中藥毒理學實驗包括哪些內容?
中藥毒理學實驗主要包括急性毒性、長期毒性、局部毒性、一般藥理、特殊毒性等實驗內容。
1. 急性毒性實驗 中藥急性毒性實驗是指在不同的給藥途徑條件下,1次或24小時內多次給予動物受試藥物(包括中藥、復方、中藥或復方的提取物、中成藥)后,短期(最長到14天)內觀察受試藥物所產生的毒性反應及動物死亡狀況。其目的主要是初步估計受試藥物毒性大小,提供有關藥物可能的毒性靶器官及可能死亡原因的信息,提示在后續試驗中需要重點觀察的指標信息,為長期毒性實驗劑量設計提供重要的參考依據,為臨床用藥的安全及監測提供依據,減少實驗中的風險等。
中藥急性毒性實驗方法常用的主要包括LD50法、最大耐受量法和最大給藥量法。LD50法適合于毒性大的中藥,是反映有毒中藥半數動物死亡的劑量,是標志動物急性毒性反應程度的重要指標。最大耐受量法適合于無法測出LD50值的中藥的安全性評估,通常采用一次或一日內多次給予動物受試物,觀察動物是否出現中毒癥狀及其他病理變化,但應注意,應用該法若動物未出現毒性,則僅說明在該條件下未能測出LD50,不代表受試物無任何毒性。最大給藥量法適用于因中藥藥物濃度或給藥體積限制而無法測出LD50或最大耐受量的中藥急性毒性研究方法。如鼻腔噴霧劑、陰道洗劑、膏藥、貼劑等,值得注意的是,應用該法未測出毒性僅說明在此給藥體積、給藥濃度及給藥途徑下,受試藥物對某種動物無明顯毒性,但不代表受試物無毒。
2. 長期毒性實驗 中藥長期毒性實驗是指在不同的給藥途徑條件下,長期、反復給予受試中藥、復方、中藥或復方的提取物、中成藥后,長期觀察實驗動物所表現的毒性特征。中藥長期毒性實驗的主要目的包括五個方面:①預測受試物可能引起的臨床不良反應(包括不良反應的性質、程度、劑量-反應和時間-反應關系、可逆性等);②推測受試物重復給藥的臨床毒性靶器官或靶組織,為臨床安全用藥的劑量設置提供參考依據;③預測臨床實驗的起始劑量和重復用藥的安全劑量范圍;④提示臨床實驗中需重點監測的生理生化指標;⑤為臨床實驗中的解毒或解救措施提供參考信息。
中藥長期毒性研究動物實驗方法主要有口服給藥長期毒性實驗、注射給藥長期毒性實驗和皮膚外用藥長期毒性實驗。其中,口服給藥長期毒性實驗適合于丸劑、片劑、顆粒劑、膠囊劑、酒劑、口服液等劑型;注射給藥長期毒性實驗適合于混懸注射劑和提純成分的澄明注射劑,給藥方式主要有肌肉、腹腔、靜脈、皮下注射;皮膚外用藥長期毒性實驗主要適合于針對臨床皮膚或骨科疾患的膏藥、涂膜劑,也有散劑等劑型。
中藥長期毒性實驗一般需采用兩種動物進行,即嚙齒類(常用大鼠)和非嚙齒類(常用Beagle犬或猴);皮膚外用藥的長期毒性實驗常用家兔和豚鼠,特別需要也可用猴。受試藥物應選用制備工藝穩定、符合臨床試用質量標準規定的中試樣品。劑量設計,高劑量應使動物出現明顯毒性或嚴重的毒性反應或個別動物出現死亡,中劑量應使動物出現輕微的或中等程度的毒性反應且其劑量在高、低劑量之間并與二者成倍數關系,低劑量應高于藥效學試驗的最佳有效劑量且動物不出現毒性反應;一般情況下至少應設3個劑量組和溶媒或賦形劑對照組,必要時還需設立空白對照組和/或陽性對照組。受試物的給藥途徑一般要求與臨床擬用途徑一致,當臨床給藥途徑在動物身上難以達到或根本無法達到時可允許用別的給藥途徑,但應與臨床的給藥途徑盡量接近并充分保證受試物給藥劑量的準確性和藥物的穩定性。給藥周期應是臨床療程的3倍,恢復期觀察時間的長短應視實驗的具體情況而定,若實驗中某些檢查指標出現異常,可將恢復期相應延長。恢復期觀察的目的是了解被試藥物致動物毒性反應的可逆程度,發現可能出現的遲發性反應。
