基于生理的动力学(physiologically based kinetic,PBK)模型是一种用于模拟化学物质在有机体(如人类和其他动物物种)中的生物过程(吸收、分布、代谢和排泄,简称ADME)和推导体内、外剂量或靶器官剂量的工具。相较于PBK在药物研发的不同...基于生理的动力学(physiologically based kinetic,PBK)模型是一种用于模拟化学物质在有机体(如人类和其他动物物种)中的生物过程(吸收、分布、代谢和排泄,简称ADME)和推导体内、外剂量或靶器官剂量的工具。相较于PBK在药物研发的不同阶段的广泛应用,近几年来PBK在化学物质管理中应用的发展更为迅速。在过去十几年中,化学品安全管理领域的不同国际组织和权威机构相继发布了关于合理构建和使用PBK模型的指导文件。本文主要总结了人类/哺乳动物的PBK模型构建、化学物质健康风险评估中常用的软件和平台,以及PBK模型软件在化学物质管理中的应用和相关案例,简述了基于PBK和体外-体内外推(IVIVE)方法在下一代健康风险评估中的应用潜力,并对PBK在中国化学物质管理应用中需要解决的科学问题进行了讨论,以期为PBK在我国化学物质管理应用提供借鉴。展开更多
纳米颗粒因其独特的物理化学特性在工业、农业和医疗等领域得到了广泛应用,然而其环境暴露及对生物体的毒性效应也引起了广泛的忧虑。纳米颗粒可通过多种途径进入生物体并可能导致健康风险,因此准确预测其生物分布和毒代动力学过程至关...纳米颗粒因其独特的物理化学特性在工业、农业和医疗等领域得到了广泛应用,然而其环境暴露及对生物体的毒性效应也引起了广泛的忧虑。纳米颗粒可通过多种途径进入生物体并可能导致健康风险,因此准确预测其生物分布和毒代动力学过程至关重要。生理毒代动力学(physiologically based toxicokinetic,PBTK)模型为评估纳米颗粒在生物体内的吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)和排泄(excretion)(统称ADME)以及毒性效应等过程提供了系统性的描述。本文综述了纳米颗粒PBTK模型的最新研究进展,探讨了模型构建中ADME特性的定量描述、模型框架、参数确定及验证方法,分析了当前面临的重要挑战:研究对象的局限性、纳米颗粒的理化特性纳入有限、缺乏环境因子相关参数、通用性模型处于起步阶段。最后,对纳米颗粒PBTK模型的发展提出展望。展开更多
目的·以氯氮平-氟伏沙明合用为例,通过构建针对中国群体的生理药物代谢动力学(physiologically based pharmacokinetic,PBPK)模型,预测氯氮平联合用药的药物相互作用(drug-drug interaction,DDI)并对氯氮平进行剂量优化。方法·...目的·以氯氮平-氟伏沙明合用为例,通过构建针对中国群体的生理药物代谢动力学(physiologically based pharmacokinetic,PBPK)模型,预测氯氮平联合用药的药物相互作用(drug-drug interaction,DDI)并对氯氮平进行剂量优化。方法·通过文献及药理学相关数据库获取氯氮平及氟伏沙明的基本理化性质参数,药物吸收、分布、代谢及排泄(absorption,distribution,metabolism and excretion,ADME)相关参数及中国群体的生理解剖相关参数,利用PK-Sim®软件构建2种药物的PBPK模型。以平均百分比误差(mean percentage error,MPE)和平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE),或者预测药时曲线下面积(area under the curve,AUC)或峰浓度(peak concentration,Cmax)与实测AUC或Cmax的比值为判断指标,并通过真实世界血药浓度数据进行模型验证。在此基础上结合氟伏沙明对氯氮平的抑制作用参数构建氯氮平-氟伏沙明联合用药的PBPK模型,预测氯氮平的药物代谢动力学变化。以药时曲线下面积比值(area under the curve ratio,AUCR)或峰浓度比值(peak concentration ratio,CmaxR)的90%置信区间为评价指标判断是否存在临床显著的DDI(无效应边界为80%~125%)。根据PBPK模型量化氯氮平-氟伏沙明联合用药后氯氮平的药物代谢动力学变化,并制定氯氮平的剂量优化方案。结果·构建的氯氮平、氟伏沙明模型验证的MPE绝对值≤10%且MAPE<25%,说明预测的药时曲线是准确的。氯氮平-氟伏沙明合用的PBPK模型的AUC预测值与实测值的比值在1.25以内,可准确地预测药物代谢动力学参数。氯氮平-氟伏沙明联用模型的预测结果提示,氯氮平-氟伏沙明联合用药的AUCR和CmaxR的90%置信区间均不完全位于无效应边界内,说明两药合用会发生临床显著性的DDI。此外,PBPK模型的剂量优化结果提示:受试者联合服用氯氮平及氟伏沙明时,氯氮平的剂量减少至原本剂量的50%,可使氯氮平的暴露水平与单药治疗时保持一致。结论·研究建立的PBPK模型可以较好模拟联合用药对氯氮平药物代谢动力学的影响,对于预测药物可能的相互作用及剂量优化方案有参考意义。如果治疗过程中需要合用氯氮平和氟伏沙明,须警惕临床显著的DDI,并应优化氯氮平的剂量。展开更多
