附录一: 抗HIV药物非临床药效学研究的一般方法 HIV可用传代人T淋巴细胞或原代人外周血单个核细胞培养,T嗜性的病毒株可导致人T淋巴细胞出现特征性细胞病变,如细胞融合、多核巨细胞等。M嗜性的病毒株一般不导致细胞病变,可通过检测培养上清液的HIV p24抗原、病毒RNA或逆转录酶活性监测病毒复制的情况。体外药效学试验一般应重复三次。 目前尚缺乏理想的HIV感染动物模型,常采用替代模型或经过改造的小动物模型来评价药物的体内抗HIV活性,如感染猴免疫缺陷病毒(Simian immunodeficiency
virus,SIV)或嵌合病毒(Simian/human immunodeficiency virus ,SHIV)的猴模型和感染HIV的人淋巴组织重建的严重联合免疫缺陷小鼠模型(Sever combined immunodeficient-human,SCID-hu)。 本附录收入了目前较成熟和常用的抗HIV体外、体内药效学试验方法,供研发者参考。今后可根据研究进展情况进一步修订。 一、体外药效学试验 1、病毒和细胞 (1)病毒:应尽可能选择多种生物学表型和基因型的病毒株,包括HIV实验室适应株和有代表性的HIV临床分离株。在进行抗HIV耐药性毒株的药效学研究时,应选用耐药性毒株;对于明确作用靶点的药物,应首先选择对该作用靶点药物耐药的毒株。 (2)细胞:应尽可能选择多种细胞。常用的有传代人T淋巴细胞系(如CEM、MT4、MT2、C8166、H9等)、单核巨噬细胞系(如U937等)和活化的人原代外周血单个核细胞(PBMC)。 (3)病毒感染剂量的确定:测定HIV的感染剂量一般采用在96孔细胞培养板上微量培养滴定的方法,通过观察细胞病变或检测病毒标记物,如HIV p24抗原或逆转录酶等,计算出病毒的感染性滴度(半数组织培养感染剂量,50% Tissue culture infectious dose, TCID50)。在不同的细胞系/病毒株培养系统,使用的病毒感染剂量不尽相同,一般选用100~1000TCID50。 2、药物的细胞毒性测定:将不同浓度的药物加入细胞培养板中,在特定条件下培养一定时间,用适宜的方法测定活细胞的比例,计算药物对细胞的毒性(半数细胞毒性浓度,Median toxic concentration,TC50)。 3、抗HIV活性测定: (1)试验分组 空白对照组:正常培养的细胞。 阳性对照组:阳性对照药与病毒和细胞共同培养。阳性对照药一般选择与受试药物作用靶点相同的临床有效药物。 阴性对照组:药物溶媒与病毒和细胞共同培养。 病毒对照组:病毒和细胞共同培养。 药物对照组:受试药物与细胞共同培养。 试验组:受试药物与病毒和细胞共同培养。 (2)感染和给药方法:一般采用药物、病毒、细胞同时培养的方式,也可以根据药物作用的靶点采取药物先与HIV作用再加细胞、药物先与细胞作用再加HIV或HIV先感染细胞再加药物的感染和给药方式。 (3)监测指标和方法: 细胞病变:在显微镜下观察细胞的形态,观察有无HIV特征性的细胞病变(合胞体以及细胞融合)。 HIV抗原:用ELISA方法检测培养上清液中的HIV p24 抗原浓度。 逆转录酶:用同位素掺入或其他方法检测培养上清液的逆转录酶活性。 根据细胞病变观察、p24抗原或逆转录酶检测的结果,计算药物对病毒的抑制活性(半数抑制浓度,Median inhibition concentration,
IC50)。 4、药效学评价指标 由于病毒的存活与复制依赖于宿主细胞,而抗病毒药物本身有一定的细胞毒性,因此不能仅以细胞病变、p24抗原或逆转录酶活性作为药效学评价的指标,而应以治疗指数(TI)为主要的评价指标。一般认为治疗指数大于10的药物可能具有体外抗HIV活性。 5、药物的联合抗HIV活性测定 将2~3种不同的药物加入到同一实验体系中,按照前述的方法监测病毒的抑制情况,判断药物对病毒的联合作用。实验中除了设置一般体外药效学研究需要的对照以外,还应有各单药对照。联合抗HIV活性测定的数据分析方法比较复杂,需采用特定的模型和软件。 二、体内药效学试验 1、SIV感染猴模型 (1) 病毒:SIV毒株,静脉注射或粘膜感染。 (2) 动物:恒河猴、食蟹猴等,体重 (3) 病毒感染剂量的测定:可采用两种方法,一种方法是用保存的毒种在体外感染猴淋巴细胞,初步确定病毒的感染剂量。一般选择三个剂量组,每组间10倍稀释,每个稀释度接种两只猴,感染后不同时间取血,通过细胞培养测定病毒滴度,并定量检测SIV RNA,以两只猴均感染的最小剂量作为最小感染量(Monkey infectious
dose,MID100)。另一种方法是用感染猴的血浆接种猴,感染后每周取血测定SIV抗原和细胞培养病毒,计算半数感染量(Median infectious dose,
ID50)。 (4) SIV感染猴治疗试验: 急性感染治疗试验:猴静脉注射10~100ID50 或5MID100
的SIV,同时或4小时后口服或注射最大无毒剂量以下2倍递减2个剂量的药物,每天给药,连续8周。每周取血,培养病毒,测定SIV p27抗原滴度和SIV RNA,计算保护百分率,并与病毒对照组进行比较。给药前、停药当天和停药后8周进行淋巴结检查,观察免疫系统的病理改变。另外,还要测定CD4+、CD8+细胞数和CD4+/
CD8+比值。 慢性感染治疗试验:猴静脉注射10~100ID50或5~10MID100 的SIV,感染后60天左右开始给药,一般试验组在最大无毒剂量以下2倍递减2个剂量。每天给药,连续8周。于给药前、给药第8周、停药当天和停药后8周取血,测定SIV p27抗原滴度和SIV RNA,计算保护百分率,并与病毒对照组进行比较。给药前、停药当天、停药后8周进行淋巴结检查,观察免疫系统的病理改变。另外,还要测定CD4+、CD8+细胞数和CD4+/
CD8+比值。 2、HIV感染SCID-hu小鼠模型 (1)动物:SCID小鼠,4~8周龄,雌性,静脉注射人PBMC或移植人胚胸腺/肝脏组织。 (2) HIV感染剂量测定:将HIV细胞培养上清液10倍连续稀释5个浓度,静脉注射或移植组织注射感染小鼠。1周后取小鼠的血液、脾、淋巴结和腹腔洗液,定量培养,测定病毒滴度,HIV p24抗原、病毒载量,计算ID50。 (3)药物毒性测定:SCID-hu小鼠灌服或静脉注射给药,测定急性毒性和亚急性毒性,计算半数致死量(Median
lethal dose, LD50)和最大耐受量(0% Lethal dose, LD0)。 (4)HIV感染SCID-hu小鼠药物治疗试验:SCID-hu小鼠腹腔注射10~100ID50
HIV,2~24小时后灌服或静脉注射给药。感染1周后,取血液、脾、淋巴结和腹腔洗液,定量培养,测定病毒滴度,HIV p24抗原、病毒载量,计算抑制率和半数有效剂量(Median effective
dose, ED50),并与病毒感染对照组进行比较。 |