指导临床用药方案的制定；②通过生物利用度研究进行药物等效性评价；③通过药物的组织分布研究分析药物作用的靶向性；④通过药物代谢研究发现新的活性化合物；⑤通过比较药物动力学研究使不同用药人群用药群体化；⑥通过疾病状态药物动力学调整用药方案；⑦通过多剂量药物动力学研究评价药物的蓄积作用；⑧通过药物动力学研究指导新药的定向修饰；⑨通过排泄实验分析药物的消除情况。
药物动力学包括非临床药物动力学和临床药物动力学。
非临床药物动力学研究内容较广泛，并可为临床药物动力学研究提供大量信息。
以下主要介绍非临床药物动力学的研究方法。
1药物动力学研究总体要求
①药物：
试验样品应符合质量标准要求，并与药效学和安全性评价所用样品一致。
应全面了解药物的物理和化学性质，并按其理化特性的要求保存试验样品。
②动物：
通常应选择啮齿类（大鼠）和非啮齿类动物（犬）进行实验，雌雄动物各半。
不宜选用草食动物进行吸收实验。
应考察不同年龄和不同生理状态动物的差别。
③剂量：
应进行不同剂量的药动学研究，以考察吸收和消除过程是否为一级动力学过程。
一般设3个剂量组，高剂量接近最大耐受量，低剂量接近最低有效剂量。
④给药途径：
一般应与临床拟用途径一致，水溶性药物还应进行静脉给药途径研究。
2生物样品药物分析方法的建立与确证
生物样品的药物分析方法的建立是药物动力学研究的基础。
近年来，药物分析方法发展迅速，除常用的微生物法、色谱法、放射性标记法外，色谱-质谱联用、免疫学方法也已较广泛应用。
在建立方法后应按要求进行特异性、准确度、精确度、灵敏度、稳定性等研究。
分析方法应建立测定的标准曲线，并确定最低定量限（LOQ）和线性范围。
标准曲线应覆盖样品可能的浓度范围，系列浓度包括5～8个不同浓度的样品，并另设不含药物的空白样品。
特异性是样品中存在干扰成分（主要是生物样品中内源性物质）情况下，分析方法是否能准确、专一测定药物及其代谢物。
一般用样品的制样方法进行提取，测定其色谱和光谱行为，并与分析物溶剂进行比较，以确实有无干扰。
准确度指测得的生物样品浓度与真实浓度的接近程度，一般用药物回收率表示。
应在标准曲线的范围内选择低、中、高3个浓度，每个浓度至少测定5次。
应注意考察最低定量限附近的回收率。
通常认为回收率应达至70%以上。
精确度是指同一样品多次测定的结果符合程度，用相对标准偏差（RSD）表示。
可细分为日内精确度和日间精确度。
日内应选择3个浓度，重复测定5次。
日间应在不同时间测定5次以上。
稳定性是考察样品在采取、制样、贮备、测定过程中的稳定情况，以确定适宜的相关条件和注意事项。
生物样品通常在-20℃保存，不宜反复冻融，测定时适当避光，测定时放置时间不超过24h。
3药物动力学研究项目
血药浓度-时间曲线：
常称为药-时曲线，是计算血药动力学参数的基础。
实验动物一般雌雄各半，每个采样点不少于5个数据，尽可能得到每个动物的完整药时曲线。
采样点分布一般包括吸收相2～3个点，平衡相至少3个点，消除相4～6个点。
采样持续时间为3～5个消除半衰期或血药浓度降至峰浓度的1/10～1/20。
所得药动学参数血管内给药包括消除半衰期（t1/2）、表观分布容积（Vd）、药时曲线下面积（AUC）、清除率（CL）、平均滞留时间（MRT）等，血管外还应包括达峰时间（Tmax）和峰浓度（Cmax）。
吸收：
血管外给药的药物应研究药物的吸收部位和吸程度，并应考察食物对吸收的影响。
口服给药的吸收部位主要在小肠，少数药物亦可能在胃部吸收，局部给药在用药部位吸收。
