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Question：人藥量咋變鼠藥量？（普拉特澤生物提供長期穩(wěn)定的動物實驗外包服務）

答：新藥研發(fā)實驗室里，一位實驗員正對著計算器發(fā)愁——人類臨床治療用10mg/kg的藥物劑量，換算給實驗小鼠該用多少？他想起導師隨口提過“小鼠劑量通常是人類的十分之一”，于是草草寫下1mg/kg的給藥方案。三周后，實驗組小鼠全部死亡，這個戲劇性失誤的根源在于直接套用人類劑量的錯誤假設。

圖片來源：https://www.realites-ophtalmologiques.com/2021/01/22/des-souris-retrouvent-lacuite-visuelle-de-leur-jeunesse%E2%80%89/

在藥物研發(fā)、毒性測試和基礎醫(yī)學研究中，動物實驗是連接理論和臨床的關鍵環(huán)節(jié)。但人類與動物對藥物的反應差異遠超想象：小鼠的肝臟代謝速度是人類的3倍，大鼠的體表面積換算后劑量可能是人類的6倍，而猴子的腎臟排泄效率又與人類接近......這些隱藏的生理差異，讓＂按比例縮放劑量＂變成了一場危險的算術游戲。

如何科學地將人類用藥劑量轉換為動物實驗用量？這不僅是實驗室新手常踩的坑，更是關乎研究結論可靠性的核心問題。

1.劑量轉換的影響因素

藥物在生物體內的作用效果取決于三個核心要素：藥物濃度、作用時間和靶點親和力。

人類與動物在這些維度上存在顯著差異：

• 代謝速率差異：小鼠的肝臟代謝酶活性約為人類的3-5倍，導致相同劑量下藥物在嚙齒類動物體內的清除速度更快。

• 器官功能差異：犬類的腎臟排泄效率比人類高20％-30％，靈長類動物的腸道吸收特性更接近人類。

• 體表面積效應：1930年代，毒理學家Max Kleiber提出"體表面積法則"：藥物分布與體表面積呈正相關，而體重增長與體表面積呈指數(shù)關系（平方立方定律）?；隗w表面積的劑量換算比簡單體重換算更科學、準確。

這些生理差異要求我們必須建立科學的換算模型，而不是簡單地進行數(shù)值比例縮放。

2.體表面積歸一化法

美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）和歐洲藥品管理局（EMA）推薦采用體表面積歸一化法作為標準劑量換算方法。這種方法基于大量跨物種藥代動力學數(shù)據(jù)，建立了相對體表面積系數(shù)（RSD）體系。

標準換算公式：

其中，Km系數(shù)也稱為體表面積歸一化因子，是劑量換算的核心參數(shù)，反映了不同物種單位體重的體表面積差異。

根據(jù)美國FDA《Estimating the Maximum Safe Starting Dose in Initial Clinical Trials for Therapeutics in Adult Healthy Volunteers》，常見物種的Km系數(shù)以及相對劑量換算系數(shù)如下表：

4 劑量換算的計算示例 

 1、計算動物實驗理論劑量 現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了計算公式、Km系數(shù)和換算系數(shù)，接下來我們用一個實際例子來演示計算過程。 

 示例：已知某藥物成年人類的臨床劑量為100mg/kg，需要換算成大鼠的劑量。 計算過程： ● 確定人用劑量（100 mg/kg），確定目標物種的Km系數(shù)（大鼠Km系數(shù)：6） ● 按照公式計算大鼠理論劑量：  

 在將人類用藥量換算為動物實驗理論劑量后，進行生物利用度校正和安全范圍調整是確保實驗科學性與安全性的關鍵步驟。 

 2、 生物利用度校正 不同物種對同一藥物的吸收、代謝能力差異顯著。例如，口服藥物在人體內的生物利用度（吸收比例）可能與大鼠完全不同，如果不校正，可能會導致動物實際暴露劑量不足或過量。 *注意：如果藥物直接進入血液循環(huán)，例如靜脈給藥，那么生物利用度約等于100%，可以跳過此步驟。 

 示例：延續(xù)上面的示例，剛剛我們計算出大鼠理論劑量是617mg/kg，假設目標藥物在人體的口服生物利用度為80%，而在大鼠中僅為40%，生物利用度校正的計算過程如下：

3、 安全范圍調整

即使經(jīng)過科學換算，物種間藥物敏感性和毒性差異仍然可能導致意外風險。安全范圍調整可以通過逐步劑量爬坡，避免動物急性毒性或實驗失敗。

示例：上述生物利用度校正后劑量為 1234 mg/kg，設定安全起始劑量，通常從校正后劑量的1/10開始，也就是起始劑量為123mg/kg。

劑量爬坡設計：

最后，每天監(jiān)測大鼠的體重、臨床體征，第7天解剖評估器官毒性。假設617 mg/kg組顯示理想藥效，而且無毒性，則選擇該劑量為正式實驗劑量。

調整原則：

• 如果低劑量組已出現(xiàn)毒性，需要下調理論劑量重新?lián)Q算。

• 如果高劑量組仍然沒有藥效，需檢查藥物在不同物種的靶點親和力差異。
  
  

• 3. 給藥體積和終濃度計算

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• 通過上述劑量換算流程的示例，我們得到了正式的動物實驗用藥劑量，那么給藥體積是多少？藥物的終濃度又是如何計算呢？

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• 首先，我們可以打開實驗老司機的快速計算器：實驗快算，網(wǎng)址：https://cal.exdrive.cn/，從目錄中找到“給藥體積”。

選擇所用動物種類，就可以查詢到該物種不同給藥途徑的理想給藥體積。

示例：假設某藥物的小鼠口服給藥的正式實驗劑量是617 mg/kg，小鼠的重量大約為30g，查詢已知小鼠口服給藥的理想體積是10 mL/kg，需要計算最終給藥的體積和終濃度，以及如何配藥。

計算過程：

1、 計算單只小鼠的給藥體積：給藥體積=10 mL/kg×0.03kg=0.3mL

2、 計算單只小鼠的藥物總量：藥物質量=617 mg/kg× 0.03 kg =18.51mg

3、 計算單只小鼠的給藥終濃度（藥物質量 ÷ 給藥體積）：終濃度=18.51mg ÷ 0.3mL=61.7mg/mL

最后，例如要給10只小鼠配藥，也就是需要185.1mg藥物+3mL溶劑（終濃度仍然是61.7mg/mL）。然后每只小鼠取0.3mL藥物溶液灌胃即可。

*注意，對于高濃度或大劑量藥物，需要考慮藥物的體積占比，建議先用少量溶劑溶解藥物，再定容至最終體積。

4. 總結

人類用藥劑量向動物實驗劑量的轉換不是簡單的數(shù)學游戲，體表面積歸一化法只是給我們提供了基本框架，但真正要得到可靠結果，必須綜合考慮藥物代謝差異、動物特性和研究目標。只有將標準化計算方法與實際情況相結合，才能確保動物實驗數(shù)據(jù)真正為人類醫(yī)學研究服務，推動科研成果向臨床應用轉化。

文源實驗室老司機
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要資質有資質

要經(jīng)驗有經(jīng)驗

要案例有案例

好，鼠藥量計算就介紹到這里啦~

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