生理药代动力学(Physiologically Based Pharmacokinetic,PBPK)模型在健康风险评估中的应用逐渐成为研究的焦点。简要阐述了PBPK模型的定义及发展历程,在此基础上详细介绍了PBPK模型建立的过程及其在致癌风险评估、混合物健康风险评估...生理药代动力学(Physiologically Based Pharmacokinetic,PBPK)模型在健康风险评估中的应用逐渐成为研究的焦点。简要阐述了PBPK模型的定义及发展历程,在此基础上详细介绍了PBPK模型建立的过程及其在致癌风险评估、混合物健康风险评估中的应用。最后,总结了该模型在健康风险评估应用中的受限因素,提出跨学科合作有利于解决这些受限因素,从而进一步推进该模型在混合物健康风险评价中的应用。展开更多
苯并[α]芘[benzo[α]pyrene,BaP]是环境中广泛存在的一种致癌多环芳烃,带来的健康风险受到普遍关注.基于生理的药代动力学(physiologically based pharmacokinetic, PBPK)模型是一种预测污染物在生物体内部剂量的数学模型,近年来在健...苯并[α]芘[benzo[α]pyrene,BaP]是环境中广泛存在的一种致癌多环芳烃,带来的健康风险受到普遍关注.基于生理的药代动力学(physiologically based pharmacokinetic, PBPK)模型是一种预测污染物在生物体内部剂量的数学模型,近年来在健康风险评估中应用广泛.本文介绍了BaP对生物体的健康危害,概述了BaP的PBPK模型研究进展,指出了BaP人体PBPK模型存在BaP及代谢物的代谢机理尚未完全明确、代谢参数可靠性不高、模型还需继续完善等问题,并探讨了PBPK模型在BaP健康风险评估中的应用.一方面,PBPK模型在阐明内暴露监测结果及补充完善污染物在人体内的代谢机理方面具有明显优势,基于PBPK模型分析完善了BaP生物标志物3-羟基苯并[α]芘在肾小管重吸收的肾脏排泄机制;另一方面,PBPK模型作为外推工具,通过种间外推可以量化污染物的种间药代动力学差异,减小动物健康剂量水平外推至人体基准值的不确定性;通过体外到体内的外推可以关联内外暴露剂量,利用反剂量学推导人体健康基准值.这两种外推方法的应用均可以提高人体健康基准值推导的科学性、准确性.并以BaP为例剖析了PBPK模型不确定性来源,提出了提高模型精确性的方法.最后,为了进一步推动完善BaP的人体健康风险评估方法体系,本文探讨总结了3个重点研究方向:一是探索PBPK模型应用于BaP健康风险评估的方法体系;二是探索可靠性更高的Ba P健康风险评估概率模型;三是开展BaP的生物标志物用于人体健康风险评估可行性研究.展开更多
文摘基于生理的动力学(physiologically based kinetic,PBK)模型是一种用于模拟化学物质在有机体(如人类和其他动物物种)中的生物过程(吸收、分布、代谢和排泄,简称ADME)和推导体内、外剂量或靶器官剂量的工具。相较于PBK在药物研发的不同阶段的广泛应用,近几年来PBK在化学物质管理中应用的发展更为迅速。在过去十几年中,化学品安全管理领域的不同国际组织和权威机构相继发布了关于合理构建和使用PBK模型的指导文件。本文主要总结了人类/哺乳动物的PBK模型构建、化学物质健康风险评估中常用的软件和平台,以及PBK模型软件在化学物质管理中的应用和相关案例,简述了基于PBK和体外-体内外推(IVIVE)方法在下一代健康风险评估中的应用潜力,并对PBK在中国化学物质管理应用中需要解决的科学问题进行了讨论,以期为PBK在我国化学物质管理应用提供借鉴。
文摘纳米颗粒因其独特的物理化学特性在工业、农业和医疗等领域得到了广泛应用,然而其环境暴露及对生物体的毒性效应也引起了广泛的忧虑。纳米颗粒可通过多种途径进入生物体并可能导致健康风险,因此准确预测其生物分布和毒代动力学过程至关重要。生理毒代动力学(physiologically based toxicokinetic,PBTK)模型为评估纳米颗粒在生物体内的吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)和排泄(excretion)(统称ADME)以及毒性效应等过程提供了系统性的描述。本文综述了纳米颗粒PBTK模型的最新研究进展,探讨了模型构建中ADME特性的定量描述、模型框架、参数确定及验证方法,分析了当前面临的重要挑战:研究对象的局限性、纳米颗粒的理化特性纳入有限、缺乏环境因子相关参数、通用性模型处于起步阶段。最后,对纳米颗粒PBTK模型的发展提出展望。