生物利用度是指药物进入体内的程度和速度，根据参比药物用药途径不同分为绝对生物利用度和相对生物利用度。
同一药物血管外给药与血管内给药的比较称为绝对生物利用度；血管外给药间的比较则称为相对生物利用度。
分布：
应有针对性地对药物的效应部位及毒性靶组织进行药物浓度检测。
测定多个采样点的分布情况，通常在血药峰浓度时设1个采样点，在消除相再设1～2个采样点。
通过测定脑脊液和乳汁中药物浓度，以考察药物通过血脑屏障、血乳屏障情况。
应特别注意监测药物浓度高、蓄积时间长的器官和组织中药物浓度变化情况。
代谢：
创新药物应进行代谢类型、代谢途径和代谢物确证的研究。
还应进行药物对药物代谢酶影响的研究，观察对细胞色素P450同工酶的诱导或抑制作用，以便分析药物代谢的相互作用。
可根据药物结构，分析可能出现的代谢物。
也可通过体内代谢物检测，推断药物的代谢途径。
排泄：
通过对尿液和粪便中药物和代谢物的回收测定，分析药物从体内排泄的主要途径。
当药物代谢物情况不明确时，可通过同位素标记的方法，测定药物和代谢物总体排泄情况。
用尿液、粪便中药物回收的总量计算出尿液和粪便中药物排泄率。
当胆汁药物浓度较高时，应分析是否存在药物肝肠循环过程。
药物的血浆蛋白结合率：
常采用平衡透析法测定，也可采用凝胶过滤、超过滤、分配平衡等方法测定。
药物血浆蛋白结合率大小影响药物的分布和消除。
当血浆中存在不同药物与同一蛋白竞争结合时，可能出现药物体内的相互作用。
4药物动力学数据处理与分析
血药浓度-时间曲线通过药物动力学计算得到相关动力学参数。
国内常用软件为中国药理学会数学药理专业委员会编写的3P87（3P97）实用药动学计算程序及大型药理学计算软件DAS（DrugandStatistics）。
国外软件有美国WinNonlin软件和NONMEN软件。
药动学数据处理时应判断属线性还是非线性动力学模型。
采用房室模型分析时，应判断房室模型情况。
具体使用方法参考软件使用介绍。
14.2.2纳米药物的药物动力学特征
药物通过纳米化，其理化性质如溶出度、饱和溶解度、晶型、溶出速度、亲水亲脂性等界面化学性质发生了改变，进而影响其生物药剂学及药物动力学行为，如生物粘附性、在胃肠道的化学稳定性、口服生物利用度、缓控释特性和靶向特性等，最终达到增强药物疗效、降低药物不良反应、提高药物治疗指数、增强制剂顺应性等目的。
1纳米药物的吸收
吸收是药物从用药部位进入体内的过程。
药物非血管内给药方式都有吸收过程。
药物的吸收大多通过被动过程，仅少数药物为主动吸收。
药物因理化性质不同和用药部位不同，生物利用度存在较大的差异。
同一药物因剂型或粒径的不同，生物利用度也可发生很大变化。
一些难溶性药物、不稳定药物或大分子药物进行纳米化技术处理，能明显提高药物的生物利用度，从而提高药物治疗效果。
药物的水溶性差影响药物的稳定性和生物利用度。
将水溶性差的药物纳米化，制备的纳米悬浮液，生物利用度优于胶束溶液，所用表面活性剂的量大大减小，而且使药物缓释，易于靶向作用于肺脏、肝脏和脾脏[2]。
神经激肽受体拮抗剂阿瑞吡坦（aprepitant）在小肠碱性环境中水溶性低，难以吸收。
阿瑞吡坦纳米化制剂，可增加药物的表面积，从而增加药物的溶解性，与胶束剂相比，纳米制剂不仅能提高生物利用度，还可消除食物对吸收的影响[3]。
用纳米粒载带水溶性差的药物亦可改善吸收。
环孢素A化学结构为环状11肽，不同助溶剂对环孢素A羟丙甲纤维素酞酸酯纳米粒在体内相对生物利用度的影响不同[4]。
制备酸敏感纳米粒也可提高生物利用度。
