Question：人药量咋变鼠药量？（普拉特泽生物提供长期稳定的动物实验外包服务）

答：新药研发实验室里，一位实验员正对着计算器发愁——人类临床治疗用10mg/kg的药物剂量，换算给实验小鼠该用多少？他想起导师随口提过“小鼠剂量通常是人类的十分之一”，于是草草写下1mg/kg的给药方案。三周后，实验组小鼠全部死亡，这个戏剧性失误的根源在于直接套用人类剂量的错误假设。

图片来源：https://www.realites-ophtalmologiques.com/2021/01/22/des-souris-retrouvent-lacuite-visuelle-de-leur-jeunesse%E2%80%89/

在药物研发、毒性测试和基础医学研究中，动物实验是连接理论和临床的关键环节。但人类与动物对药物的反应差异远超想象：小鼠的肝脏代谢速度是人类的3倍，大鼠的体表面积换算后剂量可能是人类的6倍，而猴子的肾脏排泄效率又与人类接近......这些隐藏的生理差异，让＂按比例缩放剂量＂变成了一场危险的算术游戏。

如何科学地将人类用药剂量转换为动物实验用量？这不仅是实验室新手常踩的坑，更是关乎研究结论可靠性的核心问题。

2 剂量转换的影响因素

药物在生物体内的作用效果取决于三个核心要素：药物浓度、作用时间和靶点亲和力。

人类与动物在这些维度上存在显著差异：

• 代谢速率差异：小鼠的肝脏代谢酶活性约为人类的3-5倍，导致相同剂量下药物在啮齿类动物体内的清除速度更快。

• 器官功能差异：犬类的肾脏排泄效率比人类高20％-30％，灵长类动物的肠道吸收特性更接近人类。

• 体表面积效应：1930年代，毒理学家Max Kleiber提出"体表面积法则"：药物分布与体表面积呈正相关，而体重增长与体表面积呈指数关系（平方立方定律）。基于体表面积的剂量换算比简单体重换算更科学、准确。

这些生理差异要求我们必须建立科学的换算模型，而不是简单地进行数值比例缩放。

3 体表面积归一化法

美国食品药品监督管理局（FDA）和欧洲药品管理局（EMA）推荐采用体表面积归一化法作为标准剂量换算方法。这种方法基于大量跨物种药代动力学数据，建立了相对体表面积系数（RSD）体系。

标准换算公式：

其中，Km系数也称为体表面积归一化因子，是剂量换算的核心参数，反映了不同物种单位体重的体表面积差异。

根据美国FDA《Estimating the Maximum Safe Starting Dose in Initial Clinical Trials for Therapeutics in Adult Healthy Volunteers》，常见物种的Km系数以及相对剂量换算系数如下表：

4 剂量换算的计算示例 

 1、计算动物实验理论剂量 现在我们已经知道了计算公式、Km系数和换算系数，接下来我们用一个实际例子来演示计算过程。 

 示例：已知某药物成年人类的临床剂量为100mg/kg，需要换算成大鼠的剂量。 计算过程： ● 确定人用剂量（100 mg/kg），确定目标物种的Km系数（大鼠Km系数：6） ● 按照公式计算大鼠理论剂量：  

 在将人类用药量换算为动物实验理论剂量后，进行生物利用度校正和安全范围调整是确保实验科学性与安全性的关键步骤。 

 2、 生物利用度校正 不同物种对同一药物的吸收、代谢能力差异显著。例如，口服药物在人体内的生物利用度（吸收比例）可能与大鼠完全不同，如果不校正，可能会导致动物实际暴露剂量不足或过量。 *注意：如果药物直接进入血液循环，例如静脉给药，那么生物利用度约等于100%，可以跳过此步骤。 

 示例：延续上面的示例，刚刚我们计算出大鼠理论剂量是617mg/kg，假设目标药物在人体的口服生物利用度为80%，而在大鼠中仅为40%，生物利用度校正的计算过程如下：

3、 安全范围调整

即使经过科学换算，物种间药物敏感性和毒性差异仍然可能导致意外风险。安全范围调整可以通过逐步剂量爬坡，避免动物急性毒性或实验失败。

示例：上述生物利用度校正后剂量为 1234 mg/kg，设定安全起始剂量，通常从校正后剂量的1/10开始，也就是起始剂量为123mg/kg。

剂量爬坡设计：

最后，每天监测大鼠的体重、临床体征，第7天解剖评估器官毒性。假设617 mg/kg组显示理想药效，而且无毒性，则选择该剂量为正式实验剂量。

调整原则：

• 如果低剂量组已出现毒性，需要下调理论剂量重新换算。

• 如果高剂量组仍然没有药效，需检查药物在不同物种的靶点亲和力差异。
  
  

• 5 给药体积和终浓度计算

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• 通过上述剂量换算流程的示例，我们得到了正式的动物实验用药剂量，那么给药体积是多少？药物的终浓度又是如何计算呢？

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• 首先，我们可以打开实验老司机的快速计算器：实验快算，网址：https://cal.exdrive.cn/，从目录中找到“给药体积”。

选择所用动物种类，就可以查询到该物种不同给药途径的理想给药体积。

示例：假设某药物的小鼠口服给药的正式实验剂量是617 mg/kg，小鼠的重量大约为30g，查询已知小鼠口服给药的理想体积是10 mL/kg，需要计算最终给药的体积和终浓度，以及如何配药。

计算过程：

1、 计算单只小鼠的给药体积：给药体积=10 mL/kg×0.03kg=0.3mL

2、 计算单只小鼠的药物总量：药物质量=617 mg/kg× 0.03 kg =18.51mg

3、 计算单只小鼠的给药终浓度（药物质量 ÷ 给药体积）：终浓度=18.51mg ÷ 0.3mL=61.7mg/mL

最后，例如要给10只小鼠配药，也就是需要185.1mg药物+3mL溶剂（终浓度仍然是61.7mg/mL）。然后每只小鼠取0.3mL药物溶液灌胃即可。

*注意，对于高浓度或大剂量药物，需要考虑药物的体积占比，建议先用少量溶剂溶解药物，再定容至最终体积。

6 总结

人类用药剂量向动物实验剂量的转换不是简单的数学游戏，体表面积归一化法只是给我们提供了基本框架，但真正要得到可靠结果，必须综合考虑药物代谢差异、动物特性和研究目标。只有将标准化计算方法与实际情况相结合，才能确保动物实验数据真正为人类医学研究服务，推动科研成果向临床应用转化。

文源实验室老司机
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好，鼠药量计算就介绍到这里啦~

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