药物毒理学实验与学习指导

目录

第一部分　药物毒理学实验

第一章　药物毒理学实验基本知识　1

第一节　药物毒理学基本知识　1

第二节　药物毒理学实验内容　6

第三节　药物毒理学实验的要求　7

第四节　实验记录与报告的撰写　7

第二章　药物毒理学实验的国家要求　10

实验一　急性肝损伤实验　16

实验二　急性肾损伤实验　19

实验三　急性肺损伤实验　22

实验四　小鼠精子畸形实验　26

实验五　小鼠骨髓细胞微核实验　31

实验六　体外溶血实验　35

实验七　GLP实验室模拟　37

实验八　豚鼠皮肤过敏实验　40

实验九　豚鼠皮肤光毒性实验　44

实验十　热原实验　47

实验十一　不同药物的急性经口毒性实验　50

第二部分　药物毒理学学习指导与习题集

第一章　总论　54

第二章　药物毒效动力学　57

第三章　药物毒代动力学　59

第四章　药物对消化系统的毒性作用　61

第五章　药物对泌尿系统的毒性作用　63

第六章　药物对呼吸系统的毒性作用　65

第七章　药物对神经系统的毒性作用　67

第八章　药物对心血管系统的毒性作用　69

第九章　药物对皮肤的毒性作用　71

第十章　药物对眼的毒性作用　73

第十一章　药物致癌作用　75

第十二章　药物的生殖毒性和发育毒性　77

第十三章　药物的遗传毒性　79

第十四章　药物依赖性　82

第十五章　全身用药的毒性评价　85

第十六章　局部用药的毒性评价　87

第十七章　生物/基因类药物安全性评价　89

第十八章　药物非临床安全性评价与GLP实验室　92

第十九章　临床药物毒理学概述　94

第三部分　习题参考答案及解析

第一章　总论　96

第二章　药物毒效动力学　98

第三章　药物毒代动力学　100

第四章　药物对消化系统的毒性作用　102

第五章　药物对泌尿系统的毒性作用　104

第六章　药物对呼吸系统的毒性作用　106

第七章　药物对神经系统的毒性作用　108

第八章　药物对心血管系统的毒性作用　110

第九章　药物对皮肤的毒性作用　112

第十章　药物对眼的毒性作用　114

第十一章　药物致癌作用　116

第十二章　药物的生殖毒性和发育毒性　118

第十三章　药物的遗传毒性　120

第十四章　药物依赖性　123

第十五章　全身用药的毒性评价　126

第十六章　局部用药的毒性评价　128

第十七章　生物/基因类药物安全性评价　129

第十八章　药物非临床安全性评价与GLP实验室　133

第十九章　临床药物毒理学概述　137

第一部分药物毒理学实验

第一章药物毒理学实验基本知识

Basic Knowledge of DrugToxicology Experiments

学习目标

一、知识目标

【掌握】

1.能够阐述现代毒理学、药物毒理学内涵。

2.能够阐述药物毒理学三大研究领域的区别与联系。

3.能够阐述药物毒理学的研究方法和特点。

【熟悉】

1.能够复述药物毒理学发展简史。

2.能够复述药物毒理学实验技术领域的*新研究进展。

【了解】

1.新技术对药物安全性评价的影响。

2.药物安全性评价的新模式全程式药物安全性评价。

二、技能目标

1.能够掌握药物毒理学实验方法和基本技能。

2.能够阐述临床前药物毒理学研究目的和临床安全性评价的局限性。

3.能够运用药物毒理学知识解释合理用药的重要性，进而指导临床合理用药。

三、情感、态度和价值观目标

1.能够感受药害事件带来的不良影响。

2.能够关注药物的药效与毒性，树立全局意识，养成良好的辩证思维。

3.能够树立药品的安全观，科学培养新时代底线思维。

建议学时4学时。

第一节药物毒理学基本知识

著名的毒理学实验研究奠基人Paracelsus（1493—1541年）认为，万物皆毒，不存在任何非毒物质，剂量决定一种物质是毒物还是药物。药物具有两面性的特点，既对机体有治疗作用，也会产生不良反应而损害机体健康。药源性损害已成为全球重要的致死病因之一，仅次于心脑血管疾病、癌症、慢性阻塞性肺疾病等。20世纪以来层出不穷的重大药害事件，激发了广大医药工作者对药物毒性作用、毒性作用机制和风险管控的强烈关注，药物毒理学应运而生。

