药理实验_半数致死量

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1、第九章 半数致死量,半数致死量的基本概念 寇氏法、目测概率单位法和序贯法等计算半数致死量的方法 半数致死量的试验设计方法。,本 章 重 点,在动物毒理学和药理学研究中，通常用试验动物对某种药物、毒物、细菌及理化刺激等反应来测定其效力或毒性。常用的指标是半数效量(median effective dose: ED50)：指使半数实验动物发生特定效应的剂量，如半数治愈量、半数麻醉量、半数感染量、半数惊厥量、半数致死量等等,第一节 半数致死量概述,第一节 半数致死量概述,药物的剂量与效应关系,第一节 半数致死量概述,半数致死量（median lethal dose：LD50）：引起半数动物致死的剂量

2、 安全性：治疗指数LD50/ED50比值大安全性大 安全范围：当药物的治疗效应与致死效应曲线不平行时，要看ED95和LD5的距离，距离越大越安全。,第一节 半数致死量概述,【测定LD50的意义】 LD50反映药物的毒性大小。 因为剂量与致死百分率曲线呈S形，因而LD50是剂量反应曲线上致死百分率变化最灵敏的剂量点，重现性好，准确性高。,第一节 半数致死量概述,在进行药物的毒力试验时，由于动物个体的差异，药物致死剂量常常不同。对条件相同或相近的动物用某种药物逐渐增加剂量当毒物剂量较小时，动物具耐受性，随着毒物剂量的增加，动物开始死亡，这时毒物的剂量为最小致死量（minimum lethal do

3、se：mLD）。随着药物剂量的增加，动物死亡的头数也随之增加，当药物剂量增加到一定程度时动物全部死亡，这时的毒物剂量称为绝对致死量（LD100）。,最小致死剂量和绝对致死量的不合适性,在曲线的两端即药物在低浓度或高浓度时药物浓度的改变对动物死亡率的改变影响较小，动物的死亡率对药物浓度不敏感。在动物试验中，不同批动物求得的最小致死剂量和绝对致死量的变动很大，以这种指标作为药物毒力的指标是不合适的。,第一节 半数致死量概述,第二节 半数致死量的测定方法,半数致死量的计算方法有多种，其中寇氏法最为常用，目测概率单位法最为简便，序贯法最节约实验动物。下面将分别介绍这三种方法。 一、寇氏法,寇氏法是Ka

4、eber（1931年）提出，又称平均法它是根据对数剂量与致死百分数呈S形曲线，由S形曲线包括的面积推导出致死百分率为50%相当的剂量。,第二节 半数致死量的测定方法,k为剂量组数 xi+xi+1为相邻两组对数剂量之和 Pi+1-pi为相邻两组致死百分率之差使用此公式的条件是各组的动物数相等，最小致死百分数为0%，最大致死百分数为100%,1. 计算,第二节 半数致死量的测定方法,当剂量呈等比数列或对数剂量呈等差数列，且最小和最大剂量组的致死百分数分别为0%和100%时,如果p1不为0且小于20%，pk不等于1且大于80%时,第二节 半数致死量的测定方法,2. 求 的反对数得,3. 求 的标准误

5、,4. 求 的95%的置信区间,【应用条件 】 1 剂量必须按等比级数（剂量对数按等级数）分组。 2 各组动物数应相等。 3 最小剂量组的死亡率（Pn）应为 0% ，最大剂量组的死亡率（Pm）应为 100% ； 如果 Pn80% 需用校正公式计算； 如 Pn20% 或 Pm80% 则不能用此法计算。,第二节 半数致死量的测定方法,【例】 为了研究铵碘消毒剂对建鲤毒力的影响，随机捞取210尾规格基本一致的鲤鱼，放入缸内，每缸30尾，1组对照，6组处理。以等对数间距设置6个剂量水平（单位： ）分别为：40.000、47.156、55.592、65.538、77.262、91.085，量取药液并加入

