新藥發(fā)現毒理學研究策略與新技術新方法課件

軍事醫(yī)學科學院毒物藥物研究所2011年06月09日新藥發(fā)現毒理學研究策略與早期毒性篩選新技術新方法介紹整理ppt軍事醫(yī)學科學院毒物藥物研究所2011年06月09日新藥發(fā)現毒1我國重大新藥創(chuàng)制專項全面實施GCP臨床前研究新藥發(fā)現研究臨床研究產業(yè)化上市500候選藥物

200臨床前研究藥物8個新藥安全評價中心（GLP）

100臨床研究藥物26個新藥臨床研究中心（GCP）

10個綜合性創(chuàng)新藥物研究開發(fā)技術平臺39個企業(yè)為主體的藥物技術創(chuàng)新平臺99個關鍵技術研究

21個創(chuàng)新藥物孵化基地整理ppt我國重大新藥創(chuàng)制專項全面實施GCP臨床前研究新藥發(fā)現研究臨床2現代生物醫(yī)學技術的發(fā)展動態(tài)2.納米技術3.干細胞技術4.現代組學分析技術5.現代儀器分析技術6.生物信息學技術1.轉化醫(yī)學InformationCommunicationBiomedicalEnvironment324516跨領域、多學科綜合研究技術是未來研究的重要方向整理ppt現代生物醫(yī)學技術的發(fā)展動態(tài)2.納米技術3.干細胞技術4.3新靶標發(fā)現新先導化合物發(fā)現藥物開發(fā)新靶標新候選物新藥新基因/新功能靶標發(fā)現靶標確證先導化合物發(fā)現先導化合物優(yōu)化臨床前研究臨床研究功能基因研究市場當代的新藥研究模式

創(chuàng)新藥物研究模式轉變整理ppt新靶標發(fā)現新先導化合物發(fā)現藥物開發(fā)新靶標新候選物新藥新基因/4藥物發(fā)現及研發(fā)的全過程LO=先導化合物優(yōu)化CE=候選藥物評價CS=候選藥物選擇FHD=首次用于人PD=產品決策Submission=申報Submission從藥物發(fā)現到投放市場,都要對藥物進行毒理研究6-15年發(fā)現階段非臨床階段臨床階段I期II期III期投放市場Ⅳ期CSFHDPDLOCE靶標確認整理ppt藥物發(fā)現及研發(fā)的全過程LO=先導化合物優(yōu)化5創(chuàng)新藥物研發(fā)基本程序化學合成發(fā)現先導化合物作用靶點作用靶點驗證作用靶點確定蛋白質組學基因質組學化合物庫先導化合物是否值得開發(fā)？毒性篩選藥代篩選理化測試制劑考察N先導化合物優(yōu)化Y安全性評價藥效評價毒代研究制劑研究質控研究預測和評估新藥在人體上試驗是否安全？Y臨床人體試驗新藥是否有效安全？SFDA審查新藥發(fā)現新藥研發(fā)臨床前研究臨床研究YNN藥新天然產物生物技術高通量優(yōu)化篩選STOP藥效篩選NN整理ppt創(chuàng)新藥物研發(fā)基本程序化學合成發(fā)現先導化合物作用靶點作用靶點驗6新藥候選化合物的淘汰率第1階段第2階段第3階段第4階段發(fā)現藥物臨床前臨床試驗提交注冊申請1期20－100名志愿者3期1000–5000名志愿者10，000250種化合物5種化合物1個獲得批準

的藥物種化合物2期100–500名志愿者6.5年7年1.5年3－6億美元5千萬－1億美元4.5－10億美元35萬美元新藥的必要元素：安全，有效整理ppt新藥候選化合物的淘汰率第1階段第2階段第3階段第4階段發(fā)現藥7新藥研發(fā)中的毒理學問題臨床前階段:

毒性問題是新藥開發(fā)失敗的主要原因，約占全部開發(fā)失敗的40％；臨床階段:臨床藥效則成為開發(fā)失敗的重要原因，約占Ⅲ期臨床試驗失敗的75％在一般動物毒性試驗中只占３５％左右；在Ⅰ期人體耐受試驗中只有２０％；在Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗的出現率是３５％；在Ⅳ期臨床試驗時出現７０％；到市場銷售時全部副作用才陸續(xù)出現。

整理ppt新藥研發(fā)中的毒理學問題臨床前階段:毒性問題是新藥開發(fā)失敗的8藥物研發(fā)過程中面臨的問題藥物發(fā)現階段:

上萬種化合物，只有幾種或十幾種化合物通過實驗室測試作為候選化合物，成功率低臨床前研究階段:

試驗過程的質量控制；臨床前階段從動物試驗獲得安全性信息的數量與質量有限臨床、藥物上市研究階段:

臨床研究病例少，低概率的毒副作用動物與人的種屬差異臨床前為正常動物模型與臨床多種疾病病人臨床中用藥的相互作用問題整理ppt藥物研發(fā)過程中面臨的問題藥物發(fā)現階段:整理ppt920世紀重大藥害事件甘汞：汞中毒，死亡585人醋酸鉈：鉈中毒，死亡1萬人氨基比林：粒細胞缺乏癥，死亡2082人磺胺酏：肝腎損害，死亡107人非那西丁：腎損害、溶血，死亡500人碘二乙基錫：神經毒性、腦炎、失明，死亡110人反應停：海豹樣畸形兒10000多，死亡5000人異丙腎氣霧劑：嚴重心律失常、心衰，死亡3500人氯碘喹啉：骨髓變性、失明、受害7856人，死亡5%心得寧：眼-皮膚-粘膜綜合征，受害2257人整理ppt20世紀重大藥害事件甘汞：汞中毒，1021世紀(07年)10大藥物不良反應事件頭孢曲松鈉的安全使用問題（與鈣使用，嬰兒死亡）靜脈輸注人免疫球蛋白引起丙肝抗體陽性率增加甲磺酸培高利特撤市（心臟瓣膜?。R來酸替加色羅撤市(心肌梗死、腦卒中）含釓造影劑的安全問題（腎源性纖維化?。┝_格列酮的安全性受質疑（心梗和心源性死亡）注射用甲氨蝶呤、阿糖胞苷中混入長春新堿（N受損）感冒藥禁用于2歲或以下兒童（死亡）哺乳婦女服用可待因可能導致嬰兒發(fā)生嚴重不良反應硫酸普羅寧與胸腺肽注射劑可引起嚴重不良反應

整理ppt21世紀(07年)10大藥物不良反應事件頭孢曲松鈉的安全使用11我國藥品風險大事記2006-05

齊二藥事件——亮菌甲素注射劑2006-06

魚腥草事件——魚腥草有關的注射劑2008-06

博雅事件——免疫球蛋白注射劑2006-07

欣弗事件——克林霉素磷酸酯注射劑2007-03

佰易事件——血液制品（白蛋白）注射劑2007-07

華聯事件——甲氨蝶呤注射劑（阿糖胞苷）2008-10

完達山事件——刺五加注射液整理ppt我國藥品風險大事記2006-05齊二藥事件——亮菌甲素12沙利度胺事件震驚世界整理ppt沙利度胺事件震驚世界整理ppt13抗生素類藥物性致耳聾“千手觀音”21位演員中18人因藥致聾整理ppt抗生素類藥物性致耳聾“千手觀音”21位演員中18人因藥致聾整1421世紀毒性試驗發(fā)展愿景毒性通路針對性測試毒性試驗化學品鑒定劑量反應建模與外推建模風險背景人群數據和暴露數據整理ppt21世紀毒性試驗發(fā)展愿景毒性通路針對性測試毒性試驗化學品鑒定15毒性通路21世紀毒性實驗分類

