1. 动物给药指南

动物给药指南

表格 1

等效剂量计算指南[1][2]

Species
Body weight (kg) Working Weight Range (kg) Body surface area (BSA; m2) Km factor (a)
Mouse 0.020 0.011-0.034 0.007 3
Hamster 0.080 0.047-0.157 0.016 5
Rat 0.150 0.080-0.270 0.025 6
Guinea pig 0.400 0.208-0.700 0.05 8
Dog 10 5-17 0.50 20
Rabbit 1.8 0.9-3.0 0.15 12
Monkey 3 1.4-4.9 0.25 12
Baboon 12 7-23 0.60 20
Micro-Pig 20 10-33 0.74 27
Human 60 -- 1.62 37
表格说明

a: Km:转换因子 Km 的单位是 kg/m2;通过将物种的平均体重(kg)除以其体表面积(m2)所得[1]

动物 A 剂量 (mg/kg) = 动物 B 剂量 (mg/kg) × 动物 B 的 Km /动物 A 的 Km

例如化合物 X 在小鼠的剂量为 20 mg/kg, 折算成大鼠的给药剂量:

大鼠剂量 (mg/kg) = 小鼠剂量 (20 mg/kg) × 小鼠的 Km 系数 (3)/ 大鼠的 Km 系数 (6) = 10.0 mg/kg

Note[2][3]

上述换算方案供参考:不同药物除了代谢本身之外,不同动物之间存在多方面的差别 ( 药物的吸收、分布、转化、排泄等方面都可能有差距 )

Km 为转化因子估计值,与动物中的实测和计算值并不一定相等。

表格 2

常用的动物实验中的给药体积与速度[4][5]

物种
Species
给药途径 灌胃
Oral Gavage, mL/kg
静脉注射
IV bolus, mL/kg
腹腔注射
IP, mL/kg
皮下注射
SC, mL/kg
肌肉注射
IM, mL/kg
皮内注射
ID, mL/site
范围 Volume Volume Volume Volume Volume Volume
Mouse

小鼠

Ideal 10 5 5-10 1-5 0.1 0.1
Maximum 40 25 50 20 g 1 1
Rat

大鼠

Ideal 10 1 5-10 1 0.1 0.1
Maximum 20 20 20 20 10 0.1
Guinea pig

豚鼠

Ideal 10 1 1-5 1-5 0.1 0.1
Maximum 30 5 20 10 0.5-1 0.1
Rabbit

兔子

Ideal 1 1 3 1-2.5 0.1-0.5 0.1
Maximum 20 10 5 10 1 0.1
Dog

Ideal 5 1 3 0.5 0.1-0.25 0.1
Maximum 20 10 5 2 1 0.1
Micro-Pig

Ideal NIA 1 1 1 0.25 0.1
Maximum NIA 10 5 3 0.5 0.1
Macaque

恒河猴

Ideal 5 1 3 0.5 0.1-0.5 0.1
Maximum 10 10 5 2 1 0.1
表格说明

在接近体积限制或静脉给药 IV 时,必须考虑溶液的性质,如 pH 等。推荐的工作范围为 pH 为 4.5 至 8.0。

不同给药途径对 pH 的耐受程度依次为口服> 静脉注射> 肌肉> 皮下> 腹腔。还须考虑动物本身健康状况,如肾功能和心血管功能,静脉滴注或者
接近体积限制时这些系统必须正常才能增加体积。

每天不应使用超过两个肌肉注射部位。皮下注射部位应限制在每天两到三个。

黄色标注: 为了适应更大的体积,可以随时间分开(例如,每天 4 次,每次 20 mL/kg,以在 24 小时内达到总量 80 mL/kg)

蓝色标注: 如果使用的体积大于常见使用体积,建议将该体积划分到多个站点。

红色标注

分为多个站点和交替腿,每条腿最多 5 个站点。最终体积不超过 0.10 mL;也可以随时间给药(例如,每天 4 次给药,剂量为 10 mL/kg,
以在 24 小时内达到总量 40 mL/kg)

紫色标注: 不经常使用。

NIA 缩写: 无可用信息。

物种
Species
给药途径 静脉滴注
IV infusion, mL/kg
玻璃体腔注射
Intravitreal, μL/eye
关节内注射
Intra-articular, μL/joint
鼻内给药
Intranasal, μL/nostril
范围 Volume Rate, mL/min Volume Joint Volume Volume
Mouse

小鼠

Ideal 50 1 2 NIA NIA 25
Maximum
Rat

大鼠

Ideal 50 1 5 后膝关节 0.1 50
Maximum 跗骨 0.5
Guinea pig

豚鼠

Ideal 10 1 NIA NIA NIA 100
Maximum
Rabbit

兔子

Ideal 20 1 100 NIA NIA 200
Maximum
Dog

Ideal 20 5 100 后膝关节 0.5 500
Maximum
Micro-Pig

Ideal 10 1 NIA NIA NIA NIA
Maximum
Macaque

恒河猴

Ideal 20 1 50 NIA NIA 200
Maximum
表格说明

在接近体积限制或静脉给药 IV 时,必须考虑溶液的性质,如 pH 等。推荐的工作范围为 pH 为 4.5 至 8.0。

不同给药途径对 pH 的耐受程度依次为口服> 静脉注射> 肌肉> 皮下> 腹腔。还须考虑动物本身健康状况,如肾功能和心血管功能,静脉滴注或者接近体积限制时这些系统必须正常才能增加体积。

