药物毒理学实验演示ppt课件.ppt

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1、药物毒理学实验,指导老师： 刘 娟 罗艺晨,毒性试验 给实验动物进行不同途径、不同期限的染毒、检测各种毒性终点的实验。其目的是确定无害作用水平、毒性类型、靶器官、剂量-反应关系，为安全性评价或危险性评价提供重要的资料。,评价一个药物的毒性试验方法：急性毒性试验、亚慢性毒性试验、慢性毒性试验、特殊毒性试验（遗传、生殖、致突变等）、其它毒性试验（刺激性、过敏性、溶血性等）等。 评价一个药物的毒性指标：安全剂量（safety dose）、最小中毒剂量（minimal toxic dose）、最大耐受剂量（MTD）、半数致死量（LD50）、治疗指数（TI=LD50/ED50）、安全范围（MS=LD1/

2、ED99或LD5/ED95）,急性毒性试验 是指一次或24小时内多次染毒的试验，是毒性研究的第一步。要求采用啮齿类或非啮齿类两种动物。通常为小鼠或大鼠采用经口、吸入或经皮染毒途径。急性毒性试验主要测定半数致死量（浓度），观察急性中毒表现， 亚慢性毒性 是指实验动物连续多日接触较大剂量的外来化合物所出现的中毒效应。所谓较大剂量，是指小于急性LD50的剂量。“多日”的确切天数，至今尚无完全统一的认识。一般认为在环境毒理学与食品毒理学中所要求的连续接触为36个月，而在工业毒理学中认为13月即可。,慢性毒性试验 是确定外来化合物的毒性下限，即长期接触该化合物可以引起机体危害的阈剂量和无作用剂量。一般认

3、为环境毒理学与食品毒理学则要求实验动物染毒1年以上或2年，而工业毒理学慢性试验动物染毒6个月或更长时间。 特殊毒性试验 包括致畸、致癌、致突变作用以及生殖毒性试验。 （1）致突变实验包括微生物回复突变试验、哺乳动物培养细胞染色体畸变试验和整体试验（常选用微核试验）。 作用于生殖系统的药物， 需进行动物显性致死试验。 （2） 致癌实验： 短期致癌实验和长期致癌实验。 （3） 致畸胎试验：于孕鼠或孕兔胚胎的器官形成期给药，观察对子代的影响。,最大耐受剂量(MTD) 指在外来化合物急性毒性实验中,化学物质不引起受试对象(实验动物)出现死亡的最高剂量,故可缩写为LD0。一般不用最大耐受剂量来比较两种外

4、来化合物的毒性。 治疗指数 为药物的安全性指标。通常将半数中毒量（TD50）/半数有效量（ED50)或半数致死量（LD50）/半数有效量（ED50）称为治疗指数。治疗指数大的药物相对治疗指数小的药物安全，但以治疗指数来评价药物的安全性，并不完全可靠。 安全范围 是指药物的最小有效量与最小中毒量之间的范围，它表示药物的安全性，一般安全范围越大，用药越安全。药理学用上95%有效剂量（ED95）到5%中毒剂量（LD5）的距离来表示。,实验一 急性毒性试验,（一） 药物LD50的测定,一、实验目的（1）理念是药三分毒;（2）了解一些常规药物毒理学的试验方法，及评价指标;（3）掌握药物急性毒性试验的试验

5、设计方法、LD50的测定及计算方法。,二. 实验原理,选择健康的实验动物，根据体重按随机分组方法，根据LD50计算的设计原则将动物分成数个染毒组。一次或24h后，观察动物所产生的警醒毒性反应及其严重程度，中毒死亡的情况等，根据各组动物死亡数计算半数致死量（LD50）。据此分析受试动物毒性反应与剂量的关系，并根据LD50值对药物进行毒性分级。,三.实验材料,（1）器材 1ml注射器、电子天平、记号笔、镊子、剪刀等。（2）药品 盐酸赛拉嗪注射液。（3）动物 健康成年小白鼠若干只，体重18-22g。,四.实验方法1. 预实验,各组剂量分别为Dmax、（ Dmax ）r、（ Dmax ）r2、(Dma