針對性測試評價毒性通路的紊亂，而非頂端終點；強調采用細胞或細胞系，尤其是人源細胞的高通量試驗方法；采用中通量實驗法評價細胞的整體反應開展相關的實驗，以評價代謝物、評估靶組織或者在基因組水平上進一步了解受影響的細胞過程；限制體內研究的種類和期限，重點關注暴露時間不超出14天的研究；依據最新的化學品分類法，對代表性的受試物作更為詳盡的測試整理ppt毒性通路21世紀毒性實驗分類針對性測試評價毒性通路的16新范式:激活毒性通路生物學輸入信息正常的生物學功能發(fā)病率和死亡率細胞損傷適應性應激反應早期的細胞學改變暴露量組織劑量生物學相互作用紊亂LowDoseHigherDose依次升高

毒性通路:

是指當其達到足夠紊亂后，預期可能導致不良健康效應的細胞反應通路。整理ppt新范式:激活毒性通路生物學正常的發(fā)病率細胞適應性早期的細17現行范式：暴露量-反應關系連續(xù)統(tǒng)

暴露量

組織劑量生物學有效劑量早期反應后期反應病理學藥代動力學生理模型

作用模式組織劑量測定法藥代動力學藥效學毒理學整理ppt現行范式：暴露量-反應關系連續(xù)統(tǒng)

暴露量組織生物學早期18

內源性激素(Endogenoushormones)DNA損傷(DNAdamage)抗氧化劑反應（AntioxidantResponsePathway）PXR、CAR、PPAR和AhR受體(PXR,CAR,PPARandAhRreceptors)低滲(Hypo-osmolarity)Nrf2氧化應激(Nrf2oxidativestress)熱休克蛋白(Heat-shockproteins)P38MAPK(P38MAPK)已知的主要的毒性通路整理ppt內源性激素(Endogenoushormones)已知19抗氧化劑反應通路活化狀態(tài)的核因子相關因子2(Nuclearfactor-E2relatedfactor2,Nrf2)通過與核內的抗氧化反應元件(antioxidantresponseelement,ARE)相結合,啟動下游一系列分子的表達,如Ⅱ相解毒酶、抗氧化酶等；正常情況下,Nrf2與細胞質蛋白Keap1結合；氧化應激激發(fā)后，釋放Nrf2，再轉位至胞核內，以指導抗氧化應激基因的表達。整理ppt抗氧化劑反應通路活化狀態(tài)的核因子相關因子2(Nuclear20未來毒理學實驗策略的選項整理ppt未來毒理學實驗策略的選項整理ppt21由低通量測試高通量測試發(fā)展

采用體外實驗建立了急性毒性、致畸性的胚胎毒性、遺傳毒性等高通量篩選系統(tǒng)；采用生物芯片技術建立了高通量的毒性評價和研究芯片。如英國研制的Toxiblot芯片中專門設計了機制性毒理學、安全性評價等專用芯片。一些研究致力于發(fā)展主要器官毒性評價基因芯片和檢測肝臟毒性、腎臟毒性、心臟毒性、致癌性的蛋白質組技術平臺。整理ppt由低通量測試高通量測試發(fā)展采用體外實驗建立了急性毒性22實驗動物由單一性模型特征性模型致癌試驗評價模型rasH2轉基因小鼠模型TgAC轉基因小鼠模型p53+/-基因敲除小鼠模型XPA+/-基因敲除小鼠模型XPA+/-/p53+/-基因敲除小鼠模型新生小鼠試驗(CD-1或·B6C3F1小鼠)遵循“4R”原則，更多地采用替代動物和替代試驗

替代(replacement)

減少(reduction)

優(yōu)化(refinement)責任心(responsibility)替代法(alterativemethods)

invitroandcomputertechnologies

usenonmammalianorganismstransgenic

cellandanimals整理ppt實驗動物由單一性模型特征性模型致癌試驗評價模型ras23基因組轉錄譜

蛋白質組表達譜

代謝組譜由高劑量測試低劑量測試分子病理學組織芯片細胞芯片分子標志物替代或部分替代以死亡、組織病理學為主的傳統(tǒng)毒性指標體系;闡明和評價更接近實際條件下暴露劑量對人體的毒性效應，解決從高劑量向低劑量外推時的誤差。單一用途逐步向多用途、多領域發(fā)展整理ppt基因組轉錄譜蛋白質組表達譜24藥物發(fā)現階段的毒理學研究發(fā)現階段非臨床階段臨床階段I期II期III期投放市場Ⅳ期LOCE靶標確認1.基于階段的策略

2.基于機制的策略1.計算機虛擬篩選2.基本毒性篩選2.高通量篩選3.高內涵篩選4.毒理組學技術預測5.生物標志物篩選……策略與方法整理ppt藥物發(fā)現階段的毒理學研究發(fā)現階段非臨床階段臨床階段I期II期25新藥發(fā)現階段毒性研究

—基于階段的策略靶標確認階段的毒性篩選按基因功能推測藥物靶標：5000－10000個；與人疾病關聯，易成藥靶標：3000－5000個。策略：重點關注毒性來源一定數量的“dirty”靶標，抑制其功能可能引起毒性藥物靶標基因敲除小鼠的行為、體征及其它異常推測可能出現的毒性問題盡可能達到“clean敲除”，藥物的其他毒性表現即為離靶效應（off-targeteffects）

。整理ppt新藥發(fā)現階段毒性研究

—基于階段的26新藥發(fā)現階段的毒性篩選策略：采用臨床前先導化合物毒性優(yōu)化篩選系統(tǒng)(PreclinicalLeadOptimizationTechnologies,PLOTs)能同時進行系列化合物的毒性比較具有快速短期、動態(tài)、靈活、樣品消耗量小、成本低等特點毒性篩選的結果通過定量結構活性分析可指導系列化合物的結構改造新藥發(fā)現階段毒性研究

—基于階段的策略整理ppt新藥發(fā)現階段的毒性篩選新藥發(fā)現階段毒性研究

27

主要藥理學所引起的毒性是指藥物直接作用靶標所導致的擴大藥理效應。策略：可先評估此種毒性的種屬特性及與人的相關性，在通過結構改造和優(yōu)化選出具有最佳藥代特征的化合物，以盡可能地降低與給藥劑量密切相關的毒性。新藥發(fā)現階段毒性研究

－基于機制的策略基于主要藥理學所引起的毒性整理ppt主要藥理學所引起的毒性是指藥物直接作用靶標所導致28

藥物的次要藥理效應，即對主要藥效靶標之外的其它靶標所介導的效應可導致的毒性策略：可通過結構活性關系建模確定某類化合物對主要及次要藥理靶標的藥效，以便找出保留主要藥理活性、但無次要藥理活性，從而發(fā)現無毒性的化合物。基于次要藥理學所引發(fā)毒性研究新藥發(fā)現階段毒性研究

－基于機制的策略整理ppt藥物的次要藥理效應，即對主要藥效靶標之外的其它靶29

化學介導性毒性的發(fā)生與某一個（類）特定化學物的理化性質密切相關，但與藥物作用的靶標無關，如氧化應激反應、磷脂病或溶血等策略：可采用體外篩選模型確定毒性與化合物的理化性質、結構、代謝物及藥效之間的關系，并在此基礎上進行結構的優(yōu)化與篩選.關注化學介導的毒性常與特殊的化學基團和代謝活化過程有關。

基于化學介導性的毒性研究新藥發(fā)現階段毒性研究

－基于機制的策略整理ppt化學介導性毒性的發(fā)生與某一個（類）特定化學物的30高通量毒性篩選技術10’s/年100’s/年10,000’s/年100,000’s/天高通量分子機制1-3/年整理ppt高通量毒性篩選技術10’s/年100’s/年10,000’s31計算毒理學虛擬篩選技術根據化合物的毒性和結構特征，建立定量結構活性關系（QSAR）計算機模型來對化學物的各種毒性終點進行預測和篩選基于知識的專家系統(tǒng)（Knowledge-basedsystem)軟件：DEREK

