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手把手教你计算实验动物的给药剂量

我们在实验中估算一种药物或化合物的使用剂量的时候,差不多是来源于两条途径:


一种方法是根据临床的用量,但没有实验动物的,要进行剂量的换算,这是我们后面要介绍的内容。也可以查文献,参考别人使用的剂量。有时有现成的,可直接用。有时没有我们所用动物的剂量,但有其它实验动物的。这些也得进行换算。

一种方法是根据自己或文献上有关急性毒性的数据来进行估算,以期采用合适的剂量。一般参考数据是LD50。至于该选择LD50的多少分之一来作为参考剂量,众说纷纭。这个我们不做讨论。

下面我们就来谈谈怎么进行药物剂量的换算吧。

假设消炎药A的用法用量为口服,一次2片,一日2次,每片0.5g。如果用来给小鼠治疗的话,每天应该给小鼠吃多少片药呢?

首先我们要知道,动物对药物的耐受性比人大,即单位体重的用药量动物比人大。至于要有多大呢,我们可以通过药剂量换算来确定。这个换算不是简单的通过人与动物的体重比进行换算,因为药物的mg/kg体重剂量只在(1±20%)动物体重的范围内是可靠的。


当动物体重相差很大时,体重越小,则每公斤体重剂量越大。这时,我们用体表面积剂量(mg/m2)换算较为合适,即动物的用药剂量(D)大致与其体表面积(A)成正比,即DADB≈AAAB。所以我们体表面积换算人与动物的药物剂量较为合适。

体表面积经验公式:体表面积A(m2)=R×W(kg)2/3,R为体型系数

不同动物有不同的体型系数,下表1为人与常用实验动物的体型系数表:

注:有些资料记载的体型系数(R)为此表中的1000倍,如小鼠为59,这是因为单位不同所致。


由此可推导出公式:DB=DA×AB÷AA=DA×RB×WB2/3)÷(RA×WA2/3,根据该公式可计算出各动物的体表面积,然后再根据其比值即可进行药物换算了,各动物见体表面积比值见下表2

查表方法:由A动物折算B动物的药物剂量,则先在左列找到A动物,再在上行找到B动物,二者交叉处即是AB两种动物体表面积的比值。

让我们回到刚刚那道题,人(70kg)一天的口服剂量为2g,那么小鼠(20g)一天的给药剂量是多少mg/kg呢?


计算:查表2知人(A)与小鼠(B)的体表面积比值为0.0026。所以小鼠(20g)的给药剂量为:

2g×0.0026=0.0052g,即0.0052g/20g=260mg/kg,

小鼠的给药剂量为260mg/kg。

我们再举个例子,某药物的小鼠最大耐受量为150mg/kg体重,试推算人的最大耐受量为多少mg/kg

计算:查表2知小鼠(A)与人(B)的体表面积为390.71。20g小鼠最大耐受量为:150mg/kg×20g=3mg,所以人的最大耐受量为:3mg×390.71÷70kg=16.74mg/kg体重。

通过例子我们发现人与小鼠的药物剂量倍数为:

260mg/kg÷2g/70kg=9.1  150mg/kg÷16.74mg/kg=8.96

都是在9倍左右,误差属于数值修约导致的系统误差。利用计算软件,我们可以算出更为精准的数值,详见表3 :

也就是说,我们知道了某种药物在某种动物的药物剂量之后,就可以直接用上表中的比值换算出你想要的实验动物的药物剂量了。

这个换算的前提有两点:

一是各种动物对某药的敏感程度是不一样的,在上述的折算关系中,我们是没有考虑到种属差异的。我们理想地认为,对任何药物,各种动物和人的敏感程度是完全一样的。这是我们折算等效剂量的一个重要的前提。

但是,犬无汗腺,对发汗药不敏感,而对流涎药比较敏感;大鼠无胆囊,对利胆药及有明显肝肠循环的药物与其他动物差别较大;吗啡对一般动物有抑制作用,但却对猫引起兴奋。如果机械地按等效剂量去算,可能难以达到理想的效果。所以,我们都是一半参考等效剂量,一半靠自己的摸索,不能把这个所谓的等效剂量完全照搬。

当然,我们同样反对毫无根据地乱设剂量。如:有的人做实验相当然地自己随意地设置10mg/kg,20mg/kg,40mg/kg。好像是方便自己配药,而不是根据科学的依据来设置。这也是我们应当摒弃的。


另一点就是这个等效剂量,要动物基本上在标准体重的区间内相差不大才会准确。也就是说,小鼠在20g左右,大鼠在200g左右,豚鼠在400g左右等等,这样计算出来才会准确。如果实验动物的体重与此表相差比较大,按刚刚我们推导的公式计算,和按表3比值系数计算的结果,就会有较大的偏差。

因为,我们用这个折算系数,只是一个点对点的关系。就是说,70kg的人对200g的大鼠,那么这个剂量完全准确的。但如果大鼠不是200g,那么就会有偏差了。这个偏差来源于体型系数的公式。

同样,人的体重如果不是70kg也是会有偏差的,上表中的人是按70kg进行换算的,但是国人的平均体重能否达到70kg呢?所以,人的体重设为60kg或55kg可能较为符合国情。那么,人与其他动物的换算倍数根据体重不同也有了变化。详见下表4:

最后再说一点,就是目前,我们用药时对于成人的剂量常常是没有考虑体表面积的。无论高矮、无论胖瘦,一律是用一次X片,一日X”这样的剂量。从临床应用来说,是不妥的。但是,对药品生产厂家来说,也只能如此。说明书所说的剂量,是大多数人通常的剂量。所以,医生可以病人实际情况和疗效调整用药剂量。



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