急毒试验最大给药量和最大耐受量辨析

1、急毒试验最大给药量和最大耐受量辨析【临床药学讨论版】药物急性毒性试验最大给药量和最大耐受量（MTD）是两个不同的概念，在药物非临床安全性评价中表示的是通过不同研究途径得出的两种安全性评价参考信息。然而，我们在审评过程中经常碰到申报单位提供的中药急性毒性试验研究资料中将最大耐受量和最大给药量的概念混淆的现象。这种概念混淆不但影响了新药研究资料的科学性和严谨性，而且一定程度上也影响了对药物急性毒性情况的评价和分析。现行的药物急性毒性研究技术指导原则（包括化学药和中药、天然药物）中明确:“最大耐受量（Maximaltolerancedose,MTD）：指动物能够耐受的而不引起动物死亡的最高剂量”医学

2、教育网整理发布。这一概念的提出主要是出于从获取安全性信息的角度考虑，有时对实验动物的异常反应和病理过程的观察、分析，较以死亡为观察指标更有毒理学意义。资料来源：医学教育网而最大给药量的概念则源于采用最大给药量法进行药物的急性毒性试验，即最大给药量试验。现行化学药物急性毒性研究技术指导原则中明确：“对于某些低毒的受试物可采用该方法。指在合理的最大给药浓度及给药容量的前提下，以允许的最大剂量单次给药或24小时内多次给药（剂量一般不超过5g/kg体重），观察动物出现的反应。一般使用10-20只动物，连续观察14天。”中药、天然药物急性毒性研究技术指导原则中明确：“最大给药量指单次或24小时内多次（2

3、-3次）给药所采用的最大给药剂量。最大给药量试验是指在合理的给药浓度及合理的给药容量的条件下，以允许的最大剂量给予实验动物，观察动物出现的反应。”根据两者的概念，我们不难发现两者的区别：MTD强调的是不引起受试动物死亡的最高剂量，言下之意如果超过该剂量，就会出现受试动物死亡情况。因此，理论上讲，MTD对于一个药物来说是一个相对固定的值，该数值本身对于阐明某个药物的急性毒性情况就是一个重要的参考信息。当然，在具体的MTD测定过程中，我们同样需要密切观察和分析受试动物在MTD下出现的异常反应和病理过程，并综合起来分析和评价药物的急性毒性情况。最大给药量法关注的不仅仅是最大给药量的数值，其另一个关注

4、点是在最大给药量下，受试动物的反应情况，可以是无明显毒性反应，也可以是出现某些毒性反应（具体是什么应详细阐明），甚至可以是出现少数动物死亡。只有将这两个关注点结合起来，才能体现最大给药量法急性毒性试验的最终结果。仅仅给出最大给药量的数值，而没有说明最大给药量下受试动物的反应情况，则违背了最大给药量法（最大给药量试验）的原则和目的，也未达到急性毒性试验研究的真正目的。另外，由于同一个药物在急性毒性试验时采用的受试样品可能不一致（尤其是中药新药研究过程中，可能采用添加了辅料的制剂成品，也可能是浸膏粉，也可能是粗提物），导致所能配制的药物最大浓度发生变化，致使在一定前提下同一个药物的最大给药量数值不

5、是唯一或相对固定的一个数值，但只要结合在该剂量下受试动物的反应情况，上述得出不同最大给药量数值的急性毒性试验便可较为全面、客观地阐明和反映某一药物的急性毒性情况。让我们来看一个具体的案例：医学教育网整理发布某一申报临床研究的中药复方口服制剂，其研究单位在进行急毒试验时，先进行半数致死量（LD50）测定预试验，发现在最大给药浓度和最大给药体积下（胶囊内容物给药），未见动物出现死亡。研究单位便转而进行了最大耐受量（MTD）测定试验，采用在一天内间隔6小时两次灌胃给予受试物（胶囊内容物）最大给药浓度和最大给药体积，折合成生药给药量为40.19g/kg，给药后连续观察14天，记录给药后动物出现的反应情

6、况。其试验结论如下：“小鼠急性毒性测定结果表明，XXX胶囊口服毒性很小，未能测出LD50，在进行小鼠最大耐受量试验时，也无明显中毒症状及死亡发生，故限于给药浓度和给药体积，测得XXX胶囊小鼠口服的最大耐受量为40.19g（生药）/kg，相当于人临床拟用量（0.15g/kg）的267.93倍。”该研究资料中存在下列问题：第一、在采用胶囊内容物最大给药浓度和最大给药体积给药未见动物出现死亡的情况下，转而进行胶囊内容物的MTD测定试验，其本身违背了MTD的概念。如严格按MTD的定义，此种情况下已经无法测定本品胶囊内容物的MTDo其实，研究单位进而进行的是该品种胶囊内容物的最大给药量法急性毒性试验即最