(急性毒性、致癌、致畸、致突變、刺激性、皮膚敏感性、神經毒性)基于知識的專家系統(tǒng)（Knowledge-basedsystem）軟件：HarzardExpert

（化合物名稱、給藥途徑、劑量和用藥時程，程序給出結果）CYP抑制：CeriusADME；hERG：同源性模型；遺傳毒性和致癌性：TOPKAT，CASE，EREK等；安全性藥理：BioPrint整理ppt計算毒理學虛擬篩選技術根據化合物的毒性和結構特征，建32藥物早期虛擬篩選程序用計算機篩選的方法稱為虛擬篩選，或稱insilico篩選，成為insilico-invitro-invivo模式。用一系列“基于知識的濾片”對虛擬庫“篩選”，以“濃縮”出能夠滿足預定標準的化合物。這些濾片包括類藥性(druglike)，藥代動力學性質，毒性，知識產權問題以及與受體的互補性或與配體的相似性等，是通過數據庫搜尋和計算化學實現的。

整理ppt藥物早期虛擬篩選程序用計算機篩選的方法稱為虛擬篩選，或稱in33早期基本毒性實驗技術體外技術及人類模型的應用不依賴于完整動物，如原代培養(yǎng)的細胞、組織和器官人類組織庫、捐獻器官、尸檢材料等人類胚胎干細胞低等物種的利用植物、細菌、真菌、昆蟲或軟體動物等秀麗線蟲(Caenorhabditiselegans)斑馬魚(Daniorerio,Zebrafish)物理化學方法與計算機的使用QSAR模型整理ppt早期基本毒性實驗技術體外技術及人類模型的應用整理ppt34早期基本毒性試驗常用方法急性毒性固定劑量法上下法等QSAR模型和體外細胞毒性數據進行預測體外技術及人類模型不依賴于完整動物，如原代培養(yǎng)的細胞、組織和器官人類組織庫、捐獻器官等人類胚胎干細胞代謝模型：METEOR、MetabolExpert、COMPACT和META等計算機模型CYPs體外模型靶器官和靶系統(tǒng)毒性研究：心、肝、腎臟和神經毒性整理ppt早期基本毒性試驗常用方法急性毒性整理ppt35急性毒性檢測方法的選用急性毒性上下法固定劑量法經典LD50法標準方法，實驗動物數量過多減少實驗動物使用，但不能求得具體的LD50值減少實驗動物及受試物的消耗,能測得具體的LD50值整理ppt急性毒性檢測方法的選用急性毒性上下法固定劑量法經典LD50法36發(fā)現毒理學：

應用于藥物研究早期發(fā)現階段，通過毒理學篩選和評價，及早地發(fā)現和淘汰有嚴重毒性問題不適合開發(fā)的化合物，指導合成更安全有效的化合物。主要包括：短期毒性篩選系統(tǒng)；結構-活性關系研究；各種新技術（特別是組學技術）的應用。藥物發(fā)現階段-毒性評價整理ppt發(fā)現毒理學：應用于藥物研究早期發(fā)現階段，通37在合成出一系列新化學物后，藥理和毒理學家同時采用快速、低耗、高通量篩選系統(tǒng)進行藥效和毒性的同步篩選，找出真正有苗頭的候選化合物；在此基礎上，確定NCEs的臨床前毒性作用機制和定量構效關系,指導合成毒性較低的系列化合物；最后毒理學家再按照該類化合物的毒性機制選出合適的體內動物實驗模型，對有苗頭的化合物做體內毒性評價；按照上述藥物開發(fā)模式可盡快得到藥物的安全性資料，這樣使藥物研發(fā)的費用降低，周期縮短，動物減少，成功率提高。藥物發(fā)現毒理學研究研究程序整理ppt在合成出一系列新化學物后，藥理和毒理學家同時采用快速、低耗、38根據化合物的毒性和結構特征，建立定量結構活性關系（QSAR）計算機模型來對化學物的各種毒性終點進行預測和篩選預測生物學終點：急性毒性、致癌、致畸、致突變、刺激性、皮膚敏感性、神經毒性基于知識的專家預測系統(tǒng)（Knowledge-basedsystem)軟件：DEREK、Oncologic、HazardExpert（化合物名稱、給藥途徑、劑量和用藥時程，程序給出預測）基于數據建模的預測系統(tǒng)（Datadrivensystem)TOPKAT、MCASE、PASS、Lazar計算毒理學虛擬篩選技術整理ppt根據化合物的毒性和結構特征，建立定量結構活性關系（Q39早期基本毒性實驗技術體外技術及人類模型的應用不依賴于完整動物，如原代培養(yǎng)的細胞、組織和器官人類組織庫、捐獻器官、尸檢材料等人類胚胎干細胞低等物種的利用植物、細菌、真菌、昆蟲或軟體動物等秀麗線蟲(Caenorhabditiselegans)斑馬魚(Daniorerio,Zebrafish)物理化學方法與計算機的使用QSAR模型整理ppt早期基本毒性實驗技術體外技術及人類模型的應用整理ppt40早期基本毒性試驗常用方法急性毒性固定劑量法上下法等QSAR模型和體外細胞毒性數據進行預測體外技術及人類模型不依賴于完整動物，如原代培養(yǎng)的細胞、組織和器官人類組織庫、捐獻器官等人類胚胎干細胞代謝模型：METEOR、MetaboExpert、COMPACT和META等計算機模型CYPs體外模型靶器官和靶系統(tǒng)毒性研究：心、肝、腎臟和神經毒性整理ppt早期基本毒性試驗常用方法急性毒性整理ppt41急性毒性檢測方法的選用急性毒性上下法固定劑量法經典LD50法標準方法，實驗動物數量過多減少實驗動物使用，但不能求得具體的LD50值減少實驗動物及受試物的消耗,能測得具體的LD50值整理ppt急性毒性檢測方法的選用急性毒性上下法固定劑量法經典LD50法42實驗動物：小鼠;相鄰劑量比值：1.3結果分析：AOT425StatPgm統(tǒng)計軟件(EPA開發(fā))上下法檢測新化學實體LD50值典型上-下法急性毒性試驗方案整理ppt實驗動物：小鼠;相鄰劑量比值：1.3上下法檢測新化學實體L43高通量毒性篩選(HTS)整理ppt高通量毒性篩選(HTS)整理ppt44mRNA前體DNAmRNAmRNA蛋白質內源性代謝物生理功能（基因組）（轉錄組）（蛋白質組）

（代謝組）2D凝膠電泳質譜cDNA微陣列NMR質譜基因、啟動子多態(tài)性分析藥物毒理組學技術的應用整理pptmRNA前體DNAmRNAmRNA蛋白質內源性代謝物（基因組45新藥早期高內涵毒性篩選檢測被篩樣品對細胞形態(tài)、生長、分化、遷移、凋亡、代謝途徑及信號傳導的影響，在實驗中獲取大量相關信息。毒性特征譜細胞生物測試系統(tǒng)HCS分析細胞分析測試儀3000最新系統(tǒng)蛋白片斷互補性檢定法篩選模型：人類及嚙齒動物相應靶器官（肝、腎、心臟和神經系統(tǒng)）的體外培養(yǎng)細胞檢測指標：細胞丟失、DNA降解、核大小、細胞骨架紊亂、DNA損傷反應、氧化應激、有絲分裂指標、應激激酶激活、線粒體功能、細胞周期阻滯整理ppt新藥早期高內涵毒性篩選檢測被篩樣品對細胞形態(tài)、生長、分46細胞系統(tǒng)生物學測試整理ppt細胞系統(tǒng)生物學測試整理ppt47可開展的研究項目:受試物的死亡百分率試驗(劑量范圍探索)HR心率節(jié)律性