6、x)r3.,2.正式试验2.1试验步骤,随机分成5组,记录小鼠死亡只数,60min,小白鼠禁食6-10h,各组按试验设计方案给药,计算LD50,得出结论,将小白鼠随机分成5组，每 组4只(随机单位组设计方法)。（1）小白鼠编号（从1-20号）用两种颜色记号笔进行标记：黑色代表个位（蓝色记号笔）；红色代表十位（红色记号笔）。（2）小鼠称重并按体重大小依次排序。,2.2 试验设计,2.3 给药方法：肌肉注射,表1：给药方案,3.试验结果记录,表2：结果记录表,4. 计算LD50,4.1计算方法：目测机率单位法、加权机率单位法(Bliss法)、寇氏法、序贯法。4.2 Bliss法是目前推荐使用的方法

7、。此法对剂量分组无严格要求，不需要剂量组有0%和100%死亡率，是目前公认最准确的测定方法。4.3 我国卫生部规定，Bliss法是作为新药LD50测定评定必须采用的方法。,计算方法1：加权机率单位法(Bliss法)-软件辅助计算,计算方法2： 2. 改良寇氏法公式计算： LD50=log-1Xm-i(p-0.5)Xm：为最大剂量组剂量对数值；i：为相邻两组剂量比值的对数（相邻两组对数剂量的差值，log2）；P：为各组动物死亡率（用小数表示，如果死亡率为20%应写成0.20）；p：各组动物死亡率之总和 。,5. 评价指标,6. 注意事项,6.1 正确捉拿小白鼠，防止咬伤；6.2 注意肌肉注射方法

8、，给药剂量力求准确；6.3 实时注意观察小鼠中毒症状及其发生时间、死亡时间。,7. 作业,7.1 查阅文献，与国内外相关文献报道结果作比较。7.2 撰写试验报告,（二） 刺激性试验 1. 皮肤刺激实验 2. 眼部刺激实验,1.皮肤刺激性实验一.实验目的 通过比较染毒动物与正常动物皮肤的变化，学习评价外源性化学物急性皮肤刺激的 基本方法。,二、实验原理 皮肤刺激试验是指皮肤接触药物是否产生可逆性炎性症状的试验，它又分急性皮肤刺激试验（一次皮肤涂抹实验）和多次皮肤刺激试验。 所有皮肤刺激试验方法都在Draixe, Waodard和Calvery(1944）所提方法的基础上发展起来的。目前多选用家兔

9、和豚鼠，对于强刺激或无刺激作用的药物用家兔检测效果好，但对作用缓和的刺激药物用豚鼠实验结果较准确。Criffth（1977）发现家兔通常比豚鼠和人更易敏感，用这两种动物评价人体反应更为合理。,三、实验材料 1、动物：成年健康家兔。家兔休重2kg左右，与给受试物24小时将动物背部脊柱两侧毛脱掉，脱毛面积约为体表面积1（家兔每侧各约50cm2）。2、受试物：膏剂、液体或粉末。粉末需用适宜赋形剂（如羊毛脂、凡士林等）混匀，本实验采用10%双氧水溶液。,四、实验方法 1、实验操作：在家兔背部受试物区和对照区（脱毛后），一次将受试物1ml均匀涂布受试物区，将生理盐水涂布于空白对照区，再以医用纱布及胶布进

10、行包扎固定，开始计时。在给药后30分钟取下包扎，用温水洗净皮肤上的残留受试物，观察受试区皮肤的变化，有无红斑、水肿等现象。如为多次给受试物实验则一般每日涂抹一次，连续一周，其余均与一次给受试物的方法和要求一致。,2、结果判断与评价 每只动物实验结果按表1进行刺激反应评分，计算出平均分值按表2进行刺激强度评价：,表1 皮肤刺激反应评分,表2 皮肤刺激强度评价,2. 眼刺激试验,一.试验目的 1.眼刺激试验目的； 2.眼刺激试验方法； 3.眼刺激试验结果的评价方法。,1.动物：家兔；2.受试物：10%双氧水溶液；3.剂量：滴入1滴；4.方法：滴入一侧眼结膜囊内，另一侧作为空白对照（滴入等量生理盐水

