军事医学科学院药物毒理学研究30年回顾

军事医学科学院的药物毒理学研究源远流长、与时俱进,经过近30年的积累与发展,已建立一整套服务于新药发现、临床前开发、临床实验及上市后监督再评价等完整研发链条的药物毒理学研究体系和学科群,涵盖新药早期发现毒理学、非临床安全性评价以及药物毒性作用机制研究等内容,通过与新药研发体系中其他学科互动与协作,为军事医学科学院乃至全国的新药研发提供了良好的非临床安全性评价的技术平台和保障.

药物毒理学研究新进展

药物毒理学是现代毒理学中研究药物的毒副作用机制、评价新药安全性的分支学科,主要目的在于指导药物合成和临床合理用药,降低药物的毒副作用及减少因毒性导致的新药研发失败。现就药物毒理学研究的新思路、发现毒理学的发展和全程式新药安全性研究评价新模式的特征以及药物毒理学研究的新方法作简要阐述。

喹诺酮类抗菌药物的软骨毒性及作用机制的研究进展

目的综述喹诺酮类药物(quinolones,QNs)的软骨毒性及其作用机制,为新QNs开发及临床合理用药提供参考。方法对近10年发表的相关文献进行分析、整理和归纳,分别按QNs的毒性损伤特点、在儿科的应用现状及存在问题、毒性作用机制3个主要部分进行介绍。结果与结论目前,国内外围绕儿童使用QNs是否安全的争议尚没有明确的结论;对QNs致关节软骨损伤的作用机制还不清楚;我们的近期研究结果表明,QNs可能通过干扰β1整合素受体而影响ERK/MAPK信号通路的激活,最后促使软骨细胞凋亡。

基因芯片技术研究抗病毒药物Bay41-4109的肝毒性机制

背景与目的:研究新型抗乙肝病毒药物Bay41-4109的肝毒性机制。材料与方法:用典型诱导剂苯巴比妥作为对照,观察大鼠连续5d灌胃给予Bay41-4109后肝脏脏器系数的变化,并对肝脏进行组织学检查;用MTT比色法进行HepG2细胞毒性实验。然后利用大鼠和人的全基因组芯片,分析Bay41-4109对大鼠肝脏和人肝细胞基因表达谱的影响,并对基因芯片数据进行聚类分析和初步功能分析,采用RT-PCR对部分差异表达的基因进行验证。结果:Bay41-4109和苯巴比妥均引起大鼠肝脏脏器系数显著增高(P<0.05),肝组织局部出现小的灶性坏死;Bay41-4109引起大鼠肝脏发生差异表达的基因主要与药物代谢及脂肪和能量代谢有关,其中有26个基因的改变与苯巴比妥一致。体外研究发现Bay41-4109在IC20和IC50浓度下引起HepG2细胞发生差异表达的基因主要与脂肪、氨基酸、能量代谢有关,与大鼠肝脏基因芯片结果一致。差异表达基因用RT-PCR能得到验证。结论:Bay41-4109的肝毒性与药物代谢酶表达异常以及脂肪能量代谢异常有关。

药物中、短期致癌试验的研究进展

啮齿类致癌性试验是创新药物安全性评价和上市风险控制内容的重要组成部分。新药上市申请时通常需提供必要的整体动物致癌性试验结果。对于明显存在可能引起致癌风险的情况,药政管理部门均要求在早期提交该项试验结果以支持长期用药的临床试验。而愈来愈多的证据表明。

关木通肾毒性的代谢组学研究

目的研究经关木通染毒后大鼠尿液的代谢表型改变及其与组织病理和尿液、血浆生化指标的相关性,探讨代谢组学在中药毒理学研究中的应用。方法关木通分4个剂量组:36、32、28、24 g/kg,W istar大鼠连续ig给药6 d,12 h后收集尿样,测定1H-NM R谱,并进行血浆生化指标和肾脏组织病理学检查。结果染毒后,大鼠肾脏出现不同程度的炎症坏死,尿样中氧化三甲胺、柠檬酸、牛磺酸、肌酐、甜菜碱等代谢物均有不同程度的下降,而醋酸、丙氨酸则显著上升。主成分分析表明,给药组与对照组的代谢谱有明显差异,能够被区分开,而造成组间差异的主要影响因素是醋酸和氧化三甲胺的变化。不同剂量条件下,各组动物的代谢谱也各不相同,与肾脏病理和血浆生化改变相一致。结论关木通能够对肾脏造成损害,且大鼠尿液的代谢物谱与关木通毒性作用强度密切相关,代谢组学分析方法在毒理学研究中有着广泛的应用前景。