可收縮性形態(tài)學評價方法:斑馬魚是一種敏感的心臟安全性評價的試驗系統(tǒng)；心動過緩效應(相當于QT間期延長)具有劑量相關性和劑量依賴性；3.需要必要的橋接性信息，以解釋斑馬魚研究數據與臨床前及臨床適應癥之間的相關性。早期毒性篩選系統(tǒng)–班馬魚試驗整理ppt可開展的研究項目:評價方法:早期毒性篩選系統(tǒng)–班馬魚試驗48基因修飾動物技術的應用基因修飾動物：包括轉基因、基因敲除、人源化基因敲入動物；新藥發(fā)現階段：靶標的毒理學TgrasH2，用于非遺傳毒性和遺傳毒性非經皮給藥的藥物；TG.AC用于經皮給藥的藥物；Muta?小鼠、BigBlue?小鼠與大鼠、lacZ質粒小鼠與大鼠、gptδ小鼠與大鼠；可用于藥物毒性作用機制、靶標確認、毒性易感性等多個方面的研究整理ppt基因修飾動物技術的應用基因修飾動物：包括轉基因、基因敲除、人49人類胚胎干細胞的應用人類胚胎干細胞：人源、健康、永生化胚胎干細胞應用于藥物篩選和毒性評價將是最直接的效應專家提出從干細胞發(fā)展可預測健康安全的新工具；英國首先開發(fā)干細胞來檢驗藥物肝臟毒性。整理ppt人類胚胎干細胞的應用人類胚胎干細胞：人源、健康、永生化整理p50成像技術的應用fPETfMRIOIIRPETMRIMRSIPETUSGMRSISPECT

PETIRX-rayMRICTUSG機能分子代謝生理學解剖學MRI=磁共振成像;CT=電腦斷層掃描;USG=超聲波掃描術y;MRSI=磁共振波譜成像;PET=正電子成像術;SPECT=單光子發(fā)射計算機斷層掃描;IR=紅外;fPET=功能性正電子成像術;fMRI=功能性磁共振成像;OI=光學成像非侵襲/動物數量減少同一動物的發(fā)育

衰老動物用作自身對照同一動物的每天多項研究平行進行解剖和機能評價高分辨力活體腦掃描：可確定腦多巴胺系統(tǒng)的永久性或可逆性的神經毒性整理ppt成像技術的應用fPETPETMRSIUSGX-ray機能分子51轉化醫(yī)學的概念倡導雙向轉化(BtoB模式)實驗室Bench臨床Bedside基本定義根本目的基本特征以患者的需求為導向(patientdrivenresearchprocess)，開展醫(yī)學科學實踐把生物基礎研究的最新成果快速有效地轉化為臨床醫(yī)學技術的過程整理ppt轉化醫(yī)學的概念倡導雙向轉化(BtoB模式)實驗室臨床52轉化醫(yī)學概念的背景

基礎研究與臨床實際需求之間脫節(jié)NIH的調查報告表明,在解決人類健康問題上取得了很大的進步，但科研領域逐年增加的投入與問題解決之間并不對應，投入多、產出少。

2003年一2006年，美國國立健康研究院(NIH)基因治療投入l5億美元25,000篇研究論文但是要把這項技術運用到臨床治療之中還有很長的路要走。整理ppt轉化醫(yī)學概念的背景基礎研究與臨床實際需求之間脫節(jié)NIH的53“死亡之谷”ValleyofDeath

基礎研究科學家與臨床人員缺乏有效的交流與合作

基礎研究與臨床脫節(jié)

“死亡之谷”整理ppt“死亡之谷”ValleyofDeath“死亡之谷”54轉化醫(yī)學的提出

為改變醫(yī)學基礎研究與臨床應用間的脫節(jié)，出現了

轉化性研究

TranslationalResearch

轉化醫(yī)學

TranslationalMedicine整理ppt轉化醫(yī)學的提出為改變醫(yī)學基礎研究與臨床應用間的脫節(jié)，出55BenchtoBedsideTranslation

——

實現從“實驗室到床邊”的轉化BedsidetoBench

——

實現從“床邊到實驗室”的轉化將基礎研究的成果“轉化”為疾病預防、診斷和治療及預后評估的實際應用。其基本特征是多學科交叉合作．針對臨床提出的問題，深入開展基礎研究，研究成果得到快速應用。從臨床應用中提出新的問題回到實驗室，為實驗室研究提出新的研究思路和科學問題。核心內涵旨在致力于彌補存在于實驗室研發(fā)與臨床治療之間的鴻溝整理pptBenchtoBedsideTranslationB56轉化毒理學轉化毒理學：通過毒性作用機制等方面的基礎研究，將其轉化為政府機構、安評實驗室得以應用的新方法、新模型、新信息和新工具，以便解決危害性鑒定、安全性評價和風險評估中所存在的問題。研究目的：將臨床前毒性研究發(fā)現轉化為人體風險的度量指標。將毒理學基礎研究與應用研究之間的成果轉化與相互橋接作用。整理ppt轉化毒理學轉化毒理學：通過毒性作用機制等方面的基礎研究，將其57轉化毒理學轉化毒理學（TranslationalToxicology）產生背景：新藥研發(fā)成功率和效率下降；大量藥物因毒性問題開發(fā)失敗或撤市、黑框標識；以現代新技術篩選新藥數量之多，但新藥研發(fā)成功率未見明顯提高；2007年EPA提出NewVision倡議，帶來化學物安全性評價新模式的大討論；2008年FDA和EMEA接受CriticalPathInitial提出的早期檢測腎臟毒性的6種生物標志物。整理ppt轉化毒理學轉化毒理學（TranslationalToxic58轉化毒理學的成果轉化過程方法與模型建立方法的確證制定標準方法應用建立體外方法與模型實驗系統(tǒng):細胞培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、非哺乳動物實驗系統(tǒng)。新方法、新模型的確證建立相關的確證標準管理部門接受標準的過程

-

新方法、模型的建立與確證

-管理部門對新方法、模型的審查

-

機構內及機構間的協調與統(tǒng)一

-溝通與國際性的協調新方法、模型的應用整理ppt轉化毒理學的成果轉化過程方法與模型建立方法的確證制定標準方法59藥物代謝產物研究概況

FDA和EPA指導原則介紹：藥理活性代謝產物（pharmacologicallyactivemetabolite）—在靶受體具有藥理學活性的代謝產物。其活性可能高于、等于或低于母體藥物。非比例藥物代謝產物（Disproportionatedrugmetabolite）—僅在人體中存在的代謝產物，或人體血漿中濃度高于非臨床試驗所用動物中濃度的代謝產物。在人體中的非比例藥物代謝產物水平高于穩(wěn)態(tài)時母體藥物系統(tǒng)暴露量的10%時，均應通過合成以及受試動物給藥的方法，進行單獨的安全性試驗。整理ppt藥物代謝產物研究概況FDA和EPA指導原則介紹：整理60臨床前代謝產物研究的意義有助于選擇毒理學研究的實驗動物；有利于了解母體藥物代謝特點與毒性；早期對潛在的重要代謝物進行研究，以便在后期的研究中進行檢測；考慮是否人體特有的代謝產物，母體藥物及其代謝物的CYP450抑制效應，鑒定主要代謝途徑的CYP450異構型；直接比較人體與動物的生物轉化途徑，血漿中代謝物譜在特性方面的相似性。整理ppt臨床前代謝產物研究的意義有助于選擇毒理學研究的實驗動物；整理61安全性評價相關的代謝研究確定人與毒理學動物中主要的血液代謝產物確定在隨后的毒理學研究和臨床研究中是否對其檢測有無活性代謝物主要的代謝物具有毒性的代謝物存在化學警醒結構基團目前的化學分析手段可檢測極低濃度的化合物，但對含量較低的代謝物的檢測，很少出現有助于安全性評價結果解釋的情況整理ppt安全性評價相關的代謝研究確定人與毒理學動物中主要的血液代謝產62評價代謝產物毒性的方法第一種方法：確認一種在常規(guī)毒理學試驗中的動物種屬，該動物種屬能形成充足暴露水平的該代謝產物（與人體暴露量相當或更高），然后在該動物種屬中研究藥物毒性。第二種方法：如果不能確認一種形成該代謝產物的相關動物種屬，則可合成該代謝產物，直接給予動物以進一步的安全性評估。在該方法中，需要建立能在非臨床毒理學試驗中識別和檢測該代謝產物的分析方法。整理ppt評價代謝產物毒性的方法第一種方法：整理ppt63藥物代謝產物毒性試驗設計

