Планирование исследований и анализ зависимостей «доза-эффект» токсичных и лекарственных веществ (19.07.2010)

Автор: Попова Елена Борисовна

ПОПОВА Елена Борисовна

Планирование исследований и анализ зависимостей «доза-эффект» токсичных и лекарственных веществ

14.03.04 – токсикология

14.03.06 – фармакология, клиническая фармакология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Санкт-Петербург - 2010

Работа выполнена в научно-исследовательской лаборатории лекарственной и экологической токсикологии научно-исследовательского центра Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова

Научные консультанты:

доктор медицинских наук профессор академик РАМН Г.А.Софронов

доктор медицинских наук профессор С.В.Криштопенко

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук профессор

доктор медицинских наук профессор

Ведущее учреждение:

Зашита состоится «22» октября 2010 г. В 10-00 на заседании на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 215.002.11 в ФГОУ ВПО «Военно-медицинския академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации (194044, Санкт-Петербург, ул. акад. Лебедева, дом 6)

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГОУ ВПО «Военно-медицинския академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

Автореферат разослан « ____ » ____________2010 г.

Ученый секретарь совета

доктор медицинских наук профессор

ГОЛОВКО Александр Иванович

Актуальность проблемы. Проблема исследования степени проявления регистрируемого эффекта при воздействии заданной дозы токсичного вещества, лекарственного препарата, проникающей радиации или любого иного агента (фактора), определяемая как зависимость «доза-эффект» (или функция эффективности), является основополагающей в токсикологии, фармакологии, радиобиологии, биохимии, микробиологии и в других областях медицины и биологии. Она уже в течение многих десятилетий удостоена пристального внимания как в плане теоретического понимания ее сущности, так и поисков практических способов адекватного решения путем разработки приемлемых методов построения зависимости «доза-эффект» по результатам выполненных исследований на основе имеющихся реальных возможностей математической статистики и компьютерной техники. В современных проектах токсикологических исследований и разработки новых лекарственных средств установление зависимости между дозой и эффектом имеет определяющее значение. Основу решения этой проблемы составляет способ планирования исследований, построения и анализа зависимости «доза-эффект» (функции эффективности), поскольку зависимость «доза-эффект» содержит информацию о проявлениях индивидуальной чувствительности к исследуемому агенту, и служит отражением общих механизмов его токсического и фармакологического взаимодействия с живым организмом или его отдельными субстанциями. По функции эффективности вычисляется средне-эффективная доза (ЕД50). Особое значение этот показатель приобрел по причине его использования для решения экспертных вопросов, преимущественно, в области токсикологии, экспериментальной фармакологии и радиобиологии. Именно поэтому средне-эффективная доза как статистическая величина должна в полной мере отвечать максимально жестким метрологическим критериям корректности, надежности, адекватности и состоятельности с сохранением допустимости ее определения при минимально возможном объеме экспериментальных исследований, особенно в плане привлечения пациентов, использования лабораторных животных и иных объектов.

До настоящего времени для построения зависимости «доза-эффект» и расчета ЕД50 применяется методология пробит-анализа преимущественно в модификациях Литчфилда-Вилкоксона (Беленький М.Л., 1963) и Финни (Finney D.J., 1979, 1985; Debanne S.M., Haller H.S., 1985), которая по своей сути предназначена исключительно для оценки линейных дозовых моделей и выдвигает ряд граничных условий в виде создания для каждой испытанной дозы установленной численности (не менее 6 наблюдений) по возможности однородных групп тест-объектов, что существенно сужает возможности анализа широкого спектра проявлений нелинейных зависимостей «доза-эффект», в частности целого направления, получившего в токсикологии название «парадоксальной токсичности».

В существующих пробит-методах проблема количественной оценки влияния погрешностей исходных данных на проявление зависимости «доза-эффект» не рассматривается, что приводит к метрологической неопределенности и полному отсутствию контроля качества искомых конечных показателей.

