[发明专利]一种应用代谢组学技术定量评价药物毒性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及药物毒性定量评价的新方法，具体涉及采用气相色谱方法定量检测人、动物或细胞中内源性小分子化合物、采用多变量数据处理方法计算数学模型、计算给药组与对照组相对距离作为药物毒性定量评价的方法。

背景技术

长期以来，在药理研究中，许多药物的毒性依靠定性而非定量、主观而非客观、粗略而非准确、片面而非全面的标准进行评价，这些方法的具体不足主要体现在：

1.量化指标缺乏毒性评价虽然采用了一些方便、有效的评价指标，如转氨酶、白血球数目等，但还有许多毒性缺乏明确量化指标，以现有的方法难以实施精确检测和评价。例如药物对组织或器官如肝脏、肾脏的毒性、疼痛程度、过敏反应、排斥反应的强弱、致幻、眩晕等对神经系统的兴奋、抑制的程度等。

2.主观性因缺乏客观定量指标，许多毒性的评价只能采取主观的、外在的、人为的观察方法进行定性评价，如组织切片、成像技术、各种电镜检查、细胞染色，或依靠经验判断或主观感觉进行分级量化，使得药物毒性评判存在很大的主观性和不确定性。

3.片面性许多指标存在一定的片面性，只是反映了个别生化功能、器官/组织的状态，缺乏整体的、系统的评价标准。如转氨酶、肌酸酐、血沉等指标。

4.表面性许多指标只反映了表象(如血压、抽搐、流涎、瞳孔大小等)，没有反映机体内在本质的改变。

5.粗略性毒性评价的指标不够灵敏，往往需要大剂量、长时间给药才能观察到相关毒性指标。

6.伤害性一些评价方法对机体伤害大或费用昂贵，如活检、介入、造影、断层扫描等，缺少损伤性小、经济方便的方法。

总之，现有的许多毒性评价的方法局限性较大，缺乏定量标准、缺乏客观性、全面性、针对性，不利于对药物毒性进行定量、客观和准确评价，成为严重制约药理/毒理学研究的巨大障碍。迫切需要寻找和创立新的药物毒性评价方法。

机体内源性小分子物质组是生命活动的基础，机体的功能状态必然反映在体内代谢组(内源性小分子化合物总称)上。研究表明，在中毒状态下，生物体的代谢和其中很多小分子化合物水平出现明显异常。毒性越强，对生物体各项功能的影响也越大，机体的各项功能状态/体内小分子水平也越偏离正常状态，在代谢组学上的表现就是用药组远离正常组；而毒性越弱，对生物体各项功能的影响也越小，机体的各项功能状态/体内小分子水平也较少程度上偏离正常状态，在代谢组学上的表现就是用药组与正常组有少量偏离。而在毒性随时间的变化过程中，随着机体的各项功能逐渐恢复，体内小分子和代谢水平也逐渐得到恢复，在代谢组学上的表现就是逐渐靠近正常组。因此采用代谢组学方法可定量评价药物的毒性。

利用合适的代谢组学检测工具，可以一次检测生物样本中数百甚至上千个分子量小于1000的各类小分子化合物。以GC/TOFMS测定为例，对很多化合物检测灵敏度高达10^-12mol(绝对检测限)，相对灵敏度达10^-9mol/mL。这些化合物包括几乎所有氨基酸、糖醇类化合物、脂肪酸类、脂类、小分子有机酸类、核苷和嘌呤化合物、氨类化合物、神经递质等等，它们既是生命活动必需的原料，也是机体代谢产物/中间体，还是机体生长、发育、生物信号传导和代谢循环的重要物质基础。与生命活动中起着极为重要作用的糖代谢、脂代谢、三羧酸循环、尿素循环、氨基酸循环等密切相关。因此，检测的体内小分子的变化既可以系统综合地体现药物毒性作用的结果，还可以根据给药前后样品移动距离定量评价药物毒性。迄今为止，还没有利用代谢组学数据建立数学模型、计算给药组与对照组相对距离对药物毒性进行定量评价的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：利用代谢组学方法，全面、定量测定生物样本中内源性小分子，得到的数据采用多变量数据处理方法建立数学模型，计算给药组与对照组的相对距离，以此定量数值作为药物毒性评价的指标，解决药物毒性缺乏准确定量评价方法的问题。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案，步骤包括：