一般认为早期毒理学是研究毒物与其效应的科学，主要是石研究中毒的特征、机制、治疗和检测，特另提研究人类中毒或研究外源性化学物质对活生物体的有害作用，强调对毒物（poisons）的研究。毒理学的英文toxicology一词由希腊文toxikon（毒物）与logs（描述）两个词演变而来，也可反映上述特点。

现代毒理学（modern toxicology）是研究外源性因素（化学、物理、生物等因素）对机体的损害作用、生物学机制、安全性评价与危险性分析的学科，主要用于外源性物质对生物体的安全性和危险性评估。随着生命科学、化学及物理学的发展和各种新的测试仪器与技术方法的产生，现代毒理学与众多学科交叉渗透，主要的研究内容从组织器官水平进人细胞、分子和基因水平，由单纯的描述性毒理学发展为机制毒理学，由单纯研究毒性作用到参与新药的早期筛选和安全性评价。

药物毒理学（drng toxicology）是研究药物在一定条件下对机体损害的作用，并对药物毒性作用进行定性、定量评价及阐明药物对靶器官毒性作用机制的一门科学。药物毒理学是现代毒理学的一个分支，是从药理学和毒理学中逐步分化、独立出来的一门新兴学科，其中研究药物对机体的有害作用及规律的称为药物毒效动力学；研究机体对产生有害作用的药物（毒物）的代谢过程及其规律的称为药物毒代动力学。学习药物毒理学的目的是认识并掌握药物的毒性作用，为临床合理用药提供科学的依据，避免或减少用药过程中毒性作用的发生。因此药物毒理学既是一门与其他学科，尤其是生命科学有着密切联系、互相渗透的基础科学，又是一门与人们的生活、健康和经济建设及生态环境保护密切相关的应用科学，在社会和谐与可持续发展中起着日益重要的作用。

知识链接一药物毒理学的发展简史

药物毒理学既古老又新颖，说其古老是指其始于“神农尝百草”；说其新颖，是指随着医药科学技术的日新月异，毒理学的发展已把药物作用机制的研究从宏观引入微观，即从原来的系统、器官水平进入分子水平。回顾药物毒理学历史，大致可以分为古代、近代和现代三个阶段。

一、古代药物毒理学的发展史

1.中华民族对自然界存在的有毒物质的认识可以追溯到5000多年前。在“神农尝百草”的传说中就已有对食物、药物与毒物区别的描述。中国的第一部药学著作《神农本草经》中收录了365种药物（包括植物药、动物药和矿物药），按其毒性作用分为上、中、下三品，这是中国对早期药理学和毒理学里程碑式的贡献。

2.《黄帝内经》中已经明确了毒是一类致病因素而首次提出药物之毒和毒药的含义，后来成为大多数中医药著作的基础。

3.唐代医圣孙思邈的名著《备急千金要方》中收载药方5300余个，其中一个药方砒矾丸和紫金丹中的主药是砒霜，用于治疗哮喘。

4.明代李时珍的《本草纲目》被视为世界上第一部药物学和毒物学巨著，对许多毒物及药物的毒性都有记载。

5.古埃及人写的《埃伯斯纸草文稿》（处Papyrus）记载了700多种毒物和药物，它是国外描述毒物和解毒剂的第一本著作。古希腊人Dioscorrides（50～90年）将毒物分为植物毒物、动物毒物和矿物毒物，*先发现汞的毒性。