用溶剂分散法制备环孢素A酸敏感纳米粒CyA-HPMCP，与环孢素A微乳进行相对生物利用度比较，相对生物利用度提高19.6%[5]。
用聚甲基丙烯酸树脂—甲基丙烯酸复合体制备环孢素A酸敏感纳米粒，与环孢素A微乳的相对生物利用度比较能提高13.6%～32.5%[6]。
纳米粒经修饰后可进一步提高其从肠道的吸收，采用Caco-2细胞作为体外模型评价口服生物降解聚合物纳米粒的摄入。
细胞对维生素E和维生素E的衍生物（TPGS）包裹的聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）纳米粒的摄入量为聚乙烯乙醇（PVA）包裹的PLGA纳米粒的1.4倍，为裸聚乙烯苯纳米粒的4～6倍[7]。
2纳米药物的组织分布
纳米药物重要的生物特性为靶向性分布，靶向的形成主要是由于生物体对纳米粒转运方式的改变。
纳米粒具有尺寸效应，可以透过血管内皮细胞进入器官或组织。
纳米粒的表面修饰可提高靶细胞对纳米粒的识别。
纳米药物靶向性根据层次可分为：
①组织与器官靶向，即药物对某一特殊器官或组织具有靶向性，如对肝脏、大脑或肿瘤组织具有靶向性；②细胞靶向，即药物对机体某类细胞或某种器官、组织中的某类细胞具有靶向性；③细胞器靶向，即对特异性细胞内某种细胞器具有靶向性。
纳米药物靶向性根据转运方式可分为3种：
①被动靶向，即自然靶向，纳米药物通过生理过程从毛细血管内渗透进入器官或组织。
被动靶向主要通过网状内皮系统的吞噬作用而实现。
肝脏、脾脏、肺和骨髓等组织富含吞噬细胞，是纳米粒的主要靶向组织。
静脉给药后，粒径小于50nm的粒子，能过过肝内皮细胞、淋巴系统到达脾脏和骨髓，或能进入肿瘤细胞。
粒径50～100nm的粒子，进入肝实质细胞。
粒径100～200nm的粒子，被吞噬细胞吞噬进入肝星形细胞。
粒径大于是1000nm的粒子，被毛细血管网摄取或肺内毛细血管机械截留而被动靶向于肺。
②主动靶向，纳米药物通过靶细胞膜特异性转载系统进入靶细胞内。
纳米粒表面经特殊修饰，可防止网状内皮细胞的吞噬，经靶向细胞表面特异性转载系统的作用而进入靶组织或器官。
③物理靶向，利用磁力、温度、pH等条件将药物输送至靶细胞内。
（1）组织与器官的靶向性
药物的脑靶向输送是一种重要的靶向药物输送方式。
一般药物不能自由地通过血脑屏障（BBB）进入脑内，需要通过脑毛细血管内皮细胞上特异性受体进行运输。
聚乙二醇（mPEG）-聚乳酸（PLA）/聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）具有良好的安全性和缓释作用，制成特异靶向性免疫纳米粒，通过连接细胞表面受体可将包裹的药物输送到脑内，且不改变血脑屏障的通透性[8]。
用表面活性剂吐温和泊洛沙姆修饰聚氰基丙烯酸酯纳米粒后能将多种药物转运通过血脑屏障，包括阿霉素（doxorubicin）、洛哌丁胺（loperamide）、箭毒碱（tubocurarine）、肽类药物dalargin和kytorphin等。
这些药物进入脑内可通过被动扩散或细胞主动转运[9]。
用非离子表面活性剂、胆固醇和二乙酰磷酸制成的含甲氨蝶呤（MTX）的多层大囊泡（100～125nm）经静脉注射后，尽管大量药物被肝脏摄取，但脑内MTX的水平更高，可能是由于大囊泡的组成对血－脑屏障通透性的影响。
紫杉醇因其低的血脑通透性和溶剂的多种严重不良反应而限制其用于临床脑瘤治疗，药物血脑屏障通透性低可能与紫杉醇和P-糖蛋白作用有关。
将紫杉醇包裹于十六烷酯乙醇或吐温-80中制成纳米粒，用脑灌流模型评价紫杉醇的脑摄入能力,结果表明纳米粒能明显增加紫杉醇的脑摄入量，增加对表达药物外排泵P-糖蛋白的肿瘤细胞的毒性。