每天不应使用超过两个肌肉注射部位。皮下注射部位应限制在每天两到三个。

NIA 缩写: 无可用信息。

表格 3

不同给药方式的特性(小鼠为例)[4][5]

Dosing route Formulations Characteristics
灌胃
Oral gavage

澄清溶液、共溶剂、悬浮液、胶囊形式、片剂(mini),
油状液体

确保药物的均匀且稳定(pH 范围:2-9)

给药策略:灌胃针,灌胃管给药;

经胃肠道吸收,存在胃肠道和肝脏的首过代谢,
会导致药物生物利用率的下降

静脉注射
Intravenous (i.v.) Injection

澄清溶液

纳米悬浮液(有明确的粒径;不含可能诱发栓塞的
颗粒物)

给药方式:尾静脉注射;

静脉注射将药物直接注入静脉,无吸收过程,
生物利用度可认为是 100%,发挥药效最快

皮下注射
Subcutaneous (s.c.) Injection

澄清溶液首选,均匀悬浮液(粘稠度低)

pH 范围:4-8;生理 pH(接近 pH 7.4)首选 (接近 pH 7.4)

给药策略:颈部,背部的松散皮肤处注射给药;

皮下注射后,药物进入毛细血管附近的区域,
通过扩散或滤过进人循环系统,吸收速度较慢,
但效果持久;避开了胃肠道和肝脏首过代谢

腹腔注射
Intraperitoneal (i.p.) Injection

澄清溶液优先,均匀悬浊液可接受

推荐生理 pH

给药策略:腹腔(腹膜)处注射给药;该部位
为动物相对敏感的位置。

不存在胃肠道首过代谢,但依然存在肝脏首过
代谢,生物利用率较高

肌肉内注射
Intramuscular (i.m.) Injection

澄清溶液首选,均匀悬浮液(粘稠度低)

pH 范围:2-9;生理 pH(接近 pH 7.4)首选

给药策略:一般为腿部肌肉处局部注射;

肌肉注射操作不当或不慎注射神经可能导致轻
瘫、麻痹、肌肉坏死等

关节内注射
Intraarticular (i.a.) Injection

首选澄清溶液;悬浊液可使用:乳剂和脂质体等

给药策略:后膝关节内定点注射;
气管内注射
Intratracheal (i.t.) Injection

澄清溶液首选;如果必须使用悬浮液,必须通过喷

雾化甚至纳米化来减少颗粒尺寸

给药策略:从喉部到支气管,将药物输送到肺;

可能需要对动物进行镇静或麻醉,以尽量减少
动物的挣扎

表格 4

常见助溶剂建议的使用占比[2][6]

Product Name Dosing route/common usage range
DMSO 10-20% (oral, i.v.)
NMP–N-methylpyrrolidon 10-20% (oral, i.v.)
PEG300 40-100% (oral, i.v.)
Tween 80
吐温 80
5-10% (oral, i.v.)
SBE-β-CD
磺丁基-β-环糊精
20-40% (oral, i.v.)
HP-β-CD
羟丙基-β-环糊精
20-40% (oral, i.v.)
D5W 5% Dextrose in water
5% 葡萄糖溶液
oral, i.v.
Cremophor EL
聚氧乙烯蓖麻油 EL
5-10% (oral, i.v.)
Product Name Dosing route/common usage range
Cremophor RH40-Polyoxyl 40
hydrogenated castor oil
聚氧乙烯氢化蓖麻油
5-10% (oral, i.v.)
Solutol HS-15
(Polyethylene glycol
12-hydroxystearate)
20-50% (oral, i.v.)
Gelucire 44/14
月桂酸聚乙二醇甘油酯
20-50% (oral)
Lecithin-phosphatidylcholin
卵磷脂
20-50% (oral, i.v.)
Mid-chain triglyceride of
caprylic/caprolic acid
60-100% (oral); 20-40% (i.v.)

References:

[1] Ken Wojcikowski, et al. Animal studies on medicinal herbs: predictability, dose conversion and potential value. Phytother Res. 2014 Jan;28(1):22-7.  [Content Brief]

[2] Ping Li, et al. Developing early formulations: practice and perspective. Int J Pharm. 2007 Aug 16;341(1-2):1-19.  [Content Brief]

[3] Anroop B Nair, A simple practice guide for dose conversion between animals and human. J Basic Clin Pharm. 2016 Mar;7(2):27-31.  [Content Brief]

[4] Shayne Cox Gad, et al. Tolerable Levels of Nonclinical Vehicles and Formulations Used in Studies by Multiple Routes in Multiple Species With Notes on Methods to Improve Utility. Int J Toxicol. 2016 Mar-Apr;35(2):95-178.  [Content Brief]

[5] K H Diehl, et al. A good practice guide to the administration of substances and removal of blood, including routes and volumes. J Appl Toxicol. 2001
Jan-Feb;21(1):15-23.
 [Content Brief]

[6] Patricia V Turner, et al. Administration of substances to laboratory animals: routes of administration and factors to consider. J Am Assoc Lab Anim Sci. 2011 Sep;50(5):600-13.  [Content Brief]