6.阿拉伯人Mainodides（1135—1204年）编辑了《毒物及其解毒剂》一书，记载了昆虫、蚊虫和狂犬咬伤的抗毒疗法，以及植物和矿物催吐、导泻的方法。

7.意大利人Petms（1250—1316年）撰写《关于中毒》，明确将毒物分为植物源性，动物源性和矿物源性三大类，并列出所有已知毒物的中毒症状和治疗方法。;

二、近代药物毒理学发展史

1.著名的瑞士毒理学实验研究奠基人Paracelsus（1493—1541年）提出“万物皆毒，不存在任何非毒物质，剂量决定一种物质是毒物还是药物”。

2.现代毒理学奠基人、西班牙医生Orfila（1787—1853年）提出现代毒理学的定义，系统地观察了有害物质在犬体内的量-毒关系，他是第一个利用尸检材料和系统化学分析作为中毒法律依据的毒理学家，并在1815年写了第一本专门讨论天然物质毒性的专著《毒理学概论》。

3.法国实验生理学家Magendile（1783—1855年）对依米丁、士的宁和箭毒的反应机制和体内分布进行了一系列的研究，为毒理学和药理学的研究奠定了基础。他的学生Bernard（1813—1878年），建立了确定药物和化学物（如箭毒、尼古丁、一氧化碳）作用机制的方法，并提出了靶器官毒性的概;念，证明了药理学和毒理学的基本原则是一致的，表明药物和化学物质能够调节组织的结构和功能。

4.19世纪末到20世纪初，许多德国科学家为毒理学的发展做出了重大贡献。Schmiedeberg（1838—1921年）着重研究了不同种属的动物肝脏中尿酸的合成和肝脏的解毒机制；Lewin（1850—1929年）主要研究了尼古丁和其他生物碱的慢性毒性，并开展了对甲醇、甘油、丙烯醛和氯仿毒性的早期研究。这些研究是传统毒理学研究的开始，即利用动物来观察分析药物或毒物的毒性症状、中毒机制和分析中毒靶器官的器质性病变。

5.1930年，美国实验毒理学杂志Archives of Toxicology创刊。

6.20世纪50年代，科学家发现毒物和药物代谢与细胞色素P450氧化酶家族关系密切，促进中毒及解毒分子机制研究。

三、现代药物毒理学发展史

1.1958年，美国Toxicology andApplied Pharmacology杂志创刊；1961年，世界毒理专业机构----美国毒理学会正式成立。这些均标志着现代毒理学的成熟。

2.20世纪60年代发生了震惊世界的沙利度胺事件，人们不仅充分认识到毒理学研究的重要性，还认识到毒理学研究必须采用新技术、新方法。以美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）为代表的药政部门制定了许多严苛的法规，极大地推动了毒理学的发展。但大量的动物实验受到了动物保护主义者的反对，迫使人们寻求3R原则。

3.1965年，国际毒理协会成立，扩展了毒理学体系，各种毒理学分支体系相继建立，如细胞毒理学、受体毒理学、靶器官毒理学、基因毒理学和管理毒理学等。

4.1975年，毒理学的一个新分支——管理毒理学应运而生，产品安全性评价和危险度评定开始成为毒理学研究的主要目的和重要内容。

5.20世纪70～80年代以来，随着分子生物学技术的迅速发展、人类基因组测序完成，毒理学实验技术和方法有了突破性的进展。毒理学研究由传统的组织器官水平进入细胞、分子和；基因水平，基因在代谢活化和解毒方面的作用成为现代毒理学研究的前沿。

一、药物毒理学研究方法

研究药物毒理学的目的在于阐明药物的毒性、产生毒性作用的条件及量-效关系，为制定卫生标准和防治措施提供理论依据。药物毒理学的研究方法有四种体内实验（加vivo test）、体外实验（in vitro test）、临床研究、药物流行病学研究（pharmacoepidemiology research）。