青蒿素及其衍生物毒理学研究进展

青蒿素及其衍生物是目前广泛应用的一线抗疟药,能杀灭多种寄生虫如疟原虫、血吸虫、弓形虫、利什曼原虫等,还能调节免疫用于治疗红斑狼疮和类风湿性关节炎,体外细胞实验证实对多种人源性肿瘤细胞具有明显杀伤作用。研究发现,此类化合物的结构中存在内过氧桥,催化断裂后产生的碳中心自由基和活性氧,是其发挥药理学和毒理学作用的结构基础。临床上大量的抗疟治疗迄今未见明显的严重不良反应,具有很高的安全性,而动物急性毒性和慢性毒性实验等临床前研究发现药物的高剂量或长期暴露能导致多个系统和器官的毒性效应。本文对青蒿素及其衍生物的神经毒性、胚胎毒性、遗传毒性、造血和免疫毒性、心脏毒性等,从体外细胞水平、整体动物水平和人体临床试验,以及药物代谢动力学研究新进展等方面进行综述,以总结青蒿素类药物毒理学研究的热点和方向,为以扩大青蒿素类药物临床适应证,选择安全的给药途径、剂量和检测指标为目的的毒理学评价和研究提供支持,更好地服务临床。

阿霉素致大鼠心脏氧化损伤及其机制的研究

目的观察不同剂量阿霉素(ADR)给药后不同时间对大鼠心脏的作用,探讨ADR心脏毒性损伤的可能作用机制。方法60只大鼠随机分为对照组和3个给药组。给药组分别单次腹腔注射5、10和20 mg/kg的ADR溶液;对照组给予生理盐水。给药后第1、2和4天每组分别处死5只动物,取心室制备组织匀浆,用硫代巴比妥酸法(TBA)测定丙二醛(MDA)含量,二硫代双硝基苯甲酸法(DTNB)测定总巯基(TSH)和非蛋白巯基(NPSH)含量,Griess试剂法测定一氧化氮(NO)含量。结果随着剂量的增加,给药后第1天心脏组织中NPSH、TSH含量增加;给药后第2天TSH、NO含量增加;给药后第4天MDA、NO含量增加,NPSH含量降低;与对照组比较,20 mg/kg组差异有显著性(P<0.05,P<0.01)。结论阿霉素致心脏损伤的机制可能与心脏组织中NPSH的耗竭及NO产生过多有关。

纳米铜经口染毒大鼠血清的代谢组学研究

背景与目的:运用代谢组学技术检测纳米铜染毒大鼠的血清代谢成分变化,结合常规血液生化及组织病理学检查,探讨纳米铜短期暴露的损害特征,寻找损害早期的代谢标记物,揭示血液代谢表型变化与纳米铜靶器官损害间的关系。材料与方法:雄性Wistar大鼠30只,分为溶剂对照组(1%HPMC),微米铜(200mg/kg)组和3个不同纳米铜剂量(50、100和200mg/kg)组,共5组,每组6只,10ml/kg经口染毒,每日1次,连续5d,次日麻醉采血制备血清,进行核磁共振和血液生化分析,同时摘取肝肾作组织病理学检查。结果:纳米铜200mg/kg组大鼠血清丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶、甘油三酯、总胆红素、总胆汁酸、尿素氮和肌酐均明显升高,伴随碱性磷酸酶和总胆固醇明显降低;肝细胞出现点状坏死,肾小管上皮细胞广泛坏死,管腔内可见蛋白管型和棕黄色结晶物沉积,肾小球亦受累及;50、100mg/kg剂量组甘油三酯和总胆固醇升高,组织病理检查显示肝脏无明显损害,肾小管上皮细胞出现肿胀;微米铜染毒大鼠仅出现肾小管上皮细胞肿胀。血清代谢组学分析表明50～200mg/kg纳米铜短期暴露可引起能量代谢紊乱和剂量依赖性的血清甘油三脂、不饱和脂肪酸和磷脂水平升高。结论:相同质量浓度的纳米级铜粉毒性明显大于微米级铜粉,肝脏和肾脏是大鼠纳米铜暴露的潜在靶器官,其损害可能与细胞的能量代谢紊乱有关。