文摘目的·以氯氮平-氟伏沙明合用为例,通过构建针对中国群体的生理药物代谢动力学(physiologically based pharmacokinetic,PBPK)模型,预测氯氮平联合用药的药物相互作用(drug-drug interaction,DDI)并对氯氮平进行剂量优化。方法·通过文献及药理学相关数据库获取氯氮平及氟伏沙明的基本理化性质参数,药物吸收、分布、代谢及排泄(absorption,distribution,metabolism and excretion,ADME)相关参数及中国群体的生理解剖相关参数,利用PK-Sim®软件构建2种药物的PBPK模型。以平均百分比误差(mean percentage error,MPE)和平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE),或者预测药时曲线下面积(area under the curve,AUC)或峰浓度(peak concentration,Cmax)与实测AUC或Cmax的比值为判断指标,并通过真实世界血药浓度数据进行模型验证。在此基础上结合氟伏沙明对氯氮平的抑制作用参数构建氯氮平-氟伏沙明联合用药的PBPK模型,预测氯氮平的药物代谢动力学变化。以药时曲线下面积比值(area under the curve ratio,AUCR)或峰浓度比值(peak concentration ratio,CmaxR)的90%置信区间为评价指标判断是否存在临床显著的DDI(无效应边界为80%~125%)。根据PBPK模型量化氯氮平-氟伏沙明联合用药后氯氮平的药物代谢动力学变化,并制定氯氮平的剂量优化方案。结果·构建的氯氮平、氟伏沙明模型验证的MPE绝对值≤10%且MAPE<25%,说明预测的药时曲线是准确的。氯氮平-氟伏沙明合用的PBPK模型的AUC预测值与实测值的比值在1.25以内,可准确地预测药物代谢动力学参数。氯氮平-氟伏沙明联用模型的预测结果提示,氯氮平-氟伏沙明联合用药的AUCR和CmaxR的90%置信区间均不完全位于无效应边界内,说明两药合用会发生临床显著性的DDI。此外,PBPK模型的剂量优化结果提示:受试者联合服用氯氮平及氟伏沙明时,氯氮平的剂量减少至原本剂量的50%,可使氯氮平的暴露水平与单药治疗时保持一致。结论·研究建立的PBPK模型可以较好模拟联合用药对氯氮平药物代谢动力学的影响,对于预测药物可能的相互作用及剂量优化方案有参考意义。如果治疗过程中需要合用氯氮平和氟伏沙明,须警惕临床显著的DDI,并应优化氯氮平的剂量。
文摘生理药代动力学(Physiologically Based Pharmacokinetic,PBPK)模型在健康风险评估中的应用逐渐成为研究的焦点。简要阐述了PBPK模型的定义及发展历程,在此基础上详细介绍了PBPK模型建立的过程及其在致癌风险评估、混合物健康风险评估中的应用。最后,总结了该模型在健康风险评估应用中的受限因素,提出跨学科合作有利于解决这些受限因素,从而进一步推进该模型在混合物健康风险评价中的应用。
文摘苯并[α]芘[benzo[α]pyrene,BaP]是环境中广泛存在的一种致癌多环芳烃,带来的健康风险受到普遍关注.基于生理的药代动力学(physiologically based pharmacokinetic, PBPK)模型是一种预测污染物在生物体内部剂量的数学模型,近年来在健康风险评估中应用广泛.本文介绍了BaP对生物体的健康危害,概述了BaP的PBPK模型研究进展,指出了BaP人体PBPK模型存在BaP及代谢物的代谢机理尚未完全明确、代谢参数可靠性不高、模型还需继续完善等问题,并探讨了PBPK模型在BaP健康风险评估中的应用.一方面,PBPK模型在阐明内暴露监测结果及补充完善污染物在人体内的代谢机理方面具有明显优势,基于PBPK模型分析完善了BaP生物标志物3-羟基苯并[α]芘在肾小管重吸收的肾脏排泄机制;另一方面,PBPK模型作为外推工具,通过种间外推可以量化污染物的种间药代动力学差异,减小动物健康剂量水平外推至人体基准值的不确定性;通过体外到体内的外推可以关联内外暴露剂量,利用反剂量学推导人体健康基准值.这两种外推方法的应用均可以提高人体健康基准值推导的科学性、准确性.并以BaP为例剖析了PBPK模型不确定性来源,提出了提高模型精确性的方法.最后,为了进一步推动完善BaP的人体健康风险评估方法体系,本文探讨总结了3个重点研究方向:一是探索PBPK模型应用于BaP健康风险评估的方法体系;二是探索可靠性更高的Ba P健康风险评估概率模型;三是开展BaP的生物标志物用于人体健康风险评估可行性研究.
