Contributions of serum pharmacology to pharmacology, pharmacodynamics and new drug discovery

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0811

Abstract

Abstract:

BACKGROUND: Serum pharmacological methods have been used to evaluate the efficacy and related mechanisms of complex drug ingredients, especially Chinese herbal compounds, which promote the ongoing development of pharmacodynamics and serum pharmacological technologies.
OBJECTIVE: To summarize the serum pharmacological methods applied in various fields, and to evaluate the advantages and disadvantages.
METHODS: A computer-based retrieval of PubMed and CNKI databases was performed for the articles related to serum pharmacology published from January 2012 to June 2017 with the keywords of “serum pharmacology, medicated serum, drug-containing serum” in English and Chinese, respectively. Totally 2 977 articles were collected and finally 58 eligible ones were included for result analysis according to the inclusion and exclusion criteria.
RESULTS AND CONCLUSION: As serum pharmacology can reflect the efficacy and indications of medicines, and is helpful to study the effective compositions and in vivo course, it has been extensively used in various studies. In recent years, the studies on optimizing the serum donators, dosage, frequency, serum collection, serum storage and administration have achieved significant outcomes in the cardiovascular system, respiratory system, digestive system, nervous system, skeletal system, urinary system, reproductive system, immune system, anti-cancer, anti-inflammatory, antibacterial and antiviral treatments. Moreover, it is accompanied by the development of pharmacology, pharmacodynamics as well as new drug discovery.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: Drugs, Chinese Herbal, Pharmacology, Serum, Tissue Engineering

CLC Number:

R318

Wu Yuan-hao1, Liu Wei1, Zhao Wen-jia2. Contributions of serum pharmacology to pharmacology, pharmacodynamics and new drug discovery[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(24): 3914-3920.

Figures/Tables 2

2.1 血清药理学研究方法概述 2.1.1 血清供体的选择不同种属的动物有着不同的血清成分，以及各异的生理、病理状态和遗传背景，导致药代动力学参数不一。人和各种动物血清有不同程度差异，所以在选择动物时，应该选择与人类生物特性近似的同种属动物，或招募人类健康志愿者。且血清供体应与目的实验体系中的离体器官、组织细胞其种属相一致，以减少或避免供体血清与目的实验体系在理化、生物等特性上的差异，提高实验结果的可靠性。动物常采用大鼠、小鼠、兔、豚鼠等，一般首选家兔和大鼠，因此两种动物能提供充足的血量，一般至少选用4只成年动物，且雌雄各半来制备含药血清，将数只动物血清混合以减少个体差异，同时也能适应实验需求。这些动物与人类生物学相似，同时又易获得，一般动物给药前禁食不禁水6-12 h为宜。为了中药血清药理学实验结果与体内实验的一致性，有研究者提倡对含药血清供体进行造模，使进行的体外中药血清药理学实验与在体的药理学实验结果能够相互联系、相互参照，从而对药物疗效的评价达到真实、可信[11-12]。 2.1.2 给药剂量进行血清药理学实验需要制定给药剂量，给药剂量的大小直接与血清药物水平高低有关，给药剂量不能太大或太小。剂量太大，血清加入体外反应后浓度稀释，小于体内浓度，导致浓度过低出现的假阳性或阴性结果。给药剂量过大则易产生毒副作用。动物给药量换算公式为给药剂量＝人临床用量×动物等效剂量比值×培养液中血清稀释度，实际操作时会受到给药浓度和体积的限制，因此给药剂量应参照具体药物的量效关系研究，不能一概而论。而含药依照新药药理研究设计方法给药，可以将血清制成冻干粉，给动物灌胃，使得药物血清浓度达到所需要的水平[13]。 2.1.3 给药方案不同的灌药间隔、次数，以及禁食与否都会影响血药浓度，故在进行动物实验之前，应先行给药方案确定，如是否禁食，每日给药次数及间隔。动物食物可改变胃肠道理化性质，改变功能，影响血清的药物浓度。一般应该在实验之前令动物禁食8-12 h，保持空腹状态，从而减少其他因素引起血药浓度的变化。中药剂型多样，给药途径各不相同，实验中应根据实际情况，可使用黏膜、呼吸道及注射等途径给药，以降低因给药途径不同造成的差异性。在实验过程中多采用口服灌胃给药，灌胃前多禁食，不禁水，保持空腹状态可较快较好地吸收药物，避免饮食的干扰。给药次数及间隔方面，目前各家说法不一，常用的方法有：1次给药或间隔2-4 h给药，或1-3次/d，连续3-10 d[10]。同一给药方案连续数日给药较1 次给药有明显差异，主要与药物诱导机体产生内源性生物活性物质有关，主张多次给药。白金霞等[14]用复方鳖甲软肝片给大鼠每日不同次数灌胃给药，将大鼠分为每日给药1次组、2次组以及3次组。结果显示每日给药2次组对HSC-T6抑制的效应动力学曲线下面积(AUC)及药代动力学AUC均高于每日给药1次组和3次组。李仪奎等[15]对大量的中药药动学参数进行分析后，提出中药血清药理研究通用的给药方案：每天给药2次，连续给药3 d效果最好。 2.1.4 采血时间一般应该在给药浓度的峰浓度内采血，但是中药成分较为复杂，不同药物达到峰浓度的时间不一，这就给采血时间的制定带来一定的难度。有研究表明一般达到峰浓度时间都在给药后1.0-2.0 h，故采血时间最好为末次给药后0.5-3.0 h，一般不超过6.0 h。采血时间过早，部分药物组分未被吸收入血；采血时间过长，部分药物组分在体内发生转化或被排泄掉，理想的采血时间应落在药物达到稳态血药浓度期间。进行血清药理学实验前可参照经验给药方案，并结合药物的药效动力学研究来确定最佳的给药、采血时间。李强等[16]在验证陇中损伤散提取物对成骨细胞临床常用量增殖影响实验中，分别再末次给药后1，2，3 h采血，结果显示，末次给药后1 h采血为最优采血时间。 2.1.5 含药血清的处理及保存血清中含有许多酶、抗体、补体、细胞因子及其他生物活性物质，血清灭活可去除血清中的大部分蛋白质、部分电解质和糖，使其丧失生物学活性，减少对血清的非药理学干扰，更容易突出血清药中中药的作用，也符合减少微生物感染的常规细胞培养要求。常用的处理方法见表1。"

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