11、）。给药后使眼睛被动闭合1min。记录给药后5min、10min、15min、20min时眼的局部反应情况（1h、12h、24h、48h、72h）。,二、实验材料,眼睛部分结构：模式图,2022/12/19,35,可编辑,眼刺激试验-角膜评分,眼刺激试验虹膜评分,眼刺激试验结膜评分,. 充血（指睑结膜、球结膜部位） 评分 血管正常 血管充血呈鲜红色 血管充血呈深红色，血管不易分辨 弥漫性充血呈紫红色 . 水肿 无水肿 轻微水肿（包括瞬膜） 明显水肿，伴有部分眼睑外翻 水肿至眼睑近半闭合 水肿至眼睑超半闭合 . 分泌物 无分泌物 少量分泌物 分泌物使眼睑和睫毛潮湿或粘着 分泌物使整个眼区潮湿或粘

12、着 ,分值计算方法,角膜评分：分值虹膜评分：分值结膜评分：（）分值总分：项评分之和。分值范围（分）,眼刺激性评价标准 刺激程度 积 分无刺激性 5轻度刺激性 轻度刺至中度刺激性 中度刺激性 中度至重度度刺激性 重度刺激性 ,作业,撰写试验报告。,实验二 特殊毒性试验 特殊毒性包括致畸、致癌、致突变作用和生殖毒性。 药物对遗传物质的损伤,被称为“药物的遗传毒性”。若药物影响生殖细胞使形成的配子(精子和卵)的遗传物质发生突变,可能致使发育期间的胎儿发生先天性畸形。突变如发生在体细胞,在个体中可导致肿瘤的形成。药物的致癌性,致畸性,致突变性都是属于药物特殊毒性的研究范围。三者之间关系交错癌变与突变,

13、致癌物与致突变物有着密切的关系。,1.小鼠骨髓微核试验2.药物免疫毒性试验（环磷酰胺对小鼠免疫器官重量的影响）,1. 小鼠骨髓微核试验,学习小鼠骨髓微核试验原理及目的,掌握微核试验的制片方法,掌握微核的观察计数,掌握微核试验的结果分析评价,4,1,2,3,一. 试验目的,微核试验（MNT）是检测染色体或有丝分裂期损伤的一种遗传毒性试验方法。无着丝粒的染色体片段或因纺锤体受损而丢失的整个染色体，在细胞分裂后期仍留在子细胞的胞质内成为微核。 最常用的是啮齿类动物骨髓嗜多染红细胞(PCE)微核试验。以受试物处理啮齿类动物，然后处死，取骨髓，制片、固定、染色，于显微镜下计数PCE中的微核。如果与对照组

14、比较，处理组PCE微核率有统计学意义的增加，并有剂量-反应关系，则可认为该受试物是哺乳动物体细胞的致突变物。,二.实验原理,微 核（micronucleus, 简称MCN）,微核是在细胞的有丝分裂后期染色体有规律地进入子细胞形成细胞核时，仍然留在细胞质中的染色单体或染色体的无着丝粒片断或环。最后单独形成一个或几个规则的次核，存在于细胞质中，由于比核小得多故称微核。 微核的产生与染色体损伤有关。,也叫卫星核,是真核类生物细胞中的一种异常结构,是染色体畸变在间期细胞中的一种表现形式。,微核试验(Micronucleus test，MNT) 通过试验观察受试动物是否产生微核的试验。从而判断受试动物是

15、否发生突变（测试干扰有丝分裂的物质）。 微核可出现在多种细胞中，但在有核细胞 中较难与正常核的分支相区别，由于红细胞在成熟前最后一次分离后数小时可将主核排出，而仍保留微核于嗜多染红细胞（PCE）中，而且在骨髓中微核形成达到高峰。因此，通常计数骨髓中PCE细胞中的微核数作为判断指标。,PCE（polychromatic erythrocyte）指嗜多染红细胞， NCE（normochromatic erythrocyte）指正染红细胞， RBC（red blood cell）指红细胞，包括PCE和NCE。 PCENCE为评价细胞毒性的指标，代表未成熟红细胞与成熟红细胞的比值。微核试验中计算PCE