（一）体内实验

体内实验也称整体动物实验，是毒理学常用的研究方法之一，常用于检测药物的一般毒性（急性毒性、亚急性毒性、亚慢性毒性和慢性毒性等）。由于哺乳动物在解剖、生理、病理及生化代谢等方面与人类相似度很高，故采用哺乳动物来观察药物的毒性反应，如小鼠、大鼠、豚鼠、仓鼠、家兔、猪、犬、猴等。根据实验需求选择合适的动物，通过控制动物的体重、年龄、性别、遗传特征等，来提高实验结果的参考价值，以便更准确地将实验结果运用到人体，使其更接近于实际临床用药。体内实验的优点是能同时测定多种效应，全面反映药物的各种毒性作用，并可长期观察慢性毒性反应。缺点是体内实验影响因素较多，难以进行代谢和机制研究。

（二）体外实验

在进行药物急性毒性作用筛选、毒理学机制和生物转化过程的深人研究时，常采用体外实验，即采用动物的离体器官、培养的细胞或细胞器、生物模拟系统等进行药物有害作用的观察和毒理学研究。体外实验的优点是影响因素少、易于控制，可进行深人的机制和代谢研究，且较为经济。缺点是不能全面反映药物的各种毒性作用，缺乏整体动物代谢动力学过程，难以观察药物长期毒性，研究结果不能作为毒性评价的*后依据。

（三）临床研究

临床研究是指在医疗实践活动或新药研发的临床实验中观察由药物引起的对人的毒性作用，并对毒性作用采取相应防治措施的科学研究。

（四）药物流行病学研究

药物流行病学研究是运用流行病学的原理和方法，研究人群中药物的利用及其效应的科学，主要用于新药上市后的研究，为上市药品的监管和流通提供坚实的基础。研究目的是提供药物利用及药品安全性、有效性信息，提出有助于医疗、保健、药事管理和医疗保险行政决策的意见和建议，给社会、药品管理部门、医疗单位及预防保健机构提供*佳用药方案，*终实现人群的安全合理用药。药物流行病学研究应根据研究目的采用适当的流行病学研究方法，常用的有描述性研究、分析性研究和实验性研究。

知识链接一药物毒理学替代方法的研究进展

国际上倡导的动物福利和实验动物的3R原则①减少（reduction），在遵循科学原则的基础上，通过合理的实验设计，使用比原方案少的实验动物获取同样多的实验数据；②替代.（replacement），使用没有知觉的实验材料替代活体动物，或使用低等动物替代高等动物进行实验，并获得同样多的实验结果的科学方法；③优化（refinement），通过改进和完善实验程序，避免、减少或减轻给动物造成的疼痛和不安，为动物提供适宜的生活条件，以保证实验结:果的可靠性和提高实验动物福利的科学方法。《中华人民共和国药典》（简称《中国药典》，2010年版，三部）提出，应尽量采用准确的化学方法、物理方法或细胞学方法取代动物实验进行生物制品质量检定，

药物毒理学是一门研究药物对生命有机体有害作用的科学。《药物毒理学实验与学习指导》依据药物毒理学研究内容主要分为三个部分。第一部分为药物毒理学实验，包括药物毒理学多个系统的经典毒性实验，充分体现了药物毒理学在指导思想、实验设计、观察周期、药物剂量等，甚至实验方法上的特色。《药物毒理学实验与学习指导》所选择的实验项目难易兼顾，既有传统的定性实验，也有定量实验；既有整体实验，也有模拟实验，期望学生通过实验掌握基本的药物毒理学实验方法。验证性实验包括肝、肾毒性实验，精子致畸实验，骨髓细胞微核实验，溶血实验；设计性实验包括不同药物的急性毒性实验，皮肤致敏实验；场景模拟实验包括GLP实验室模拟。第二部分为学习指导与习题集，按照药物毒理学理论课内容、国家相关毒性实验的指导原则、学生培养的质量标准要求，每章均有本章总结、本章练习题。第三部分为参考答案及解析，与试题分开，以便促使学生思考，问题解析可帮助学生理解和记忆。还按照本章重要的知识点补充了拓展知识。