紫杉醇纳米粒可能阻止了紫杉醇与P-糖蛋白的结合，从而提高药物脑和肿瘤细胞的摄入率[10]。
用维生素B1连接聚乙二醇-二硬脂酰磷脂酰乙醇胺（PEG-DSPE），并用微乳化技术制备纳米粒。
维生素B1修饰的纳米粒更易粘附在血脑屏障的维生素B1转运体上而被脑组织摄取，从而改进脑对纳米粒的摄取[11]。
Cu（Ⅰ）螯合剂D-青霉素胺能有效溶解铜β-淀粉样蛋白结合物（Cu-Aβ），但D-青霉素胺因其亲水性而难以透过血脑屏障。
D-青霉素胺通过二硫键或硫醚键与纳米粒结合后能通过血脑屏障而在大脑发挥作用，防止Cu-Aβ结合物的蓄积，减少中枢系统金属离子蓄积，防治阿尔兹海默氏病及其它中枢神经系统疾病[12]。
药物的肿瘤靶向输送是另一种重要的靶向药物输送方式[13][14]。
对此，本书第二章已有详细论述，在此不再重复。
胶体型纳米具有粒径小、释药缓慢特点，在胃肠道内可通过派伊氏旁路转运。
当直径小于200nm的粒子进入体内后，可被淋巴网状内皮系统作为异物吞噬，尤其是肝脏枯否氏细胞摄入最高，从而形成被动靶向性。
阿苯达唑聚氰基丙烯酸正丁酯（BCA）纳米粒（ABZ-PBCA-NP）的肝和脾中的靶向指数分别为11.4和3.9，肝和脾放射性之和占体内药物总量的46.5%，显示出对淋巴系统的靶向特性。
脑中相对摄入量为阿苯达唑混悬液的44.0%，也可降低了药物的中枢毒性作用[15]。
在荷Lewis肺癌的C57BL/6J小鼠比较明胶纳米粒和用PEG修饰的明胶纳米粒的分布。
大多PEG修饰的明胶纳米粒存在于血液或被实体瘤、肝脏摄入，在血液中存留时间也较明胶纳米粒时间长，表明PEG能使纳米粒具有长循环的特性并能优先分布在肿瘤组织中[16]。
Walker-256肝癌荷瘤大鼠肝动脉内注射阿霉素纳米粒较普通制剂在肝脏、脾脏和肿瘤中浓度明显升高，而其它组织中浓度则明显降低[17]。
明胶和聚氰基丙烯酸正丁酯两种纳米粒用乳糖作为载体进行喷雾干燥，纳米粒可通过载体粒子输送至肺部，当接触肺内皮水性环境时载体粒子发生溶解，可作为肺部释药和肺病诊断的新靶向系统[18]。
（2）细胞靶向性
在肿瘤血管内皮细胞表面表达特异性分子是用血管生成抑制剂进行抗癌治疗的关键。
一些肿瘤特异性分子可通过噬菌体库（基因文库）方法判别。
这些基因操作噬菌体表面修饰有随机产生的短肽，静注这些短肽在噬菌体基因表面表达，并粘附到内皮细胞相应结构上，作为配体与它的受体结合。
噬菌体上产生多肽系列的DNA序列。
这种血管定位寻找方法可用于诊断和肿瘤定向治疗。
细胞毒药物可配对于纳米表面多肽，产生定位作用，降低全身性毒性[19]。
阿霉素（dox）包裹在聚氰基丙烯酸烷酯（PIHCA）中制得PIHCA-dox纳米球，能防止P-糖蛋白介导的人肿瘤细胞株产生多药耐药性，明显改变或延迟其耐药过程[20]。
纳米粒与核酸分子（aptamer）的复合物，具有明显的前列腺癌细胞靶向性，能被前列腺癌细胞株（LNCaP）表皮细胞占据，表达前列腺特异性膜抗原蛋白[21]。
明胶纳米粒通过抗生物素-生物素复合物的形式与生物素化（biotinylated）抗CD3抗体粘附，这种抗体修饰的纳米粒对T-淋巴细胞具有特异性靶向[22]。
血管内皮细胞生长因子（VEGFR）-脂质体可特异性识别肿瘤血管内皮细胞，结合率为非特异性脂质体的2倍，载药的VEGFR-脂质体可特异性杀伤肿瘤血管内皮细胞[23]。
3纳米药物的代谢与排泄
药物与纳米载体形成复合物后，可减少生物体内环境包括酸碱、酶及体液因子的破坏，防止药物在进入靶器官或组织前被代谢或破坏。