16、NCE比值时，每只动物应至少计数200个红细胞（即：PCE+NCE200个）。微核试验中未成熟红细胞占总红细胞的比值不应少于对照组的20。,三. 实验器材及试剂,器材 手术刀、手术剪、干净纱布、玻璃染色缸、1ml注射器、6号针头、载玻片、带油镜头显微镜。试剂小牛血清、Giemsa应用液、 二甲苯。实验动物：昆明小白鼠,四.试验动物处理,1 试验分组 模型组：用1%环磷酰胺按0.1ml/10g(100mg/kg)剂量进行经口染毒两次，间隔24h； 空白对照组： 灌服等量生理盐水；,2、采样制片,（1）骨髓液的制备和涂片 试验动物用颈椎脱臼的方法将其处死，剖开后肢取下股骨，擦净血污，剔去肌肉，剪去

17、两端骨骺。用1ml注射器接6号针头吸取约0.05ml小牛血清，冲洗骨髓腔1-2次，冲洗物用洁净载玻片接着，混合均匀后推片，晾干（可用酒精灯短时烘烤加快晾干速度）。,涂片滴加一滴于载玻片上，再取一张载玻片30匀速滑动,（2）固定与染色,1）. 固定：将推好晾干的骨髓片用甲醇固定5-10min取出晾干。2）. 染色：将固定晾干后的涂片、用新鲜配制的Giemsa应用液(Giemsa储备液1份加pH6.4的磷酸盐缓冲液9份)染色10-15min，然后冲洗掉玻片上的染色液，晾干。,3、观察,先在低倍镜下观察，选择分布及染色较好的区域，再在油镜下观察计数。1.嗜多染红细胞(PCE)呈灰蓝色(未成熟红细胞)

18、；2.正染红细胞(NCE)呈粉红色(成熟红细胞)；3.观察PCE细胞中的微核(MN)(微核多数呈圆形，边缘光滑整齐，呈紫红色或蓝紫色),4、计数,1）.计数200个RBC(PCE+NCE)得出PCE与NCE的比值 PCE/NCE比值= PCE个数/NCE个数2）.计数1000个PCE细胞得出含有微核的PCE细胞个数。 微核率=（含微核PCE个数/计数PCE总数）1000 结果以千分率表示。,实验记录计算各组微核细胞率,结果分析与评价,PCE/NCE比值：正常的PCE/NCE比值约为1(正常范围为0.6-1.2)试验组：如比值 0.1X0.6,表示受到PCE形成受到不同程度抑制;如比值0.05X

19、0.1，则表示PCE形成受到严重抑制；比值0.05，表示受试化学毒物的剂量过大，试验结果不可靠。,注意事项,1.做好推片和控制好染色时间是试验成败的关键。2.显微镜在油镜下观察，使用完后需用擦镜纸沾取少量二甲苯进行擦洗。,2. 免疫毒性试验,一、实验目的 通过比较染毒动物与正常对照动物胸腺和脾脏的大小和重量差异，学习评价 药物对动物免疫器官毒性的基本方法。,二、基本原理 环磷酰胺是影响DNA 结构与功能的周期非特异性抗肿瘤药，可阻碍DNA 的复 制，破坏细胞的有丝分裂，对快速增殖的细胞杀灭作用尤为突出。因此，环磷酰 胺可显著抑制动物免疫器官的细胞增殖，引起免疫器官重量减轻。,三、实验材料 1、

20、器材 1ml 注射器、手术剪、电子天平、记号笔、镊子、 称量纸等。2、药品 环磷酰胺、生理盐水。3、动物 昆明种小白鼠，体重18-22 克。,四、实验方法 1、染毒 同前。 2、标本的采集 最后一次注射24 小时内，颈椎脱臼处死动物，称体重。将小鼠 仰卧固定于解剖板上，沿腹中线剪开腹部，在左上腹部取出脾脏; 取胸腺时，应 在胸部正中偏开约0.5cm 处剪开胸壁，以避免剪坏胸腺。分离胸腺和脾脏时，应 将其周围脂肪等组织清理干净，并立即称重。,五、结果记录 根据公式：胸腺系数=小鼠胸腺质量（mg）/小鼠体质量（g）, 脾 脏系数=小鼠脾脏质量（mg）/小鼠体质量（g），分别计算两组动物的胸腺系数和 脾脏系数( SD )，填入下表，进行组间 t 检验。分析实验结果，写出实验报 告。,表一 环磷酰胺对小鼠胸腺和脾脏重量的影响（X SD）,作业,撰写试验报告。,2022/12/19,68,可编辑,