6、缸内，搅拌均匀，96 h后所得资料见下表。试求铵碘对建鲤的半数致死量。,第二节 半数致死量的测定方法,第二节 半数致死量的测定方法,本例中，相邻剂量成等比级数，公比为0.8482，故对数剂量成等差级数。 具体计算步骤如下：,（1）计算,= 1.7688,第二节 半数致死量的测定方法,（2）求 的反对数得,铵碘消毒剂对建鲤的半数致死量为：,（3）求,的标准误,= 0.0577,第二节 半数致死量的测定方法,（4）求 95%的置信区间,即铵碘消毒剂对建鲤 的95%置信区间为：,第二节 半数致死量的测定方法,第二节 半数致死量的测定方法,二、目测概率单位法目测概率单位法是一种较为简单的计算方法，其基

7、本原理是将剂量改变成对数剂量，再将死亡率（%）转换成“概率单位”，则剂量反应曲线呈直线化，根据前述回归分析画出直线，再求出 。,第二节 半数致死量的测定方法,所谓概率单位（Probit）就是指标准正态曲线下面积相当于某一死亡率时横轴上的距离。为方便计算避免负号，标准正态变量u值一律加5，称为概率单位（y），即：,将死亡率转换为概率单位后，对数剂量与死亡率呈直线关系。据此便可用回归法进行半数致死量的估计。,第二节 半数致死量的测定方法,【例】 为弄清氟对禽类的毒性影响，选用1日龄罗曼褐蛋鸡48羽，随机分为6组，每组8羽，另设一组空白对照，经饮水添加不同量的氟化钠，1次性灌喂，观察7 d天内雏鸡中

8、毒死亡的情况。计算 指标。,第二节 半数致死量的测定方法,服氟化钠水溶液后对雏鸡的毒性影响,第二节 半数致死量的测定方法,1编制计算表 （1）将剂量换算成对数剂量x。 （2）将死亡率换算成概率单位y。死亡率为0或100%者，它们的相应概率单位是负无穷大和正无穷大，在直线化过程无意义，通常不计入计算，或用校正数，即0/0校正为0.25/n，100%校正为（n-0.25）/n，n为该组试验动物数，本例不需校正。查附表16时：如死亡率为75%，其概率单位为5.674，余类推。,第二节 半数致死量的测定方法,服氟化钠水溶液后对雏鸡的毒性影响,第二节 半数致死量的测定方法,2. 用回归法求半数致死量。依

9、表的对数剂量（x）和概率单位(y)资料配置直线。先绘制“散点图”，横轴为对数剂量x，纵轴为概率单位y，绘制6个点，计算回归方程，并作图。本例中，回归方程为,第二节 半数致死量的测定方法,3. 求半数致死量的置信区间。 上面求得的 是一个样本指标，只能作为总体 的点值估计，同样也可对总体 作区间估计，即求总体 的置信区间。按公式求各致死剂量对数值的标准差（s）。,第二节 半数致死量的测定方法,本例取第一点（1.49, 4.5）， 取第二点（1.88, 5.5）代入公式得：,根据下面的公式求半数致死量对数值的标准误,N为概率单位4至6范围内（即死亡率为15.87%至84.13%范围内）各组试验动物

10、数。,第二节 半数致死量的测定方法,本例，此范围内共用试验动物数合计48头，即N =48。故,进而半数致死量的95%置信区间。,即 34.197 94(mg/ml)70.145 53(mg/ml),第二节 半数致死量的测定方法,关于概率单位法常用的还有“概率单位法”和 “加权概率单位法”（也叫“概率单位加权回归法”），后者计算较为复杂，但常被看作最为有效的方法。考虑到计算的复杂性，在多数统计软件包中均有估计 和 的程序，使用起来十分方便。,三、序贯法序贯法是最能节省试验动物的一种方法，又称“上下法”。由于其把计量集中用在50%反应率的上下，因此在确定 时具有很高的效率。其一般方法是：根据以前的

11、经验选择一个近50%反应率的等比级数剂量组，通常用4-6个剂量组，然后将动物一只一只有序地进行试验，当动物出现阴性反应时，就选用较高一级的剂量给予下一只动物，当出现阳性反应时，就选用较低一级的剂量给予下一只动物，直到试验结束，试验所需的动物总数n应在试验开始前决定。,第二节 半数致死量的测定方法,【例】 为测定某试剂的安全性，用序贯法测定此试剂小白鼠腹腔注射的 (mg/kg）, 选用1月龄小白鼠22只，给药的对数剂量应尽量从估计最可能接近 的剂量开始，本例从1.85开始，死亡记为“+”号，存活记为“-”号。后一动物的剂量上升或下降由前一动物的死亡（S）或存活（F）来决定，从第一只改变算起（即表