纳米粒的吸附特性和释放特性可使纳米药物具有缓释作用。
纳米粒生物吸附力强，可延长在体内滞留时间。
通过增强纳米粒对肠道粘膜的附着力，可延长药物在肠道的吸收时间，从而减少直接排出体外的比例。
药物被纳米材料包裹后，逐步从纳米粒中释放，从而达到缓释作用。
聚乳酸-聚乙醇酸（PLGA）/蒙脱石（MMT）纳米粒是一种新型的生物粘附药物输送系统。
用乳化/溶剂蒸发法制备紫杉醇PLGA/MMT纳米粒（平均粒径为310nm），为双相释药过程，包括快速相和缓慢相。
与PLGA纳米粒比较，PLGA/MMT纳米粒在Caco-2细胞的细胞摄入能力提高57%～177%，在HT-29细胞的摄入能力提高11%-55%。
PLGA/MMT纳米制剂在胃肠道有较长的滞留时间，从而促进紫杉醇的释放[24]。
用Caco-2细胞模型比较甲壳素与PEG修饰的脂质纳米粒作为降钙素口服输送载体的潜力。
PEG包裹纳米粒不影响单层Caco-2细胞的渗透性，甲壳素包裹纳米粒则呈剂量相关的转载能力提高。
与口服降钙素制剂比较，降钙素聚甲壳素纳米粒明显并持续降低血清钙水平。
相反，降钙素PEG纳米粒与口服降钙素制剂比较在降低血钙作用无区别。
表明甲壳素纳米粒具有作为多肽药物载体的潜力[25]。
转铁蛋白（transferrin）连接的紫杉醇PEG纳米粒具有主动靶向性，并能明显延迟紫杉醇从小鼠血液中的清除，24h内的药物浓度明显高于游离的紫杉醇注射液。
纳米在体内肿瘤中分布呈蓄积性增加，给药后6h肿瘤中紫杉醇浓度为紫杉醇注射液或PEG纳米粒的4.8倍和2.1倍[26]。
拓朴异构酶抑制剂喜树碱类药物水溶性差，并有不稳定的内酯环。
用喜树碱、磷脂和聚乙二醇制备的纳米粒，性质稳定，半衰期长，抗瘤疗效优于伊立替康[27]。
14.3纳米药物的有效性评价
一般说，纳米药物不是一类新的化合物，它是应用纳米技术研制的药物新剂型。
纳米药物作为用纳米技术研究开发的新药物制剂，其生物效应除与药物和载体的性质有关外，还与纳米载药体系的粒径、表面电荷、亲水亲脂性等有关。
因此对纳米药物的有效性评价除应遵循药物有效性评价的一般原则和方法，对纳米药物的特殊情况还应运用一些新的评价方法。
14.3.1药物有效性的评价技术与方法
1药效学试验的一般原则[28]
随机、对照、重复是药效学实验中应遵循的三大基本原则。
随机：
随机是使每个实验对象在接受试验处理时具有相等的机会，以减少主观因素的干扰，减少或避免实验对象分配不均衡而造成的误差。
随机化方法可采用随机数字表的方法，或利用计算机随机功能进行随机化，这种方法为完全随机或绝对随机。
在药物有效性研究中常采用“均衡随机”的方法，以减少能控制的非药物因素如性别、体重、年龄等造成的误差。
具体方法是先根据能控制因素进行均衡分层，然后从各层中随机取出相同数量的动物分配到设定的实验组。
对照：
对照是确定药物有效性的基础。
溶媒对照或生理盐水、蒸馏水对照称为“阴性对照”。
在病理造模实验中，常设不造模的“正常对照”。
已知有效的典型药物称为“阳性对照”，用于确定所进行实验的可靠性。
在新药研究中，还常选择一种同类且在临床上广泛使用的药物作为对照，以评价被研究药物上市的潜在价值。
各种对照组在动物数量及性别、体重、年龄等方面应与实验组基本一致。
重复：
重复有两种含义，一是在实验中应有足够的动物数或实验次数，即应具有一定的样本数，通常小鼠、大鼠应每组为10～30只，家兔、猫为8～12只，犬为5～10只。
