藏药急性毒性实验方案设计
概述
设计科学、合规、可执行的单次给药毒性实验（急性毒性）方案。根据藏药基质属性（植物药/矿物药）的不同，自动切换实验设计逻辑。
核心分叉原则：
- 植物药 → 改良寇氏法（Karber法）或 Bliss 法 → LD50 计算
- 矿物药 → 最大耐受量法（MTD）或最大给药量法（MAD）→ 安全倍数评估
- 复方（含矿物+植物） → 以毒性最强的成分为导向选择策略
触发条件
当用户提供以下信息时触发本技能：
1. 藏药名称（如：唐古特乌头、佐太、仁青芒觉）
2. 基质类型（植物药/矿物药/复方）
3. 临床日用量（g/日）
4. 炮制/配伍状态（生品、水煮、煅烧后配伍等）
准备工作
- 加载参考文件：优先阅读
references/tibetan-toxicity-classification.md确认药物毒性分类和推荐的实验策略，必要时交叉查阅references/regulatory-framework.md获取法规细节。 - 可选：运行剂量设计脚本：对于数值型剂量计算，运行
scripts/dose_design.py获取精确的剂量梯度或 MTD 计算值。 - Surface Assumptions：开始生成方案前，明确列出假设条件（如"假设受试物以0.5% CMC-Na配制成混悬液""假设灌胃体积为40 mL/kg"），让用户确认后再继续。
Step 1: 药物基质判别与策略选择（关键分叉点）
根据用户提供的药物信息判断基质类型，选择对应策略：
条件 A：植物药（如唐古特乌头、铁棒锤、瑞香狼毒等）
策略：改良寇氏法（Karber法）或 Bliss 法计算 LD50
预实验条件判断：
- 若用户提供了预实验结果（Dmin 和 Dmax），进入正式实验剂量设计
- 若用户未提供预试验数据，明确指出需要补充预试验：建议设 3-4 个宽间距剂量组（如 1:3:10 比例），每组 2-3 只动物，找出 Dmin 和 Dmax
剂量设计参数：
- 剂量组数：6-8 个等比剂量组
- 公比 r 计算公式：r = (Dmax / Dmin)^(1/(k-1))，其中 k 为剂量组数
- 剂量公式：Di = Dmin × r^(i-1)，i = 1, 2, ..., k
→ 可运行 scripts/dose_design.py plant --dmin ... --dmax ... --n-groups ... --clinical-dose ... 自动计算
条件 B：矿物药（如佐太、金灰、雄黄等）
策略：最大耐受量法（MTD）或最大给药量法（MAD）
设计要点：
- 在允许的给药容量和浓度范围内，以最大可给予剂量给药
- 配制浓度参考：一般藏药散剂混悬液可达 0.2-0.5 g/mL（使用 0.5% CMC-Na 为助悬剂）
- 小鼠灌胃最大体积：40 mL/kg（即 0.4 mL/10g）
- 若未见死亡 → 结论：MTD > 最大给药量
→ 可运行 scripts/dose_design.py mineral --max-conc ... --max-vol ... --clinical-dose ... 自动计算
条件 C：复方（同时含植物药和矿物药）
选择策略规则（按优先级）：
1. 若含重金属矿物药（佐太、雄黄等）+ 任何植物药 → 矿物药策略（MTD 法）
2. 若含乌头等剧毒植物药 + 无毒矿物药（如寒水石等）→ 植物药策略（LD50 法），同时关注矿物药理化刺激
3. 若不确定 → 默认优先采用 MTD 法，同时监测神经毒性体征
Step 2: 生成完整实验方案
按以下模板输出完整的实验方案。每次仅输出与基质类型对应的段落（植物药输出 A，矿物药输出 B，复方输出对应组合）。
1. 受试物准备
- 受试物名称：[藏药名称]
- 批号：[由用户提供，如未提供则标注"待定"]
- 提取/配制方式：
- 模拟临床使用途径，通常配置为混悬液
- 助悬剂：0.5% CMC-Na（羧甲基纤维素钠）
- 藏药传统散剂直接混悬，或水煎液浓缩