12、中第一条虚线起），至22只止，最后的终止号（即第二条虚线后的“”）也作为一次试验结果。其位置决定于末一只动物的死亡或存活，末一只动物死亡者，下降一格给“”，以存活论；末一只动物存活者上升一格绘“”号，以死亡论。结果见表，其中S表示死亡，F表示存活。,第二节 半数致死量的测定方法,某药物 的值测定结果,的计算公式为：,第二节 半数致死量的测定方法,=1.8295,=67.5376mg/kg,第二节 半数致死量的测定方法,序贯法简便易行，适于反应快速的药物试验，且使用动物较为节省，但不能估计误差，无法进行 显著性检验，因此应用受到一定的限制。但也有一些补充方法，可自行查阅相关资料。 （例如，利用寇

13、氏法中的公式估计 ，将其中的 用本法的 代替，同时需计算本法中 各剂量组的死亡率。）,第二节 半数致死量的测定方法,一、半数致死量试验设计的要求1试验剂量的确定（）剂量范围的选择 根据以往的实践经验，参考有关资料或进行预备试验，了解动物全致死和全不致死的剂量范围。要求最小剂量等于0%死亡率的剂量，最大剂量等于100%死亡率的剂量。（）剂量分组 一般以58组为宜，要求死亡率在50%上下约各有一半的组。如用寇氏法计算半数致死量，最好包括有死亡率为0%及100%的计量组。,第三节 半数致死量的试验设计与应用,一、半数致死量试验设计的要求1试验剂量的确定 （）各组剂量呈等比级数 即换算成对数剂量后，其

14、相邻对数剂量呈等差级数。剂量的比值可用下式计算。,第三节 半数致死量的试验设计与应用,求得比值以后，自第一剂量（最小剂量）开始乘以比值，即得相邻的下一组剂量，其余类推。,相邻两组剂量的比值=,第三节 半数致死量的试验设计与应用,2试验动物的选择与分组 （）试验动物的选择 除动物的种属选择外，对动物个体的年龄、体重、性别、生理状态及健康状况等均应严格注意。在同一试验中，动物的年龄、体重应尽可能一致。动物毒性试验一般应雌、雄动物分组同时进行。若是性别混合编组，则要求雌雄各半。,第三节 半数致死量的试验设计与应用,（）设试验组与对照组 对试验组给予一定量受试物质以观察毒物的反应。试验组与对照组除去处

15、理因素（给受试物质）不同外，其他条件应尽量相同。在试验时，如果对照组的试验动物出现死亡，一般应排除死亡原因，重作试验。但是作昆虫（如蚊子等）毒性试验时，因小动物易发生自然死亡，当对照组的试验昆虫死亡率在10%以下时，可对试验组的死亡率进行校正。然后根据校正死亡率计算半数致死量。,第三节 半数致死量的试验设计与应用,3操作规程与记录等都应有统一的规格要求。在试验过程中，应严格遵守试验设计的要求。特别是分批试验时，更应注意条件一致，人员操作一致，以避免产生不必要的误差。,（）试验动物分组，必须严格遵守随机化原则，以减少误差。,第三节 半数致死量的试验设计与应用,二、半数致死量的应用1毒力比与效力比与 是衡量药物的效力与毒力的指标，因此，当需要对两种质量相同强度不同的药物或同一药物对两种不同处理后的动物所起的作用进行比较时，往往就利用 与 的对比来进行。药物的效力与毒力皆与其半数效量或半数致死量的大小相反,第三节 半数致死量的试验设计与应用,效力比也称相对效力。在实际应用中，B药往往是已知的标准药物，A药是受检药物。相对效力用R表示，它表示受检药物为标准药物的R倍。R1或R1分别表示A药的效力大于或小于B药。用完全相同的理由可推知毒力比的实际意义。,