今天是:2023年08月28日
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良好的实验动物给药和采血(包括途径和体积)规范指南
该文为欧盟制药工业协会(EFPIA)和欧洲替代动物实验方法验证中心(ECVAM)之间的初步研究结果。其目的在于为安全性评价实验室的研究者提供最新的易于使用的数据库以帮助研究设计过程,同时最大可能地考虑到实验动物的福利。
尽管该文针对的是欧洲制药工业界的研究者,但支撑该数据库的基本原理及改进建议同样适用于所有在他们的研究中使用这些动物实验技术的人,不论是研究所、大学或其它行业中的研究者。
有关供试品给予和采血的出版物众多,且许多实验室在多年的经验和实践基础之上亦发展了它们自己的内部指南。在欧盟化妆品标准86/609EEC中,我们有义务简化实验以最小化动物的紧张程度。我们希望该文能够对那些负责方案设计和审核的研究者提供有用的背景数据。
该文基于历年所有可能收集到的同行评议出版物,但我们未能够收集到的内部数据和那些工作组的经验(以及行业提交的有用的注释)除外。该指南亦强调了持续性简化与给药和采血有关的技术的必要性,并且建议该如何去进行这方面的工作。应该鼓励实验室间的数据共享以避免重复性动物研究,以及共享在某些方法或其它情况下的“药物过量”所引起的与动物福利有关的实际技术和科学问题。有必要对该指南中涉及到的“正常动物”要求进行特殊考虑,如妊娠和哺乳期间的动物。当给药体积较大或过度采样时对研究结果的诠释可能会令人感到困惑,特别是使用麻醉动物时。
良好的给药规范指南
引言
各种科学研究都需要对实验动物给药以符合药品注册要求。特别是在制药工业领域已研究了与动物福利以及科学性相一致的给药水平。在新药的临床前安全性评价阶段使用多种“有效剂量”以尽量确定必要的安全性范围是一种常规惯例。在使用低毒或溶解性极差的化学药品以一种可接受的制剂形式进行研究时,动物的个体给药体积可能较大以满足科学性和注册的要求。拟用临床剂量可能会使得给药体积较大,超过了动物可接受的正常给药体积,如静脉内注射用的造影剂或血浆增容药物。
EFPIA/ECVAM技术小组的目标如下:
(i)提供一个药品注册当局所要求的毒性研究中常规使用的实验动物的给药体积的指南;
(ii)根据动物福利和实用性提供一个在良好规范条件下常规使用的一致性剂量水平;
(iii)提供一个代表常规规范上限的剂量水平,以为特殊研究留下一定的剂量扩展余地。
表1表示最常使用的种属的一般给药途径下的给药体积。它们是根据发表的文献和内部指南综合得到的结果。现在认为绒猴和小型猪在此类常用动物之列,因为它们在欧洲的使用日渐增加。
每一列显示了两组数据,左侧数据拟用来指导在单次或多次给药的“良好规范”中的给药体积;所给出的右侧数据为可能的最大给药值。如果超过了最大值就会涉及到动物福利或科学性,应当参考负责兽医的外科医生的意见。在某些实际运用,这些数据应符合药典要求。
从近来发表的文献中已经得到了这些建议的最大值中的某些数据,但当与“良好规范”数据相比时显得较高。强调了较高给药体积时对动物福利和使用的原料制剂进行仔细关注的必要性,特别是拟进行重复给药时。研究的持续时间和科学有效性应该让步于由于给药体积过高所出现的生理反应。因此在方案定稿以及着手研究之前通过比如监察员或伦理委员会充分地考虑到了这些出版物中的伦理观要素。亦就伦理及科学依据强烈要求对任何新剂型进行物理化学相容性研究(体外)和小型的先导性研究(少量动物组)以免在大型研究中出现失误。给药体积应该最大限度地与化合物剂型和给药准确性相一致。
给药途径
经口给药途径:某些情况下在给药前有必要限制动物的摄食。该因素可能会影响药物吸收。较大的给药体积(40ml/kg)表明超过了胃容量负荷并快速通过胃进入小肠。较大的给药体积亦可以造成食管返流。禁食时间取决于动物种属的饲养方式、禁食的起始时间、种属的生理学特征、给药时间的长短、食物和光照周期。当药液通过灌胃给予时,要求给药必须准确以避免给药意外。