Отдельную проблему в оценке зависимости «доза-эффект» составляет разработка способов построения общей функции эффективности при одновременном воздействии двух и более исследуемых агентов. Разработка проблемы исследования одновременного действия нескольких разных агентов на биологические объекты считается наиболее актуальной и трудной уже только по той простой причине, что в процессе жизнедеятельности биологические объекты постоянно находятся под воздействием физических, химических или биологических факторов. Практически вся лекарственная терапия основана на принципах одновременного действия (взаимодействия) нескольких лекарственных препаратов для достижения лечебного эффекта. Особо важное значение проблеме взаимодействия веществ придается в токсикологии при разработке антидотов и изучении механизмов токсичности.

Построение функций эффективности, на основании которых можно было бы находить оптимальные эффективные и безопасные дозы лекарственных препаратов должно стать основой всей системы клинических исследований новых лекарственных средств. Но до настоящего времени в клинических исследованиях попытки установить зависимость «доза-эффект» ограничиваются только испытаниями двух или в очень редких случаях трех отдельных доз лекарственного препарата. Ни для одного лекарственного препарата так и не построена зависимость «доза-эффект» в допустимом для применения диапазоне доз. Соответственно, неизвестны математически и метрологически доказанные оптимальные клинически эффективные дозы, а количественный показатель общей погрешности проведения клинического исследования до настоящего времени не вошел в практику.

Таким образом, следует объективно признать, что на современном этапе развития токсикологии и клинической фармакологии проблема построения и анализа зависимости «доза-эффект» не имеет адекватного и практически приемлемого решения, что существенно сказывается на достоверности и качестве разносторонних оценок токсичных и лекарственных веществ.

Анализ современных методов математической статистики и прикладной теории вероятностей позволил предположить о возможности применения для решения проблемы нового метода ядерной оценки регрессии, адаптированного для возможности построения функций эффективности в работах М.С.Тихова (1993), С.В.Криштопенко, М.С.Тихова (1997).

Цель состоит в создании новой комплексной системы планирования исследований, построения и анализа функций эффективности (зависимостей «доза-эффект») токсичных и лекарственных веществ, основанной на применении метода ядерной оценки регрессии для определения вероятностей эффектов по результатам независимых единичных испытаний.

Для достижения указанной цели было необходимо решить следующие основные задачи:

1. Разработать комплексную систему планирования исследований и способ построения функции эффективности токсичных и лекарственных веществ по результатам независимых единичных испытаний на основе ядерной оценки регрессии.

2. Провести исследование влияния ошибок введенных доз на вид зависимости «доза-эффект» и результаты оценок конечных показателей.

3. Обосновать алгоритм определения средне-эффективной дозы (ЕД50) при минимально возможном числе испытаний.

4. Разработать систему планирования исследований и анализа зави-симостей «доза-эффект» при взаимодействии двух и более веществ.

5. Обосновать применение зависимостей «доза-эффект» в клинических исследованиях лекарственных средств.

Положения, выносимые на защиту:

1. Разработанная комплексная система оценки зависимости «доза-эффект» на основе ядерной оценки регрессии позволяет проводить построение и анализ любых видов функций эффективности токсичных и лекарственных веществ по результатам независимых единичных испытаний.

2. Разработанный посредством моделирования ситуаций на основе ядерной оценки регрессии алгоритм предназначен для определения средне-эффективной дозы (ЕД50) при минимально возможном числе испытаний на 10-12 объектах.

3. Система планирования исследований на основе ядерной оценки регрессии позволяет проводить построение и анализ зависимостей «доза-эффект» при взаимодействии двух веществ.

4. Новый показатель – оптимальная клинически эффективная доза (ОКЭД), определяемый по зависимости «доза-эффект», построенной по результатам клинических испытаний, рекомендуется в качестве критерия оценки оптимальной дозы лекарственного препарата, предназначенной для применения в клинической практике.


загрузка...