一種非比例藥物代謝產物設計非臨床試驗時，應考慮以下重要因素：該代謝產物與母體分子的相似性；藥理學或化學分類；溶解性；在胃酸pH下的穩(wěn)定性；I相或II相代謝產物；人體中檢測到的相對含量與動物中檢測到的含量。藥物擬定適應癥和患者人群。在為代謝產物設計非臨床試驗時，還需要考慮擬定的用藥療程以及治療劑量下的暴露水平。整理ppt藥物代謝產物毒性試驗設計

一種非比例藥物64推薦藥物代謝產物的毒性試驗一般毒理試驗

評價非比例的高水平代謝產物的潛在毒性，對代謝產物與母體藥物間能進行比較研究遺傳毒性試驗

采用一項檢測點突變體外試驗和一項檢測染色體畸變的試驗胚胎-胎仔發(fā)育毒性試驗

藥物人群包括有生育可能的婦女時，代謝產物應進行胚胎-胎仔發(fā)育毒性試驗致癌性試驗

藥物連續(xù)用藥至少6個月或需間歇用藥用于治療慢性或周期性復發(fā)疾病，如果在母體藥物的致癌性試驗中不能對代謝產物的致癌性進行充分評估，則應該進行代謝產物的致癌性試驗整理ppt推薦藥物代謝產物的毒性試驗一般毒理試驗整理ppt65藥物代謝產物研究決策流程圖不成比例的高水平代謝產物

（Disproportionatedrugmetabolite）《母體藥物系統(tǒng)暴露量（AUC）的10%

>母體藥物系統(tǒng)暴露量（AUC）的10%無需進一步試驗評價代謝產物是否會在一種動物種屬中形成？否是形成多少在動物試驗中的暴露量不能達到人體暴露量在動物試驗中的暴露量能達到人體暴露量進行代謝產物的非臨床試驗不需進一步的代謝產物試驗整理ppt藥物代謝產物研究決策流程圖不成比例的高水平代謝產物《母體藥66新藥微劑量(0期臨床試驗)研究

Ⅰ期臨床試驗（人體耐受性和毒性）Ⅱ期臨床試驗（數百患者中的安全性評價）Ⅲ期臨床試驗（數千患者中的安全性評價）臨床前與臨床安全性評價結果之間的相關性探索性IND研究-微劑量試驗-(0期)臨床試驗整理ppt新藥微劑量(0期臨床試驗)研究Ⅰ期臨床試驗（人體耐受性和67微劑量（0期臨床試驗）研究背景0期臨床試驗念的提出源于2004年3月美國FDA)發(fā)布的一篇題為“新藥發(fā)關鍵路徑的挑戰(zhàn)與機遇”的報告。FDA對1993-2003年期間批準創(chuàng)新藥調查，企業(yè)投入的時間和資金越來越多，而批準的創(chuàng)新藥數量越來越少。FDA對創(chuàng)新藥研發(fā)的思路提出觀點，希望通過使用更多更有效的研究方法，提高創(chuàng)新藥研發(fā)的成功率。FDA于2006年1月發(fā)布了“探索性IND研究”的指導原則，提出在進行傳統(tǒng)的Ⅰ期臨床試驗之前，開展小規(guī)模人體“微劑量”研究的思路，也被稱為0期臨床試驗。整理ppt微劑量（0期臨床試驗）研究背景0期臨床試驗念的提出源于20068微劑量(0期臨床試驗)研究介紹美國FDA于2006年1月發(fā)布探索性IND試驗的指導原則。EMEA也有類似的微劑量臨床試驗計劃。試驗者數目少；用藥劑量低，短期服用亞藥效學劑量的受試藥；所需的臨床前實驗資料比常規(guī)的Ⅰ期臨床試驗要少（急毒、2周長毒、藥代、遺傳毒性）。目的是盡早評估人體的藥代動力學和藥效學特征，以及與臨床前實驗結果的相關性；可降低新藥研發(fā)的成本和所需時間,提高成功率。整理ppt微劑量(0期臨床試驗)研究介紹美國FDA于2006年1月發(fā)布69微劑量（0期臨床試驗）研究的目的微劑量研究，可獲得以下參數：獲得包含蛋白結合率、酶抑制率等的人體藥動學數據；藥物與靶點的結合情況和相關的藥效動力學數據；各種影像學研究手段獲得人體組織分布情況；早期從一組候選化合物中確定最有研發(fā)價值的一個先導化合物進行Ⅰ期臨床試驗及后續(xù)的研發(fā)；盡早了解先導化合物在人體的代謝特征，對于非臨床安全性研究的動物選擇、提高動物試驗結果的預測價值也是非常有意義的。整理ppt微劑量（0期臨床試驗）研究的目的微劑量研究，可獲得以下參數：70微劑量的定義與研究方法微劑量的定義：

指低于通過臨床前毒理學研究獲得的動物安全性數據而推導出的擬用于人體可能產生臨床藥理學作用劑量的1/100,同時,最大劑量不超過100μg的劑量。研究方法：

受試者總劑量不超過100μg，在每個受試者最多可分5次給藥。包含小于5次的給藥，其最高給藥量為100μg/次（每受試者總劑量500μg）。整理ppt微劑量的定義與研究方法微劑量的定義：整理ppt71支持0期臨床試驗的非臨床試驗整理ppt支持0期臨床試驗的非臨床試驗整理ppt72

藥物發(fā)現、開發(fā)、生產、營銷

規(guī)范化管理（G×P）與藥品的安全性和質量發(fā)現階段開發(fā)階段靶標研究先導結構分子優(yōu)化目標化合物臨床前研究臨床研究NDAIND營銷生產臨床使用生產營銷階段GLPGCPGRPGRPGSPGMPGAPGCCPGPPGCCP：細胞培養(yǎng)質量管理規(guī)范GAP：中藥材生產質量管理規(guī)范GLP：藥品非臨床研究質量管理規(guī)范GRP：藥品審評質量管理規(guī)范GCP：藥品臨床試驗質量管理規(guī)范GMP：藥品生產質量管理規(guī)范GSP：藥品經營質量管理規(guī)范GPP：藥房工作質量管理規(guī)范整理ppt藥物發(fā)現、開發(fā)、生產、營銷

規(guī)范化管理（G×P）與73user

我國藥物GLP研究機構分布圖

（共43家）國家成都中藥安全評價研究中心四川省天然藥物研究所安評中心四川抗菌素研究所四川醫(yī)學科學院動物研究所吉林天藥科技藥物安全評價中心國家沈陽物安全性研究研究中心遼寧省藥品檢驗所廣州市醫(yī)藥工業(yè)研究所安評中心廣州新南方安全評價中心國家上海藥物安全評價究中心上海藥物研究所安評中心第二軍醫(yī)大學安評中心上海中醫(yī)藥大學上海計劃生育研究所國家藥物安全評價監(jiān)測中心（中檢所）國家北京藥物安全評價中心（軍科院）中國協和醫(yī)科大學新藥安全評價中心北京昭衍新藥研究中心中國協和醫(yī)科大學動物研究所