胃肠外给药途径:对于经胃肠外给予的药物而言,应考虑所采用的制剂的给药体积、给药前和给药后制剂的稳定性、pH、粘度、等渗性、缓冲能力、无菌及生物相容性因素。这对于多次给药研究尤其重要。Claassen总结了这些因素中的某些细节。应使用最小型号的针头、考虑给药体积、注射物粘度、注射速度和动物种属。
皮下给药:该途径经常使用。吸收的速度和程度取决于制剂。
腹腔内给药:多次给药研究时较少用到该途径,因为可能会出现并发症。该途径存在着注射入肠道的可能,而且刺激性物质可能引起腹膜炎。化合物以混悬液形式给予后在腹腔的吸收取决于药物粒子及赋型剂的特征,药物可能被吸收进行全身或局部循环。
肌肉内注射:肌肉内注射可能会引起疼痛,因为注射时必须使肌纤维处于紧张状态。必须对注射部位进行选择以尽量减少神经损伤的可能性。多次给药研究不应在同一个部位反复注射。当吸收速度很重要时,必须在水性和油性制剂之间加以选择(油性制剂在注射部位的残留很可能超过24小时。)。进行多剂量研究时,有必要考虑到出现炎症及其后遗症。
静脉内给药:对于该途径,必须区分团注、缓慢静脉内注射和静脉内输液。表1中的数据与团注和缓慢静脉内注射有关。
(i)团注:在大多数采用静脉内给药途径的研究中,受试物在大约1 min内快速给予。如此相对迅速的注射要求受试物与血液之间具有相容性且粘度不能太高。当需要给予较大的体积时,注射原料必须加热至与体温相同。在静脉内给药中注射速度是一个重要因素,建议对于啮齿类动物而言,注射速度不应超过3ml/min。犬经静脉内快速注射6ml /kg生理盐溶液后未发现红细胞压积或心率变化,但快速注射20ml /kg后血液被稀释了15%且出现一过性心动过速(一分钟内心率增加达46%)。
(ii)缓慢静脉内注射:因为化合物预期的临床适应症或限制性因素如溶解性或刺激性,因此可能有必要考虑通过缓慢静脉内注射给药。特别需加以说明的是缓慢静脉内注射会应用不同的技巧以尽可能地避免原料被注射入血管外组织。对于注射过程为5–10min的缓慢静脉内注射而言,可能需要采用标准的或蝶形针,或浅静脉内注射(适用于短期静脉内注射)时使用静脉内套管并用胶带固定更佳,或在使用前通过外科手术放置注射针(适用于更长时间的注射或多次注射)。
已有证据表明大鼠每日可以1ml/min的速度静脉内注射等渗盐溶液剂量达80ml/kg,共4天,没有明显不适症状或肺部损伤。但是,当注射时间增加至30天时,给药速度为0.25、0.5或1.0ml/min的大鼠肺部损伤的发生率和严重程度均增加。在用药早期可能出现不良反应,但是在这么短的时间内不会有病理变化出现。
(iii)连续输液:出于溶解性或临床适应症这一类似原因,有必要考虑连续输液,如果长时间输液则必须进行周详的考虑。给药体积和速度取决于所给物质并应考虑液体治疗规范。作为一个指南,单次给药情况下的给药体积占循环血容积的10%时,给药时间应不低于2小时。有关循环血容积的信息见表3。长时间输液应考虑如何尽量减少动物的不适,这是一个关键因素。
输液的总持续时间亦是一个应该考虑的因素。表2给出了推荐的间断性(4小时/天)和持续性(24小时)输液的给药速度和体积(需要进一步的数据来完善此表)。
家兔的给药体积和速度基于来源于胚胎毒性研究的数据,该研究表明对胎儿没有影响,但当给药剂量>2 ml/kg/h时,母体出现血管周粒细胞成袖口状聚集以及增殖性心内膜炎。大鼠的典型输液速度在1–4 ml/kg/ h,但在胚胎毒性研究中的理想速度应不超过2ml/kg/h。对于小鼠、犬和恒河猴以及小型猪(未公开数据)的数据基于为期1个月的重复给药研究。
在四篇出版物中突出了其它表示高给药体积时的赋型剂剂型的重要性的有限数据。这些数据表明对于静脉内输液的可耐受体积方面存在着巨大差异,取决于所使用的赋型剂。尚未研究对其它生理系统的长期影响。
皮内