7、大给药量试验。测得的40.19g生药/kg不是本品的MTD，而是本品胶囊内容物的最大给药量。此时，申报单位还应该在结论中描述该最大给药量下，受试动物出现的反应情况。第二、按本急毒研究预试验的提示，实际上采用本品的制剂成品（胶囊内容物）已经无法测定其MTD；但如果选用本品的纯浸膏粉作为受试物，由于去掉了辅料，可以使药物的配制浓度（含生药量浓度）提高，此时也许能测出本品的MTD，甚至是LD50，而且本品的MTD一般会大于40.19g生药/kg。第三、对于以上试验的结论还有一种粗糙的表述方法，即本品的LD5040.19g生药/kg或MTD40.19g生药/kg。当然，这样的试验结论对于反应和评价本品

8、的急性毒性情况没有太大的参考价值。申报单位或研究者出现最大给药量和最大耐受量概念的混淆是有一定的历史背景和原因的。笔者曾查阅较多以往有关新药临床前安全性评价与实践的书籍和研究文献，其中绝大部分参考书籍和文献对最大给药量法急性毒性试验未作详细、明确的介绍，甚至也有将最大给药量和MTD的概念混淆的；以前颁布的中药新药研究指南和新药（西药）毒理学研究指导原则也未能将最大给药量和MTD的概念进行明确的界定。但是，药物的安全性评价工作是与时俱进的。国家药品监督管理局1999年颁布的中药新药药理毒理研究的技术要求中就已明确，可以采用最大给药量试验进行中药急性毒性试验，该要求指出“如因受试物的浓度或体积限制

9、，无法测出半数致死量（LD50）时，可做最大给药量试验。试验应选用拟推荐临床试验的给药途径，以动物能耐受的最大浓度、最大体积的药量一次或一日内2-3次给予动物（如用小鼠，动物数不得少于20只，雌雄各半），连续观察7天，详细记录动物反应情况，计算出总给药量（折合生药量g/kg）”。我国现行的药物急性毒性研究技术指导原则以及FDA、ICH的相关指导原则均对MTD和最大给药量的概念进行了明确定义和界定，其原因是研究人员已经认识到对这两个概念的明确和区分，可以使药物的急性毒性评价研究更加科学化，使得急性毒性研究结论的描述更加规范化，进而使评价结果更具有临床参考价值。这也符合药物研发和技术评价的发展规律

10、和根本原则。因此，笔者希望通过以上两个概念的明晰，进一步规范药物急性毒性研究及相关资料的撰写，进而提高药物安全性评价工作的质急毒试验最大给药量和最大耐受量辨析来源:CDE作者:张晓东时间:2002-11-2815:23:21药物急性毒性试验最大给药量和最大耐受量（MTD）是两个不同的概念，在药物非临床安全性评价中表示的是通过不同研究途径得出的两种安全性评价参考信息。然而，我们在审评过程中经常碰到申报单位提供的中药急性毒性试验研究资料中将最大耐受量和最大给药量的概念混淆的现象。这种概念混淆不但影响了新药研究资料的科学性和严谨性，而且一定程度上也影响了对药物急性毒性情况的评价和分析。现行的药物急性

11、毒性研究技术指导原则（包括化学药和中药、天然药物）中明确：“最大耐受量（Maximaltolerancedose,MTD）：指动物能够耐受的而不引起动物死亡的最高剂量”这一概念的提出主要是出于从获取安全性信息的角度考虑，有时对实验动物的异常反应和病理过程的观察、分析，较以死亡为观察指标更有毒理学意义。而最大给药量的概念则源于采用最大给药量法进行药物的急性毒性试验，即最大给药量试验。现行化学药物急性毒性研究技术指导原则中明确：“对于某些低毒的受试物可采用该方法。指在合理的最大给药浓度及给药容量的前提下，以允许的最大剂量单次给药或24小时内多次给药（剂量一般不超过5g/kg体重），观察动物出现的反

12、应。一般使用10-20只动物，连续观察14天。”中药、天然药物急性毒性研究技术指导原则中明确：“最大给药量指单次或24小时内多次（2-3次）给药所采用的最大给药剂量。最大给药量试验是指在合理的给药浓度及合理的给药容量的条件下，以允许的最大剂量给予实验动物，观察动物出现的反应。”根据两者的概念，我们不难发现两者的区别：MTD强调的是不引起受试动物死亡的最高剂量，言下之意如果超过该剂量，就会出现受试动物死亡情况。因此，理论上讲，MTD对于一个药物来说是一个相对固定的值，该数值本身对于阐明某个药物的急性毒性情况就是一个重要的参考信息。当然，在具体的MTD测定过程中，我们同样需要密切观察和分析受试动物

13、在MTD下出现的异常反应和病理过程，并综合起来分析和评价药物的急性毒性情况。最大给药量法关注的不仅仅是最大给药量的数值，其另一个关注点是在最大给药量下，受试动物的反应情况，可以是无明显毒性反应，也可以是出现某些毒性反应（具体是什么应详细阐明），甚至可以是出现少数动物死亡。只有将这两个关注点结合起来，才能体现最大给药量法急性毒性试验的最终结果。仅仅给出最大给药量的数值，而没有说明最大给药量下受试动物的反应情况，则违背了最大给药量法（最大给药量试验）的原则和目的，也未达到急性毒性试验研究的真正目的。另外，由于同一个药物在急性毒性试验时采用的受试样品可能不一致（尤其是中药新药研究过程中，可能采用添加