北京市藥品檢驗所江蘇省藥物安全評價研究中心蘇州西山藥物安全評價中心

湖北醫(yī)藥工業(yè)研究院安評中心湖北疾病預防控制中心浙江省醫(yī)學科學院山東大學新藥安評中心山東醫(yī)工所安評中心青島市藥品檢驗所煙臺綠葉制藥安評中心昆明藥物研究所中國科學院防護研究院烏魯木齊藥物研究所天津藥物研究院鄭州大學藥物安全性評價中心重慶中藥研究所藥物安全性評價中心整理pptuser我國藥物GLP研究機構分布圖74謝謝!ThankYou!整理ppt謝謝!ThankYou!整理ppt75軍事醫(yī)學科學院毒物藥物研究所2011年06月09日新藥發(fā)現毒理學研究策略與早期毒性篩選新技術新方法介紹整理ppt軍事醫(yī)學科學院毒物藥物研究所2011年06月09日新藥發(fā)現毒76我國重大新藥創(chuàng)制專項全面實施GCP臨床前研究新藥發(fā)現研究臨床研究產業(yè)化上市500候選藥物

200臨床前研究藥物8個新藥安全評價中心（GLP）

100臨床研究藥物26個新藥臨床研究中心（GCP）

10個綜合性創(chuàng)新藥物研究開發(fā)技術平臺39個企業(yè)為主體的藥物技術創(chuàng)新平臺99個關鍵技術研究

21個創(chuàng)新藥物孵化基地整理ppt我國重大新藥創(chuàng)制專項全面實施GCP臨床前研究新藥發(fā)現研究臨床77現代生物醫(yī)學技術的發(fā)展動態(tài)2.納米技術3.干細胞技術4.現代組學分析技術5.現代儀器分析技術6.生物信息學技術1.轉化醫(yī)學InformationCommunicationBiomedicalEnvironment324516跨領域、多學科綜合研究技術是未來研究的重要方向整理ppt現代生物醫(yī)學技術的發(fā)展動態(tài)2.納米技術3.干細胞技術4.78新靶標發(fā)現新先導化合物發(fā)現藥物開發(fā)新靶標新候選物新藥新基因/新功能靶標發(fā)現靶標確證先導化合物發(fā)現先導化合物優(yōu)化臨床前研究臨床研究功能基因研究市場當代的新藥研究模式

創(chuàng)新藥物研究模式轉變整理ppt新靶標發(fā)現新先導化合物發(fā)現藥物開發(fā)新靶標新候選物新藥新基因/79藥物發(fā)現及研發(fā)的全過程LO=先導化合物優(yōu)化CE=候選藥物評價CS=候選藥物選擇FHD=首次用于人PD=產品決策Submission=申報Submission從藥物發(fā)現到投放市場,都要對藥物進行毒理研究6-15年發(fā)現階段非臨床階段臨床階段I期II期III期投放市場Ⅳ期CSFHDPDLOCE靶標確認整理ppt藥物發(fā)現及研發(fā)的全過程LO=先導化合物優(yōu)化80創(chuàng)新藥物研發(fā)基本程序化學合成發(fā)現先導化合物作用靶點作用靶點驗證作用靶點確定蛋白質組學基因質組學化合物庫先導化合物是否值得開發(fā)？毒性篩選藥代篩選理化測試制劑考察N先導化合物優(yōu)化Y安全性評價藥效評價毒代研究制劑研究質控研究預測和評估新藥在人體上試驗是否安全？Y臨床人體試驗新藥是否有效安全？SFDA審查新藥發(fā)現新藥研發(fā)臨床前研究臨床研究YNN藥新天然產物生物技術高通量優(yōu)化篩選STOP藥效篩選NN整理ppt創(chuàng)新藥物研發(fā)基本程序化學合成發(fā)現先導化合物作用靶點作用靶點驗81新藥候選化合物的淘汰率第1階段第2階段第3階段第4階段發(fā)現藥物臨床前臨床試驗提交注冊申請1期20－100名志愿者3期1000–5000名志愿者10，000250種化合物5種化合物1個獲得批準

的藥物種化合物2期100–500名志愿者6.5年7年1.5年3－6億美元5千萬－1億美元4.5－10億美元35萬美元新藥的必要元素：安全，有效整理ppt新藥候選化合物的淘汰率第1階段第2階段第3階段第4階段發(fā)現藥82新藥研發(fā)中的毒理學問題臨床前階段:

毒性問題是新藥開發(fā)失敗的主要原因，約占全部開發(fā)失敗的40％；臨床階段:臨床藥效則成為開發(fā)失敗的重要原因，約占Ⅲ期臨床試驗失敗的75％在一般動物毒性試驗中只占３５％左右；在Ⅰ期人體耐受試驗中只有２０％；在Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗的出現率是３５％；在Ⅳ期臨床試驗時出現７０％；到市場銷售時全部副作用才陸續(xù)出現。

整理ppt新藥研發(fā)中的毒理學問題臨床前階段:毒性問題是新藥開發(fā)失敗的83藥物研發(fā)過程中面臨的問題藥物發(fā)現階段:

上萬種化合物，只有幾種或十幾種化合物通過實驗室測試作為候選化合物，成功率低臨床前研究階段:

試驗過程的質量控制；臨床前階段從動物試驗獲得安全性信息的數量與質量有限臨床、藥物上市研究階段:

臨床研究病例少，低概率的毒副作用動物與人的種屬差異臨床前為正常動物模型與臨床多種疾病病人臨床中用藥的相互作用問題整理ppt藥物研發(fā)過程中面臨的問題藥物發(fā)現階段:整理ppt8420世紀重大藥害事件甘汞：汞中毒，死亡585人醋酸鉈：鉈中毒，死亡1萬人氨基比林：粒細胞缺乏癥，死亡2082人磺胺酏：肝腎損害，死亡107人非那西?。耗I損害、溶血，死亡500人碘二乙基錫：神經毒性、腦炎、失明，死亡110人反應停：海豹樣畸形兒10000多，死亡5000人異丙腎氣霧劑：嚴重心律失常、心衰，死亡3500人氯碘喹啉：骨髓變性、失明、受害7856人，死亡5%心得寧：眼-皮膚-粘膜綜合征，受害2257人整理ppt20世紀重大藥害事件甘汞：汞中毒，8521世紀(07年)10大藥物不良反應事件頭孢曲松鈉的安全使用問題（與鈣使用，嬰兒死亡）靜脈輸注人免疫球蛋白引起丙肝抗體陽性率增加甲磺酸培高利特撤市（心臟瓣膜?。R來酸替加色羅撤市(心肌梗死、腦卒中）含釓造影劑的安全問題（腎源性纖維化?。┝_格列酮的安全性受質疑（心梗和心源性死亡）注射用甲氨蝶呤、阿糖胞苷中混入長春新堿（N受損）感冒藥禁用于2歲或以下兒童（死亡）哺乳婦女服用可待因可能導致嬰兒發(fā)生嚴重不良反應硫酸普羅寧與胸腺肽注射劑可引起嚴重不良反應