需要注意的是,長期毒性動物實驗指標若沒有統計學意義,不等于沒有生理學意義,有統計學意義不等于有生物學意義;還應注意長期毒性實驗結果的判定與藥效學實驗結果的統一性問題和兩種動物長期毒性實驗結果的不一致性分析。
3. 局部毒性實驗 中藥局部毒性實驗是指觀察受試藥物(包括中藥、復方、中藥或復方的提取物、中成藥)是否對機體局部產生刺激性、溶血性、過敏性、光敏性等毒性的研究方法。其主要目的是研究所觀察到的藥物不良反應和病理生理毒性作用機制,確定受試藥物可能關系到人的安全性的非期望出現的毒性反應,為臨床研究和安全用藥提供參考信息。
中藥局部毒性實驗主要包括刺激性實驗、溶血性實驗、過敏性實驗、光敏性實驗等方面。
(1)刺激性實驗 是考察動物的血管、肌肉、皮膚、黏膜及眼等部位接觸受試物后是否引起紅腫、充血、滲出、變性、壞死或結膜充血、水腫及分泌物增多等局部反應,包括血管刺激性、肌肉刺激性、皮膚刺激性、眼刺激性、腸黏膜刺激性和子宮黏膜刺激性等實驗。血管刺激性實驗是評價中藥靜脈注射劑對血管刺激作用的常用方法,實驗動物常用家兔;肌肉刺激性實驗是評價中藥肌內注射劑對肌肉刺激作用的常用方法,實驗動物常用家兔、大鼠和豚鼠;皮膚刺激性實驗包括完整皮膚和破損皮膚的刺激性實驗,實驗動物常用家兔和豚鼠;眼刺激性實驗主要用于評價滴眼劑、頭面部皮膚外用藥、頭部殺蟲或清潔消毒的洗劑等對眼刺激的影響,實驗動物常用家兔;黏膜刺激性實驗是評價腸道、婦科外用方藥對腸黏膜或陰道黏膜刺激的常用方法,但應注意,人類和哺乳類動物腸道、陰道的生理結構差異對藥物的反應有很大不同,故結論應慎重。
(2)溶血性實驗 是指觀察受試物是否引起溶血和紅細胞凝集的反應。體外溶血性實驗是評價中藥有無溶血作用的常用方法,但體外實驗結果易致假陽性,故實驗結果僅供參考。
(3)皮膚過敏性實驗 是觀察外用中藥較長時間接觸皮膚后,對機體是否產生如紅斑、丘疹、瘙癢等過敏性反應的實驗方法。實驗動物常用豚鼠,因其皮膚對藥物敏感性強,能較好地預測藥物對人類的致敏性,但應注意實驗結果易出現假陰性。全身過敏性實驗是評價注射劑有無過敏性的常用方法,豚鼠是目前公認的進行過敏性實驗的最適動物,但應注意沒有一種動物的反應機制與人類完全一樣這個事實,結論宜審慎。
(4)皮膚光敏性實驗 主要用于預測皮膚外用中藥對人類的光敏性危險發生率,分為皮膚光敏實驗和光毒性實驗兩種。其中,皮膚光敏實驗需要藥物、免疫系統和光三種條件具備才會發生,目前較成熟的、應用較多的實驗方法有弗氏完全佐劑法。光毒性較光敏性發生率高,常在第一次接觸受試藥后數小時內發生,其嚴重程度與劑量相關。常用實驗動物有小鼠、豚鼠和大鼠;小鼠實用、價格低廉易得、操作簡便、指標客觀,但因其皮膚較薄,易致假陽性結果;豚鼠較小鼠評價紅斑指標更容易和客觀;大鼠的光毒性表現可致尾腫脹。鑒于動物種屬差異,光毒性實驗應采用不同動物進行。
4. 一般藥理實驗 中藥一般藥理實驗是指除受試藥物(包括中藥、復方、中藥或復方的提取物、中成藥)主要藥效學以外廣泛的藥理作用研究,也稱為系統藥理學研究,是在一次性給予動物實驗藥物后觀察其對動物中樞神經、心血管和呼吸等系統的影響研究。其主要目的是確定受試藥物可能關系到人的安全性的非期望出現的藥物效應,評價受試方藥在毒理學或臨床研究中觀察到的藥物不良反應及病理生理作用,研究所觀察到的不良反應和病理生理作用并推測藥物導致不良反應的作用機制,為臨床研究和安全用藥提供信息,為長期毒性試驗設計和開發新的適應證提供參考。