另一意思是在同样条件进行实验重复，如抗肿瘤药效学实验需重复3次实验，以保证实验结果的可靠性。
为保证实验的重现性，在实验条件方面如动物的品系、体重、年龄、性别、饲养条件等，药物的含量、溶媒、酸碱度、给药时间与间隔等应尽量保持一致，并在研究报告中予以介绍。
2评价方法[29]
（1）药物有效性评价可分为体外和体内两类方法
体外方法是在体外进行的药物有效性观察，包括离体器官和离体组织、细胞培养、试管测试等。
体外试验减少了部分干扰因素，并可减少实验动物的用量。
体外试验方法常用于药物作用机制的研究。
体内方法是在整体动物进行的有效性观察，可用正常动物进行实验，也可使用病理模型动物。
按用药期和实验观察期，可进行短期实验或长期实验。
体内实验虽影响因素多，重现性较体外实验差，但接近人体情况，观察了药物的药动学和药效学过程，是药物有效性必须评价的内容。
（2）不同层次的药物有效性研究方法
完整的药物有效性评价应在整体、离体组织或器官、细胞和分子水平进行评价。
目前生命科学发展迅速，现代生物学先进技术已大量用于药物的筛选与评价。
生物大分子的研究是现代医学和药物学研究最基础和最有成效的领域，药物分子水平的研究是揭示药物作用机制的主要方法，人类基因组计划、后基因组研究是推进生命科学研究的主流。
近年来，药物代谢组学、毒性代谢组学研究已得到高度重视，并已取得了一些进展，为了解药物或毒物对生物体整体性影响提供了帮助。
细胞是生命体的最基本单元。
药物作用主要是通过调节细胞机能而发挥作用。
细胞水平研究是药物有效性评价的最基本的实验模型。
细胞功能测定、细胞内信号传导、细胞间相互作用、细胞形态学观察等是观察药物分子对机体影响的最直接的方法，同时也是药物分子机制研究的基础。
离体器官或组织保持了完整细胞群的形态和功能，同时避免了机体神经、体液、免疫的影响，可直接观察药物对器官或组织的生理、生化学影响。
离体器官或组织研究可观察药物对细胞群的机械力、分泌活动、电生理活动的影响，是分子、细胞水平与整体水平之间桥梁。
药物对整体动物的影响是药物对机体生理、生化影响的综合表现，是药物从实验阶段过度到人体研究的关健一步。
药物治疗目的不同，所选择的动物种属、年龄、机能状态也不同，给药途径与给药期也有变化。
3试验设计
（1）给药剂量设计[28，30]
药效学试验通常应反应药物的量效关系，即在一定剂量范围内药物效应随剂量增大而增强。
一般情况下，试验应设3个以上剂量组，确定药物的最低有效剂量和接近最大反应的剂量。
在量效关系明确的情况，最好能计算出ED50、ED5和ED95。
剂量组设置通常按等比数原则，2倍或3倍数常用。
安全范围较小或有效剂量范围窄的药物也可采用等差级数分组。
在确定药效学剂量时，常需参考人体或某种动物的有效剂量，一般按不同种属动物间剂量换算的方法确定大致的剂量。
换算方法介绍如下。
标准动物的等效剂量换算：
先按表13-1查出折算系数（K），再按下式计算：
DA＝K*DB
DA为A种动物的剂量（mg或g/只），DB为B种动物的剂量（mg或g/只）。
表13-1标准动物等效剂量（mg或g/只）的折算系数（K）
B种动物
小鼠
大鼠
豚鼠
兔
猫
猴
犬
人
20g
200g
400g
1.5kg
2kg
4kg
12kg
70kg
小鼠20g
1.0
7.0
12.25
27.8
29.7
64.0
124.0
388.0
A
大鼠200g
0.14
1.0
1.74
3.9
4.2
9.2
17.8
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