异烟肼肝毒性的代谢组学特征研究

目的:研究大鼠灌胃异烟肼后其尿液的代谢表型改变及其与组织病理学和血浆生化指标变化的相关性,探讨代谢组学在药物毒理学研究中的应用。方法:Wistar大鼠连续灌胃0,25,50,100,200和400 mg.kg-1异烟肼14 d后收集尿样,测定1H-NMR谱,并进行血浆生化指标测定和肝脏组织病理学检查。结果:常规毒理学评价方法发现大鼠在中、高剂量表现明显的肝毒性;给药组尿样1H-NMR谱2-氨基己二酸、葡萄糖和牛磺酸明显增加,2-酮戊二酸和柠檬酸明显降低。各剂量组的代谢产物谱变化与肝脏病理和血浆生化改变相一致,并且其敏感性优于常规毒理学检测指标。结论:大鼠尿液1H-NMR代谢产物谱与异烟肼毒性作用强度密切相关,异烟肼引起的肝毒性与线粒体功能受损及三羧酸循环中能量代谢异常有关,还与葡萄糖代谢紊乱有关。代谢组学分析在毒理学研究中有着广泛的应用前景。

金属硫蛋白抑制阿霉素引起的心肌细胞凋亡作用研究

目的研究锌诱导的金属硫蛋白(MT)对阿霉素(DOX)所致心肌细胞凋亡的的抑制作用并探讨其作用机制。方法雄性C57BL小鼠随机分成4组(每组7只),即对照组、锌处理组、给药组和锌预处理给药组。各组小鼠连续2d皮下给予ZnSO4300μmol/kg(锌处理组和锌预处理给药组)或等量生理盐水(对照组和给药组),第3d单次腹腔注射DOX15mg/kg(给药组和锌预处理给药组)或等量生理盐水(对照组和锌处理组)。DOX给药后第4d处死小鼠,采用血红素镉饱和法测定心脏组织MT含量,ELISA法测定心肌凋亡指数,蛋白印迹分析(Westernblot)测定心肌组织凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2的表达水平。结果与对照组相比,DOX引起小鼠心脏质量下降10%,且显著引起小鼠心肌细胞凋亡;经锌诱导后,心脏组织MT水平提高约25倍,且MT高表达能抑制DOX引起的凋亡细胞增加;进一步的研究发现,Bax蛋白表达水平在DOX给药后明显升高,而MT高表达抑制了Bax的表达升高;Bcl-2蛋白表达水平各组间的差异无统计学意义。结论锌诱导的MT高表达能抑制DOX引起的心肌细胞凋亡,其作用机制主要与抑制DOX引起的Bax蛋白表达升高以及Bax/Bcl-2比值增加有关。

中药注射剂的不良反应及安全性再评价基本思路

药物的安全性直接关系到广大人民群众的生命安全。为了确保药物安全性评价的严肃性和科学性,很多国家制定了药物安全性评价的标准,大大加强了药物安全性评价规范执行的力度,在新药研制过程中的各个阶段包括临床前试验研究、临床人体试验研究、新药批准上市后的不良反应监测等均制定了相应的安全性评价规范化。目前,药物安全性评价的规范化是国际上药物开发合作以及相互认可对方药物研究结果的前提。在我国,国家食品药品监督管理局(SFDA)2003年正式发布《药物非临床研究质量管理规范》(GLP),并在2007年发布了最新的《GLP认证管理办法》。为进一步控制中药注射剂的安全风险,2009年SFDA下发了《关于开展中药注射剂安全性再评价工作的通知》。随着我国GLP的推进,越来越多从事药物研发的企业和科研机构,已经认识到GLP建设和药物安全性研究的规范化是大势所趋,为此我们特开辟"药物安全性评价专栏"。本专栏由湖南省药物安全评价研究中心主持,该中心是湖南省首家符合国家GLP规范、专业从事新药筛选和评价的公共实验室,为"国家创新药物孵化基地"、"国家生物产业基地公共服务条件平台"和"湖南省重点科技条件基础平台"。本专栏旨在为广大药物安全评价研究的工作者提供一个互动的平台,对药物安全性评价、GLP和优良临床试验规范(GCP)建设、中药注射液安全性再评价、上市新药的不良反应监测等方面的研究成果、工作经验进行交流,为促进我国的新药安全性评价研究的发展做出贡献。欢迎广大医药工作者投稿。