整理ppt21世紀(07年)10大藥物不良反應事件頭孢曲松鈉的安全使用86我國藥品風險大事記2006-05

齊二藥事件——亮菌甲素注射劑2006-06

魚腥草事件——魚腥草有關的注射劑2008-06

博雅事件——免疫球蛋白注射劑2006-07

欣弗事件——克林霉素磷酸酯注射劑2007-03

佰易事件——血液制品（白蛋白）注射劑2007-07

華聯事件——甲氨蝶呤注射劑（阿糖胞苷）2008-10

完達山事件——刺五加注射液整理ppt我國藥品風險大事記2006-05齊二藥事件——亮菌甲素87沙利度胺事件震驚世界整理ppt沙利度胺事件震驚世界整理ppt88抗生素類藥物性致耳聾“千手觀音”21位演員中18人因藥致聾整理ppt抗生素類藥物性致耳聾“千手觀音”21位演員中18人因藥致聾整8921世紀毒性試驗發(fā)展愿景毒性通路針對性測試毒性試驗化學品鑒定劑量反應建模與外推建模風險背景人群數據和暴露數據整理ppt21世紀毒性試驗發(fā)展愿景毒性通路針對性測試毒性試驗化學品鑒定90毒性通路21世紀毒性實驗分類

針對性測試評價毒性通路的紊亂，而非頂端終點；強調采用細胞或細胞系，尤其是人源細胞的高通量試驗方法；采用中通量實驗法評價細胞的整體反應開展相關的實驗，以評價代謝物、評估靶組織或者在基因組水平上進一步了解受影響的細胞過程；限制體內研究的種類和期限，重點關注暴露時間不超出14天的研究；依據最新的化學品分類法，對代表性的受試物作更為詳盡的測試整理ppt毒性通路21世紀毒性實驗分類針對性測試評價毒性通路的91新范式:激活毒性通路生物學輸入信息正常的生物學功能發(fā)病率和死亡率細胞損傷適應性應激反應早期的細胞學改變暴露量組織劑量生物學相互作用紊亂LowDoseHigherDose依次升高

毒性通路:

是指當其達到足夠紊亂后，預期可能導致不良健康效應的細胞反應通路。整理ppt新范式:激活毒性通路生物學正常的發(fā)病率細胞適應性早期的細92現行范式：暴露量-反應關系連續(xù)統(tǒng)

暴露量

組織劑量生物學有效劑量早期反應后期反應病理學藥代動力學生理模型

作用模式組織劑量測定法藥代動力學藥效學毒理學整理ppt現行范式：暴露量-反應關系連續(xù)統(tǒng)

暴露量組織生物學早期93

內源性激素(Endogenoushormones)DNA損傷(DNAdamage)抗氧化劑反應（AntioxidantResponsePathway）PXR、CAR、PPAR和AhR受體(PXR,CAR,PPARandAhRreceptors)低滲(Hypo-osmolarity)Nrf2氧化應激(Nrf2oxidativestress)熱休克蛋白(Heat-shockproteins)P38MAPK(P38MAPK)已知的主要的毒性通路整理ppt內源性激素(Endogenoushormones)已知94抗氧化劑反應通路活化狀態(tài)的核因子相關因子2(Nuclearfactor-E2relatedfactor2,Nrf2)通過與核內的抗氧化反應元件(antioxidantresponseelement,ARE)相結合,啟動下游一系列分子的表達,如Ⅱ相解毒酶、抗氧化酶等；正常情況下,Nrf2與細胞質蛋白Keap1結合；氧化應激激發(fā)后，釋放Nrf2，再轉位至胞核內，以指導抗氧化應激基因的表達。整理ppt抗氧化劑反應通路活化狀態(tài)的核因子相關因子2(Nuclear95未來毒理學實驗策略的選項整理ppt未來毒理學實驗策略的選項整理ppt96由低通量測試高通量測試發(fā)展

采用體外實驗建立了急性毒性、致畸性的胚胎毒性、遺傳毒性等高通量篩選系統(tǒng)；采用生物芯片技術建立了高通量的毒性評價和研究芯片。如英國研制的Toxiblot芯片中專門設計了機制性毒理學、安全性評價等專用芯片。一些研究致力于發(fā)展主要器官毒性評價基因芯片和檢測肝臟毒性、腎臟毒性、心臟毒性、致癌性的蛋白質組技術平臺。整理ppt由低通量測試高通量測試發(fā)展采用體外實驗建立了急性毒性97實驗動物由單一性模型特征性模型致癌試驗評價模型rasH2轉基因小鼠模型TgAC轉基因小鼠模型p53+/-基因敲除小鼠模型XPA+/-基因敲除小鼠模型XPA+/-/p53+/-基因敲除小鼠模型新生小鼠試驗(CD-1或·B6C3F1小鼠)遵循“4R”原則，更多地采用替代動物和替代試驗

替代(replacement)

減少(reduction)

優(yōu)化(refinement)責任心(responsibility)替代法(alterativemethods)

invitroandcomputertechnologies

usenonmammalianorganismstransgenic

cellandanimals整理ppt實驗動物由單一性模型特征性模型致癌試驗評價模型ras98基因組轉錄譜

蛋白質組表達譜

代謝組譜由高劑量測試低劑量測試分子病理學組織芯片細胞芯片分子標志物替代或部分替代以死亡、組織病理學為主的傳統(tǒng)毒性指標體系;闡明和評價更接近實際條件下暴露劑量對人體的毒性效應，解決從高劑量向低劑量外推時的誤差。單一用途逐步向多用途、多領域發(fā)展整理ppt基因組轉錄譜蛋白質組表達譜99藥物發(fā)現階段的毒理學研究發(fā)現階段非臨床階段臨床階段I期II期III期投放市場Ⅳ期LOCE靶標確認1.基于階段的策略

2.基于機制的策略1.計算機虛擬篩選2.基本毒性篩選2.高通量篩選3.高內涵篩選4.毒理組學技術預測5.生物標志物篩選……策略與方法整理ppt藥物發(fā)現階段的毒理學研究發(fā)現階段非臨床階段臨床階段I期II期100新藥發(fā)現階段毒性研究

—基于階段的策略靶標確認階段的毒性篩選按基因功能推測藥物靶標：5000－10000個；與人疾病關聯，易成藥靶標：3000－5000個。策略：重點關注毒性來源一定數量的“dirty”靶標，抑制其功能可能引起毒性藥物靶標基因敲除小鼠的行為、體征及其它異常推測可能出現的毒性問題盡可能達到“clean敲除”，藥物的其他毒性表現即為離靶效應（off-targeteffects）

。整理ppt新藥發(fā)現階段毒性研究

—基于階段的101新藥發(fā)現階段的毒性篩選策略：采用臨床前先導化合物毒性優(yōu)化篩選系統(tǒng)(PreclinicalLeadOptimizationTechnologies,PLOTs)能同時進行系列化合物的毒性比較具有快速短期、動態(tài)、靈活、樣品消耗量小、成本低等特點毒性篩選的結果通過定量結構活性分析可指導系列化合物的結構改造新藥發(fā)現階段毒性研究

—基于階段的策略整理ppt新藥發(fā)現階段的毒性篩選新藥發(fā)現階段毒性研究

102

主要藥理學所引起的毒性是指藥物直接作用靶標所導致的擴大藥理效應。策略：可先評估此種毒性的種屬特性及與人的相關性，在通過結構改造和優(yōu)化選出具有最佳藥代特征的化合物，以盡可能地降低與給藥劑量密切相關的毒性。新藥發(fā)現階段毒性研究

－基于機制的策略基于主要藥理學所引起的毒性整理ppt主要藥理學所引起的毒性是指藥物直接作用靶標所導致103

藥物的次要藥理效應，即對主要藥效靶標之外的其它靶標所介導的效應可導致的毒性策略：可通過結構活性關系建模確定某類化合物對主要及次要藥理靶標的藥效，以便找出保留主要藥理活性、但無次要藥理活性，從而發(fā)現無毒性的化合物?；诖我幚韺W所引發(fā)毒性研究新藥發(fā)現階段毒性研究

