单次与重复给药毒性研究：药物安全评估的基石
在药物研发的严谨历程中，单次给药毒性（通常称为急性毒性）和重复给药毒性（包括亚慢性和慢性毒性）研究构成了临床前安全性评价不可或缺的两大支柱。它们共同描绘了药物在生物体内的安全边界，为首次人体试验奠定科学基础。
一、单次给药毒性研究：揭示急性耐受极限
- 核心目标：
- 确定机体单次暴露于高剂量药物后产生的急性不良反应类型及其严重程度。
- 定量评估致死剂量范围（如LD50 - 半数致死剂量、LD10等）或最大耐受剂量。
- 识别主要的靶器官毒性，初步判断毒性反应是否可逆。
- 为后续的重复给药毒性研究和首次人体临床试验（FIH）的起始剂量选择提供关键依据。
- 研究设计要点：
- 物种与数量： 通常选用两种哺乳动物（啮齿类与非啮齿类，如大鼠、犬），每组动物数量需满足统计学要求。
- 给药途径： 尽可能模拟拟用临床给药途径（如口服、静脉注射等）。
- 剂量设定： 设置足够宽的范围，旨在出现明显毒性甚至部分动物死亡（以确定极限），同时包含无明显毒性反应的剂量组。通常包含一个极限剂量水平（如2000 mg/kg）。
- 观察期： 给药后至少连续观察14天，详细记录动物外观、行为、体重、摄食饮水、临床症状及死亡情况。
- 终点分析： 末期进行血液学、血清生化检测及全面的大体解剖检查，必要时对肉眼病变器官进行组织病理学检查。
- 关键产出：
- 药物引起急性毒性反应的特征谱（症状、体征、起始与持续时间）。
- 致死剂量（或近似值）及最大耐受剂量。
- 主要靶器官信息。
- 初步的剂量-反应关系及安全范围估算（如NOAEL - 未观察到不良反应剂量）。
二、重复给药毒性研究：评估长期暴露风险
- 核心目标：
- 评估药物在预期临床疗程或更长时期内重复给药引起的潜在毒性效应。
- 确定毒性反应的性质、严重程度、靶器官、剂量依赖性与可逆性。
- 建立无明显毒性反应剂量水平，为后续临床试验（特别是长期试验）的剂量选择和安全监测重点提供核心依据。
- 预测人体长期用药的潜在累积毒性风险。
- 研究设计要点：
- 物种与数量： 同样需要两种相关动物（啮齿类与非啮齿类），每组动物数需满足长期观察与统计需求（通常多于急性试验）。
- 给药途径： 必须与拟用临床给药途径一致。
- 剂量设定： 设置多个剂量组（通常包括高、中、低剂量），其中高剂量应力求产生明确毒性但不引起过度死亡或痛苦（如基于急性毒性的MTD或暴露量饱和剂量），中剂量应出现轻微毒性，低剂量应接近或等于预期治疗剂量范围（目标暴露量），并设立溶剂/空白对照组。临床拟用疗程决定研究时长（如14天、28天、90天啮齿类/非啮齿类、6个月、9个月或1年）。
- 全面监测：
- 临床观察： 每日详细观察动物一般状态、行为活动、皮毛、眼睑、粪便等。
- 体重与摄食： 定期精确测量体重和饲料/饮水消耗量。
- 眼科检查： 研究开始前和末期通常需要进行。
- 心电图： 非啮齿类动物通常进行。
- 临床病理学： 研究期间（如中期）和末期采集血液进行血液学（血细胞计数分类）和血清生化（肝肾功能、电解质、血糖、脂质、蛋白等）检测；末期收集尿液进行尿液分析。
- 病理学检查：
- 大体解剖： 末期对所有主要器官进行肉眼检查。
- 器官称重： 对重要器官（如心、肝、脾、肺、肾、脑、肾上腺、睾丸/卵巢）称重。
- 组织病理学： 对广泛的器官和组织（通常包括所有大体病变器官以及对照组和高剂量组动物的所有主要器官）进行显微镜检查。这是识别靶器官和组织损伤性质的关键手段。
- 恢复期设计： 通常在高剂量组和对照组中设置动物子群，在停止给药后继续观察一段时间（如2周或4周），以评估毒性反应的可逆性或潜在延迟效应。
- 关键产出：
- 药物引起慢性毒性反应的特征谱（性质、靶器官、进展）。
- 明确的剂量-毒性关系及剂量-暴露量关系。
- 无明显毒性反应剂量水平。
- 毒性反应的可逆性评估。
- 临床病理学参数变化的意义（提示可能的器官功能障碍）。
- 确定人体临床试验中需重点监测的潜在毒性终点。
三、相辅相成：构建完整的安全性认知
- 单次给药毒性（急性）： 如同“压力测试”，揭示了药物在最极端单次暴露条件下的即刻风险承受极限和急性中毒表现，确保首次人体试验的初始剂量远低于危险阈值。
- 重复给药毒性（亚慢性/慢性）： 模拟了临床实际用药模式，系统性地描绘了药物在长期治疗过程中可能引发的累积性损伤、器官功能变化和适应性反应，是预测临床长期用药安全性的核心实验基础。
四、指导性原则与质量保障
此类研究严格遵守国际公认的药物非临床研究质量管理规范要求，确保实验设计科学、数据记录完整、操作规范、结果可靠可追溯。研究方案的设计紧密遵循国际协调会议相关技术指导原则，确保数据的科学性和支持监管决策的可接受性。
结论
单次与重复给药毒性研究是药物从实验室走向临床应用的安全桥梁。它们通过系统性、递进式的评估，深度揭示了药物在不同暴露情景下对机体的潜在危害，为科学设定临床试验的安全起始剂量、预测不良反应监测重点、评估患者长期用药的风险-获益比提供了不可或缺的实验毒理学基础。这些研究的严谨实施和科学解读，是保障受试者和未来患者用药安全的核心环节，是新药研发成功的关键基石。