如何进行药物相互作用研究

上一篇 / 下一篇  2010-11-30 10:30:25

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  药物相互作用研究一直是药理学研究中的一个重要领域,原因其实很简单:任何药物都有不良反应,如果能够寻找到两个以上的药物在一起时既能够减少或者互相抵消不良反应而互相增强治疗作用,岂不是很好?同样,药物相互作用的结果也可能是增强不良反应和/或减弱治疗作用,这当然是医药学家们尽量想避免的。我国古代中药口诀中就有“汤头歌”,这是在长期实践中积累起来的药物相互作用常识。

  现代临床应用中,药物相互作用(联合用药,药代学相互作用,用药禁忌等)的问题比比皆是。但如果对于药物相互作用进行科学地研究?药理学教材里面并没有讲,从事药理学科研工作的同仁们也都是参考国外文献、自己摸索或者口传心授进行学习的,有的时候学的四不像,就会闹这样那样的笑话,甚至得出错误的结论。

  药物相互作用的结果无非就是三种:协同,拮抗、相加(有的地方也称为“无关”?个人感觉不太合适)。困难之处在于如何来判定是何种相互作用?

  药物相互作用的研究方法和手段有很多种,本文拟以最为常用、我国科研文献中经常可以见到、却也经常为产生错误的isobologram方法为例进行分析

  Isobologram中文又称等效应法、等高线法、等辐射分析法等不一而足,由此可见,对于这个名词的中文翻译一直存在很多争议。这里就用其英文词,不去追究中文译法。

  Isobologram (isobolographic analysis)的应用基础是两个药物能够产生同一效应,此处仅讨论二者产生最大效应相同的情况(最大效应不同时需要引入一个新的变量)。

  应用这种方法进行药物相互作用分析时,有两种实验设计方法:一种是固定一个药物剂量的同时改变第二种药物的剂量;一种是两种药物的剂量同时进行等比例变换。

  但不管应用何种方法,首先需要确定两种药物本身单独的量效曲线和半数有效剂量(ED50),这为后面的isobolograph作图作准备。

  (1)固定一个药物剂量的同时改变第二种药物的剂量。这种方法较为简单,用一个以上固定的一种药物剂量与第二种药物的不同剂量组合,确定新的量效曲线和 ED50。这样就得到了在存在第一种药物某一剂量的情况下第二种药物新的ED50,将这一ED50代入isobolograph图的直方坐标系中,来判断药物相互作用的结果。在isobolograph图中,横轴为一个药物的ED50和标准误,纵轴为另一个药物的ED50和标准误。将两个均值用直线连接后即为相加线。如果实际测得的ED50落在相加线上则相互作用为相加;落在左下方则为协同;落在右上方则为拮抗。

  (2)两种药物的剂量同时进行等比例变换。这个方法较为复杂。同样在确定了两种药物单独的量效曲线和ED50后,选择几个不同的固定比率,将两种药物在混合物的情况下再次确定新的量效曲线和ED50。这样,新的量效曲线实际上是两个药物共同作用的结果,是两条量效曲线合为一条这样可以分别求得在新的混合物的情况下各自的新的 ED50,同样在isobolograph图中标明。

  这与上面第一种方法具有两个重要区别:

  a. 注意上面的方法固定剂量的药物仅为一个剂量,没有量效曲线;

  B. 因为上面的方法仅为一个剂量,而且该固定剂量不存在VARIABILITY,因此无法进行统计学比较,只能依靠直观作图的方式进行主观判断。而后一种方法因此存在新的ED50的均值和标准差(或者标准误),因此可以进行统计学处理。常用方法是采用95%置信区间是否互相重叠,若无重叠,则存在显著性差异,否则就没有差异。还有一种方法是对预期的ED50和实际测得的ED50进行t检验。

  这一方法非常直观、简洁,因此应用非常广泛。然而,在实际应用中,也常常因为在细节上的粗心或者理解有误,也常常犯这样那样的错误。

  下面将针对这两种方法,对具体的已经发表的论文进行讲解,以增进大家的理解。接下来的几篇论文全是本人google得到的全文,其选择仅为讲解模板使用,不存在个人偏见。本人对所有文章作者都不认识,没有利益冲突。