14、了辅料的制剂成品，也可能是浸膏粉，也可能是粗提物），导致所能配制的药物最大浓度发生变化，致使在一定前提下同一个药物的最大给药量数值不是唯一或相对固定的一个数值，但只要结合在该剂量下受试动物的反应情况，上述得出不同最大给药量数值的急性毒性试验便可较为全面、客观地阐明和反映某一药物的急性毒性情况。让我们来看一个具体的案例：某一申报临床研究的中药复方口服制剂，其研究单位在进行急毒试验时，先进行半数致死量（LD50）测定预试验，发现在最大给药浓度和最大给药体积下（胶囊内容物给药），未见动物出现死亡。研究单位便转而进行了最大耐受量（MTD）测定试验，采用在一天内间隔6小时两次灌胃给予受试物（胶囊内容物）

15、最大给药浓度和最大给药体积，折合成生药给药量为40.19g/kg，给药后连续观察14天，记录给药后动物出现的反应情况。其试验结论如下:“小鼠急性毒性测定结果表明，XXX胶囊口服毒性很小，未能测出LD50,在进行小鼠最大耐受量试验时，也无明显中毒症状及死亡发生，故限于给药浓度和给药体积，测得XXX胶囊小鼠口服的最大耐受量为40.19g（生药）/kg，相当于人临床拟用量（0.15g/kg）的267.93倍。”试验目的:急性毒性试验是在24小时内给药1次或2次（间隔6-8小时），观察动物接受过量的受试药物所产生的急性中毒反应，为多次反复给药的毒性试验设计剂量、分析毒性作用的主要靶器官、分析人体过量时

16、可能出现的毒性反应、I期临床的剂量选择和观察指标的设计提供参考信息等。一、啮齿类动物单次给药的毒性试验（一）试验条件1动物品系:常用健康的小鼠、大鼠。选用其他动物应说明原因。年龄一般为7-9周龄。同批试验中，小鼠或大鼠的初始体重不应超过或低于所用动物平均体重的20%。实验前至少驯养观察1周，记录动物的行为活动、饮食、体重及精神状况。2饲养管理:动物饲料应符合动物的营养标准。若用自己配制的饲料，应提供配方及营养成分含量的检测报告；若是购买的饲料，应注明生产单位。应写明动物饲养室内环境因素的控制情况。3受试药物:应注明受试药物的名称、批号、来源、纯度、保存条件及配制方法。（二）试验方法:由于受试药

17、物的化学结构、活性成分的含量、药理、毒理学特点各异，毒性也不同，有的很难观察到毒性反应，实验者可根据受试药物的特点，由下列几种实验方法中选择一种进行急性毒性试验。伴随测定半数致死量（LD50）的急性毒性试验方法。最大耐受剂量（MTD）试验方法：最大耐受剂量，是引起动物出现明显的中毒反应而不产生死亡的剂量。最大受试药物量试验方法：在合理的浓度及合理的容量条件下，用最大的剂量给予实验动物，观察动物的反应。单次口服固定剂量方法（Fixed-doseprocedure）。选择5、50、500和2000mg/kg四个固定剂量。实验动物首选大鼠，给药前禁食6-12小时，给受试药物后再禁食3-4小时。如无资

18、料证明雄性动物对受药试物更敏感，首先用雌性动物进行预试。根据受试药物的有关资料，由上述四个剂量中选择一个作初始剂量，若无有关资料作参考，可用500mg/kg作初始剂量进行预试，如无毒性反应，则用2000mg/kg进行预试，此剂量如无死亡发生即可结束预试。如初始剂量出现严重的毒性反应，那就用下一个挡次的剂量进行预试，如该动物存活，就在此两个固定剂量之间选择一个中间剂量试验。每个剂量给一只动物，预试一般不超过5只动物。每个剂量试验之间至少应间隔24小时。给受试药物后的观察期至少7天，如动物的毒性反应到第7天仍然存在，尚应继续再观察7天。在上述预试的基础上进行正式试验。每个剂量最少用10只动物，雌雄各半。根据预试的结果，由前面所述的四种剂量中选择出可能产生明显毒性但又不引起死亡的剂量；如预试结果表明，50mg/kg引起死亡，则降低一个剂量档次试验。试验观察：给受试药物后至少应观察2周，根据毒性反应的具体特点可适当延长。对每只动物均应仔细观察和详细记录各种毒性反应出现和消失的时间。给受试药物当天至少应观察记录两次，以后可每天一次。观察记录的内容包括皮肤、粘膜、毛色、眼睛、呼吸、循环、自主及中枢神经系统行为表现等。动物死亡时间的记录要准确。给受试药物前