－基于機制的策略整理ppt藥物的次要藥理效應，即對主要藥效靶標之外的其它靶104

化學介導性毒性的發(fā)生與某一個（類）特定化學物的理化性質密切相關，但與藥物作用的靶標無關，如氧化應激反應、磷脂病或溶血等策略：可采用體外篩選模型確定毒性與化合物的理化性質、結構、代謝物及藥效之間的關系，并在此基礎上進行結構的優(yōu)化與篩選.關注化學介導的毒性常與特殊的化學基團和代謝活化過程有關。

基于化學介導性的毒性研究新藥發(fā)現階段毒性研究

－基于機制的策略整理ppt化學介導性毒性的發(fā)生與某一個（類）特定化學物的105高通量毒性篩選技術10’s/年100’s/年10,000’s/年100,000’s/天高通量分子機制1-3/年整理ppt高通量毒性篩選技術10’s/年100’s/年10,000’s106計算毒理學虛擬篩選技術根據化合物的毒性和結構特征，建立定量結構活性關系（QSAR）計算機模型來對化學物的各種毒性終點進行預測和篩選基于知識的專家系統(tǒng)（Knowledge-basedsystem)軟件：DEREK

(急性毒性、致癌、致畸、致突變、刺激性、皮膚敏感性、神經毒性)基于知識的專家系統(tǒng)（Knowledge-basedsystem）軟件：HarzardExpert

（化合物名稱、給藥途徑、劑量和用藥時程，程序給出結果）CYP抑制：CeriusADME；hERG：同源性模型；遺傳毒性和致癌性：TOPKAT，CASE，EREK等；安全性藥理：BioPrint整理ppt計算毒理學虛擬篩選技術根據化合物的毒性和結構特征，建107藥物早期虛擬篩選程序用計算機篩選的方法稱為虛擬篩選，或稱insilico篩選，成為insilico-invitro-invivo模式。用一系列“基于知識的濾片”對虛擬庫“篩選”，以“濃縮”出能夠滿足預定標準的化合物。這些濾片包括類藥性(druglike)，藥代動力學性質，毒性，知識產權問題以及與受體的互補性或與配體的相似性等，是通過數據庫搜尋和計算化學實現的。

整理ppt藥物早期虛擬篩選程序用計算機篩選的方法稱為虛擬篩選，或稱in108早期基本毒性實驗技術體外技術及人類模型的應用不依賴于完整動物，如原代培養(yǎng)的細胞、組織和器官人類組織庫、捐獻器官、尸檢材料等人類胚胎干細胞低等物種的利用植物、細菌、真菌、昆蟲或軟體動物等秀麗線蟲(Caenorhabditiselegans)斑馬魚(Daniorerio,Zebrafish)物理化學方法與計算機的使用QSAR模型整理ppt早期基本毒性實驗技術體外技術及人類模型的應用整理ppt109早期基本毒性試驗常用方法急性毒性固定劑量法上下法等QSAR模型和體外細胞毒性數據進行預測體外技術及人類模型不依賴于完整動物，如原代培養(yǎng)的細胞、組織和器官人類組織庫、捐獻器官等人類胚胎干細胞代謝模型：METEOR、MetabolExpert、COMPACT和META等計算機模型CYPs體外模型靶器官和靶系統(tǒng)毒性研究：心、肝、腎臟和神經毒性整理ppt早期基本毒性試驗常用方法急性毒性整理ppt110急性毒性檢測方法的選用急性毒性上下法固定劑量法經典LD50法標準方法，實驗動物數量過多減少實驗動物使用，但不能求得具體的LD50值減少實驗動物及受試物的消耗,能測得具體的LD50值整理ppt急性毒性檢測方法的選用急性毒性上下法固定劑量法經典LD50法111發(fā)現毒理學：

應用于藥物研究早期發(fā)現階段，通過毒理學篩選和評價，及早地發(fā)現和淘汰有嚴重毒性問題不適合開發(fā)的化合物，指導合成更安全有效的化合物。主要包括：短期毒性篩選系統(tǒng)；結構-活性關系研究；各種新技術（特別是組學技術）的應用。藥物發(fā)現階段-毒性評價整理ppt發(fā)現毒理學：應用于藥物研究早期發(fā)現階段，通112在合成出一系列新化學物后，藥理和毒理學家同時采用快速、低耗、高通量篩選系統(tǒng)進行藥效和毒性的同步篩選，找出真正有苗頭的候選化合物；在此基礎上，確定NCEs的臨床前毒性作用機制和定量構效關系,指導合成毒性較低的系列化合物；最后毒理學家再按照該類化合物的毒性機制選出合適的體內動物實驗模型，對有苗頭的化合物做體內毒性評價；按照上述藥物開發(fā)模式可盡快得到藥物的安全性資料，這樣使藥物研發(fā)的費用降低，周期縮短，動物減少，成功率提高。藥物發(fā)現毒理學研究研究程序整理ppt在合成出一系列新化學物后，藥理和毒理學家同時采用快速、低耗、113根據化合物的毒性和結構特征，建立定量結構活性關系（QSAR）計算機模型來對化學物的各種毒性終點進行預測和篩選預測生物學終點：急性毒性、致癌、致畸、致突變、刺激性、皮膚敏感性、神經毒性基于知識的專家預測系統(tǒng)（Knowledge-basedsystem)軟件：DEREK、Oncologic、HazardExpert（化合物名稱、給藥途徑、劑量和用藥時程，程序給出預測）基于數據建模的預測系統(tǒng)（Datadrivensystem)TOPKAT、MCASE、PASS、Lazar計算毒理學虛擬篩選技術整理ppt根據化合物的毒性和結構特征，建立定量結構活性關系（Q114早期基本毒性實驗技術體外技術及人類模型的應用不依賴于完整動物，如原代培養(yǎng)的細胞、組織和器官人類組織庫、捐獻器官、尸檢材料等人類胚胎干細胞低等物種的利用植物、細菌、真菌、昆蟲或軟體動物等秀麗線蟲(Caenorhabditiselegans)斑馬魚(Daniorerio,Zebrafish)物理化學方法與計算機的使用QSAR模型整理ppt早期基本毒性實驗技術體外技術及人類模型的應用整理ppt115早期基本毒性試驗常用方法急性毒性固定劑量法上下法等QSAR模型和體外細胞毒性數據進行預測體外技術及人類模型不依賴于完整動物，如原代培養(yǎng)的細胞、組織和器官人類組織庫、捐獻器官等人類胚胎干細胞代謝模型：METEOR、MetaboExpert、COMPACT和META等計算機模型CYPs體外模型靶器官和靶系統(tǒng)毒性研究：心、肝、腎臟和神經毒性整理ppt早期基本毒性試驗常用方法急性毒性整理ppt116急性毒性檢測方法的選用急性毒性上下法固定劑量法經典LD50法標準方法，實驗動物數量過多減少實驗動物使用，但不能求得具體的LD50值減少實驗動物及受試物的消耗,能測得具體的LD50值整理ppt急性毒性檢測方法的選用急性毒性上下法固定劑量法經典LD50法117實驗動物：小鼠;相鄰劑量比值：1.3結果分析：AOT425StatPgm統(tǒng)計軟件(EPA開發(fā))上下法檢測新化學實體LD50值典型上-下法急性毒性試驗方案整理ppt實驗動物：小鼠;相鄰劑量比值：1.3上下法檢測新化學實體L118高通量毒性篩選(HTS)整理ppt高通量毒性篩選(HTS)整理ppt119mRNA前體DNAmRNAmRNA蛋白質內源性代謝物生理功能（基因組）（轉錄組）（蛋白質組）

（代謝組）2D凝膠電泳質譜c