  第一篇文章《乳化异氟醚与芬太尼的催眠相互作用》2007年全国麻醉学会议论文

  本文目的是研究异氟醚与芬太尼的相互作用,采用大鼠翻正反射作为观察指标。该文采用的是上文介绍中的第一种方法,在确定异氟醚与芬太尼各自引起大鼠翻正反射消失的ED50之后,采用固定芬太尼的剂量,变化异氟醚的剂量,然后求得新的ED50。最后结果在 isobolograph图中显示,采用肉眼观察确定存在何种相互作用。因为文中没有提供具体的实验数据,无法判断其计算是否正确,但 isobolograph方法学的应用是正确的。

  第二篇文章《大鼠鞘内哇巴因及混合替扎尼定治疗神经病理性疼痛》发表于2008年南方医科大学学报。

  本文的研究目的是研究哇巴因与替扎尼定混合对大鼠神经病理性疼痛的影响。该文采用的上文中介绍的第二种方法:即在求得各自药物的ED50后,采用两种药物按照固定比率(1;1)混合后求得新的ED50。然而,本文存在很多问题,导致文章的结论并不正确。

  1。文中测定两药各自的药效时,采用的是单一剂量时程曲线方法,文中并未说明是如何将多个不同剂量的效应放在一起求得的ED50值的(比如,是采用每一剂量在测量过程中的最大效应?是采用所有剂量某时间点的效应?还是采用各个剂量的曲线下面积?)。

  2。在求解ED50时采用的方法不对。文中说是使用直线回归的方式求得ED50,但是本人粗略估算了一下,作者采用的是直接带入绝对剂量进行计算的。---正确方法应该是先将剂量换算成对数后,求得ED50的均值后在取反对数,得到真正的ED50。这一失误导致了其ED50被大大高估。本人初步估算了一下,实际ED50应该为1.78 ug左右,两药的效强很接近。

  3。实际的isobolograph结果并未进行实际的统计学分析,而是采用了肉眼观察。这在第一种方法中是允许的,因为预处理药物的变化量未知,但采用固定比率方法时是不允许这样做的。

  实际上,如果我们将图1中的直线分别画在横坐标和纵坐标的1.78左右,就会发现,实际测得的数值与相加线非常接近,两药的作用实际上是相加,而不是文中的结论:协同。

  第三篇文章《乙醇、水合氯醛和纳洛酮3药相互作用的定量分析》,发表于2003年《中国新药与临床杂志》

  本文的研究目的之一是研究乙醇和水合氯醛对小鼠翻正反射的相互影响。本文采用的是固定比率法(上文介绍的第二种方法)。其原理是两个药物发生相互作用时,往往是在某个特定比率下才产生最大作用,因此应该尽可能地包括多个固定比例的药物混合物。

  文章首先求得了乙醇和水合氯醛各自的ED50,其中乙醇ED50为3102毫克,水合氯醛约为299毫克,乙醇的效强约是水合氯醛的十分之一。接下来的实验设计就有问题了:作者按照重量将两种物质以不同的比例加以混合。也就是说按照100克来计算,作者研究的第一个比例是25% :75%,将25克的水合氯醛和75克的乙醇混在一起;其他的比率以此类推。注意乙醇的效强约是水合氯醛的十分之一,25克的水合氯醛可是差不多相当于 250克的乙醇呀!后面的比例更为离谱,80克水合氯醛和20克乙醇,这个比例中乙醇可以说完全可以忽略不计了。结果是什么呢?看看图1:所有的相互作用数值都集中在左上角的一个角落里,所有的混合物中水合氯醛是占据了完全的主导地位。

  这样的设计并不是说在原则上就完全错了,原则上并没有错,只是实验设计出了问题:这样的比率设计能够全面了解乙醇和水合氯醛的相互作用吗?肯定不能,结果肯定是片面的,因为整个实验设计中都是以水合氯醛为中心,完全没有给乙醇表现的机会嘛。