有机磷农药长期低剂量暴露致认知功能损伤的研究进展

有机磷农药在世界范围内大量使用,其残留农药势必对环境造成持续污染,这种长期、低剂量的有机磷暴露对人类健康的威胁已经引起广泛关注。有机磷致神经毒性主要与胆碱酯酶抑制有关,而流行病学调查显示,环境有机磷暴露人群胆碱酯酶没有明显抑制,但中枢神经系统出现学习记忆等认知功能损伤,其作用机制尚不明确。学习记忆功能的改变不仅受到突触可塑性和乙酰胆碱等神经递质的影响,也与学习记忆相关信号系统的激活,神经细胞骨架的降解以及神经发生等密切相关,随着非胆碱作用机制在有机磷致神经毒性中发挥越来越重要的作用,本文就有长期低剂量机磷农药暴露致认知功能损伤的表现及其可能作用机制的新进展进行简要概述。

利用代谢组学技术研究中药关木通的肾毒性作用

本文利用代谢组学技术方法研究了染中药关木通毒性大鼠尿液的代谢改变及其与靶器官毒性的相关性。分3个剂量组(36、32、28g生药.kg-1.d-1)对雄性Wistar大鼠连续6d灌胃给药,收集12h的尿样,进行1H-NMR谱测定。实验结果表明,染毒后的大鼠尿样中氧化三甲胺、牛磺酸迅速下降,而柠檬酸、肌酐、2-酮戊二酸等代谢物也均有不同程度的下降;乙酸、丙氨酸则显著上升。主成分分析结果表明,给药组与对照组的代谢谱有明显差异,而造成组间差异的主要影响因素是乙酸、氧化三甲胺、丙氨酸和牛黄酸的变化。乙酸、丙氨酸的显著上升表明动物出现了肾小管坏死,与以前报道的肾脏病理和血浆生化改变相一致。关木通对动物的毒性作用有着明显的剂量依赖性。上述实验结果表明关木通能够对肾脏造成损害,且大鼠尿液的代谢物谱与关木通毒性作用强度密切相关,说明代谢组学方法在中药的毒性研究中有着潜在的应用前景。

体外细胞三维培养技术在药理毒理学研究中的应用

体外细胞三维培养技术能模拟体内细胞之间以及细胞胞外基质间信号转导的微环境,既能保留体内细胞微环境的物质结构基础,又可体现细胞培养的直观性及条件可控性。近年来,体外细胞三维培养技术在药理毒理学研究中有着广泛应用,是外源化合物遗传毒性、肿瘤多细胞耐药、抗肿瘤药物高通量筛选、皮肤毒理学研究以及药物代谢与毒性试验等研究的有力工具。本文就体外细胞三维培养技术在药理毒理学研究中的应用作简要综述。

多肽类药物体内分析方法

多肽类药物是新药研究的新领域,也是当今新药研究最活跃和发展最迅速的领域之一。目前,建立测定生物基质中多肽类药物的方法学是世界范围存在的难题,面临着诸多挑战。酶联免疫法(ELISA)及放射同位素标记是定量多肽类药物最常用的方法,应用广泛。但液相色谱-质谱联用技术发展迅速,高专属性、高灵敏度、应用广泛、简便快速等特点势必使其成为多肽类药物体内定量分析的重要手段。本文就目前国际上几种检测方法的优劣、应用现状及发展趋势进行了综述。

莲必治注射液的过敏性研究

目的:研究两种不同纯度的莲必治注射液在被动皮肤过敏试脸(passive cutaneous anaphylaxis,PCA)和全身主动过敏试验(active systemic anaphylaxis,ASA)中是否有过敏反应。方法:按照《中药、天然药物免疫毒性(过敏性、光变态反应)研究的技术指导原则》的试验方法对两种不同纯度的莲必治注射液进行被动皮肤过敏试验和全身主动过敏试验研究。结果:被动皮肤过敏试验中两种莲必治液均有过敏反应。在全身主动过敏试验中,莲必治A高剂量组有2只动物出现弱阳性,而莲必治B高剂量组1只出现弱阳性,5只出现阳性反应,2只出现过敏反应的极强阳性反应,其他未见过敏反应。结论:莲必治注射液所引发的过敏反应可能与其所含的杂质有关。

药物对肾脏损伤作用

肾损伤一般是指各种致病因素造成的肾小球或肾小管功能障碍。肾脏是机体血流量较大的器官,血液中的毒物可迅速到达肾脏;肾脏对尿液浓缩功能又进一步提高肾脏细胞和肾小管腔内毒物的浓度;肾脏具有酸化尿液功能。

药物特异质肝毒性的发生机制及预测筛选方法

药物特异质肝毒性(ILT)是近年来多种药物撤出市场或标注“黑框”标志的主要原因,也是导致药物开发后期失败的重要原因之一。本文综述了近年来ILT的发生机制,药物开发早期ILT的预测筛选,以及寻找生物标志物方面所取得的研究进展,并提出了未来研究的主要方向。