中藥一般藥理學實驗主要是觀察藥物對中樞神經、心血管和呼吸系統的影響,此外,根據研究發現和藥物的特點還可進行后續實驗,包括藥物對消化系統、泌尿系統等的影響。實驗應盡量在清醒動物身上進行,選用麻醉動物時應注意麻醉藥的選擇是否會影響該動物或該指標的觀察;受試藥物給藥途徑原則上應與臨床擬用途徑一致,與主要藥效學實驗的給藥途徑一致;受試藥物劑量的選擇主要依據是主要藥效學實驗的劑量,要求其高劑量、中劑量應高于藥效學的有效劑量并與低劑量呈倍數關系,理論上高劑量應有部分動物出現毒性反應或死亡,其低劑量相當或高于藥效學有效劑量,不出現任何異常;還應根據實驗指標的具體要求設置空白對照組或陽性對照組。
5. 特殊毒性實驗 中藥特殊毒性實驗是指進行受試藥物(包括中藥、復方、中藥或復方的提取物、中成藥)的致突變、致畸、致癌實驗。其目的主要是證實受試藥物有無“三致”,為臨床該藥的受試人群提供參考信息,降低臨床風險。
(1)中藥致突變實驗 研究方法主要包括以遺傳基因突變為指標的實驗、以染色體畸變為指標的實驗、以DNA損傷為指標的實驗。其中,以遺傳基因突變為指標的實驗包括鼠傷寒沙門菌營養缺陷型回復突變實驗(Ames實驗)和次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶(HPRT)位點分析實驗兩種。以染色體畸變為指標的實驗,包括染色體畸變實驗和微核實驗兩種,染色體畸變實驗是公認的成熟和可靠的細胞遺傳學檢測方法之一,分為體外實驗和體內實驗。以DNA損傷為指標的實驗是評估一種化學物質到達DNA分子并引起DNA改變的一種手段,目前常用大鼠原代肝細胞DNA修復實驗,該法是分析化學物質基因毒活性和潛在致癌性的非常有價值的方法。中藥致突變實驗研究時,受試方藥的適用性問題、受試藥的溶解性問題、代謝活化和陽性對照問題及結果的判斷與評價問題是應特別注意的。當前,大部分中藥的樣品為混合物,其澄明度和理化性質難以控制,使體外實驗結果難以判斷而容易造成假陽/陰性結果,因此,中藥致突變實驗研究體外實驗結果的參考價值是有限的,應以體內實驗結果為主,但也應注意受試方藥作用靶器官問題。
(2)中藥生殖毒性實驗 包括一般生殖毒性、致畸敏感期生殖毒性、圍產期生殖毒性3方面,可分別判定受試物對妊娠前和妊娠初期生殖毒性、胚胎毒性和致畸性,分娩、哺乳及胎兒晚期發育、出生后生長和發育毒性的可能影響。圍產期生殖毒性實驗可以發現在一般生殖毒性、致畸敏感期生殖毒性實驗中可能掩蓋的致畸性,該期實驗是評估藥物生殖毒性的關鍵。近年來發展了3種生殖毒性短期體外篩查實驗,即細胞體外培養、器官體外培養、全胚胎培養。這3種實驗方法具有節約經費、快速檢查致畸原的優點,但操作復雜,且應注意同一藥物體內實驗和體外實驗對胚胎發育的異常影響存在差異。
(3)中藥致癌實驗 是在中藥研究和新藥開發的安全性評價中實驗周期最長、實驗費用高昂、動物消耗量大的一種實驗。我國中藥新藥致癌實驗要求中對致癌實驗的動物選擇、劑量設置、實驗結果評估與判斷標準均有規定。若中藥有效成分及其制劑、中藥新藥材制成的制劑、中藥材新的藥用部位制成的制劑、無法定標準的中藥材代用品、來源于無法定標準中藥材的有效部位制劑、含有無法定標準藥材的現代中藥復方制劑中,如果含有與已知致癌物有關、代謝產物與已知致癌物質相似的成分,或長期毒性實驗中有細胞毒作用及對某些臟器和組織細胞有異常顯著促進作用、致突變實驗為陽性的中藥新藥,要求進行致癌實驗。致癌性實驗結果的判斷標準是:給藥組出現了對照組沒有發生的腫瘤類型;對照組和給藥組均發生腫瘤,但給藥組腫瘤發生率高于對照組;與對照組比較,給藥組有更多不同器官和組織發生腫瘤;對照組和給藥組之間的腫瘤發生率雖然沒有差異,但給藥組的腫瘤發生時間比對照組早,符合上述條件之一的可判定受試物致癌陽性。