  一个较为合理的设计应该是:考虑到乙醇和水合氯醛有10倍的效强差异,不应该按照重量来进行定比混合,而是应该将乙醇的重量除以10以后再计算定比。这样就使两种药物的地位平等了,再进行不同比例分配时才能够更为全面的观察到是否存在相互作用。

  第四篇文章《吗啡与丁丙诺啡的蛛网膜下腔与皮下联合给药的相互作用》(Interaction of combined administration of intrathecal morphine with subcutaneous morphine or buprenorphine)

  <<中国药理学报(英文版)>>2000年 第21卷 第08期

  作者: 陈莲华, Alexander NEMIROVSKy, 贡沁燕

  本文试图使用isobologram法研究同一药物(吗啡)或类似药物(丁丙诺啡)不同给药途径的镇痛相互作用。文章中报道首先确定吗啡不同给药途径的量效曲线和ED50,然后采用固定比率法(1:1, 1:2, 2:1)分别测定同时两种途径给予同一药物后的量效曲线,且注明是采用了Tallarida所推荐的方法,即在给药时分别给予1/2, 1/4, 1/8的ED50剂量。这听起来合情合理,但是观察图2就会发现,作者其实真正的实验并不是这么做的,即没有采用ED50的分数剂量,而是采用了固定剂量法,这便使得后面所有的研究跟isobologram失去了意义。因为,这项研究从开始就是错的。

  并不是说不能用固定剂量法,而是如果一个药物用了一个固定系列的剂量后,为了保持固定比率,则另一个药必须相应改变所有的剂量。

  本项研究中,以图2中的1:1为例,根据其方法学部分,其实际进行i.t.吗啡的给药系列剂量 应该是4.13, 2.15, 1.07, 0.53, 0.27......,各个剂量下相应的s.c.吗啡剂量应该是5.1, 2.55, 1.27, 0.64, 0.32......,而作者实际上使用的i.t.吗啡剂量是3, 2, 1.5, 1,则对于相应的s.c.吗啡剂量而言,应该使用如下各剂量:3.82, 2.55, 1.91, 1.28,以便保持固定比率(即ED50(i.t.)/ED50(s.c.)=4.3/5.1=0.784)。很可能作者没有这么做。则后面求出的新的 ED50和isobologram肯定是不正确的。

  实际上,用一种简单的方法肉眼观察一下图3的isobologram就知道结果是不正确的:以1:1为例,从原点到实际的数据点作一条直线,其与相加线的交点应该正好将相加线一分为二,而文章中的图并不是这样子的。这其实并不是什么复杂的事情,但我看到国内的研究人员在采用该方法研究药物相互作用时及其随意,理解的非常肤浅,导致各种各样的错误甚至笑话层出不穷。更为严重的是,这些文章都经过审稿人的把关而顺利发表到一些还算不错的杂志上,比如《中国药理学报》,可见问题之严重。

  进行isobologram分析时应该注意一个问题,也是大前提:两个药物能够产生同一效应。想到这个问题是因为这让我想起了以前为 psychopharmacology杂志审的一篇稿子,印度一个研究组做的,工作量很大,16个图,行为学与组织化学结合,基本研究思路是研究某一个谷氨酸受体亚型对吗啡镇痛和耐受的影响,其中有一个实验室进行isobologram分析:吗啡和另外两个药物剂量依赖性地引起镇痛,而第四个药物能够引起痛觉敏感,而且作用也是剂量依赖性的。这样子他求得了各自的ED50,然后用第四个药物作为预处理药物,分别与前三个药物相互作用,最后 isobologram分析的结论是该药物拮抗吗啡的镇痛作用,因为混合后求得的新的ED50落在“相加线”的右上方!

  结果很明确,稿子当然是被拒了,因为他连进行isobologram分析的基本前提都没有搞清楚。其实挺可惜的,做了很多工作,最后全废掉了。因此,不要因为isobologram作图看起来很简单:不就是个图嘛,谁都能做,我用origin做,我用excel做,我用spss做,我用 graphpad做,我用无论什么软件作,也能过做的很漂亮嘛,这有什么难的?

  实际情况往往没有看起来那么简单。从上面几个例子,应该能够窥豹一斑了吧。这是定量药理学的重要方法之一。


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