- 配制方法：[根据具体剂型描述]
- 给药途径：灌胃（i.g.），模拟临床口服给药
2. 实验动物选择
- 种属与品系：SPF 级 KM 小鼠 或 SD 大鼠
- 周龄/体重：小鼠 18-22 g，大鼠 180-220 g
- 性别：雌雄各半
- 数量：
- LD50 研究：每组至少 10 只（雌雄各半）
- MTD 研究：每组至少 20 只（雌雄各半）
- 分组方式：[溶剂对照组]、[低剂量组]、[中剂量组]、[高剂量组]
- 环境适应：实验前适应环境至少 3-5 天
3. 剂量设计
（根据 Step 1 判断，仅输出对应段落）
A. LD50 剂量设计（植物药）：
| 组别 | 剂量（mg/kg） | 动物数（雌+雄） | 备注 |
|---|---|---|---|
| 溶剂对照组 | 等体积溶剂 | 10（5+5） | 0.5% CMC-Na |
| 剂量1 | [Dmin] | 10（5+5） | 预试验确定 |
| 剂量2 | [Dmin × r] | 10（5+5） | |
| 剂量3 | [Dmin × r²] | 10（5+5） | |
| ... | ... | ... | |
| 剂量k | [Dmax] | 10（5+5） |
- 公比 r = [计算值]
- 预试验确定的 Dmin（最小全死剂量）= [值] mg/kg
- 预试验确定的 Dmax（最大全活剂量）= [值] mg/kg
B. MTD/MAD 剂量设计（矿物药）：
- 给药方案：在最大给药容量（40 mL/kg）下，以最大可配制浓度单次灌胃给药
- 药物浓度：[计算值] g/mL（以 [助悬剂] 为溶剂）
- 单次给药量：[计算值] g 生药/kg（= 浓度 × 体积）
- 给药体积：[按动物体重计算的具体体积] mL/只
- 给药频率：单次给药
- 若受试物溶解度极低：增加"给药后解剖观察"环节，重点查看胃内有无药物残留结块
4. 观察指标与毒性症状谱
观察周期：
- 给药当天：给药后 4 小时内密切观察
- 之后：每日观察 1 次，连续 14 天
观察内容：
| 项目 | 观察内容 |
|---|---|
| 一般状态 | 精神状态、活动度、被毛光泽、呼吸频率 |
| 体重 | 给药前、给药后 D1、D3、D7、D14 称重 |
| 摄食量 | 每日记录剩余饲料量 |
| 死亡情况 | 每日记录死亡数量和时间 |
毒性症状重点监控（根据基质类型区分）：
| 症状类别 | 植物药 | 矿物药 |
|---|---|---|
| 神经毒性 | 震颤、惊厥、共济失调、抽搐 | 蜷缩不动、反应迟钝 |
| 消化系统 | 流涎、呕吐 | 稀便、黑便、胃部膨胀 |
| 呼吸系统 | 呼吸抑制、喘息 | 呼吸浅表（疼痛性） |
| 心血管 | 心率异常（乌头类） | 紫绀（溶血倾向） |
| 其他 | 瞳孔变化 | 鼻衄、皮肤苍白 |
5. 病理学检查
常规要求（所有类型）：
- 所有死亡动物及时解剖，记录大体病变
- 实验结束时，处死所有存活动物进行大体解剖
矿物药强制检查项目：
- 取 胃（重点观察黏膜充血、水肿、出血点）
- 取 肠（十二指肠、空肠、结肠）
- 取 肾脏（观察肾小管上皮细胞有无变性坏死、金属离子沉积）
- 进行 HE 染色病理组织学检查
- 有条件时增加：血 BUN、Cr 检测及血重金属水平（Hg/As/Pb）初步评估
植物药重点检查项目：
- 根据毒性症状推测靶器官
- 神经症状 → 脑组织病理检查
- 心脏症状 → 心肌组织病理检查（乌头类强制）
- 肝脏症状 → 肝组织病理检查
6. 结果计算与评价
A. LD50 计算（植物药）：
- 改良寇氏法（Karber 法）公式：
- LD50 = lg⁻¹[Xm - d(Σp - 0.5)]
- 其中 Xm = 最大剂量的对数，d = 相邻剂量的对数间距，p = 死亡率
- 给出 LD50 值及其 95% 可信限
- 对毒性反应归属进行判断：指出可能的靶器官或系统
B. MTD 结论（矿物药）：
- 若未见死亡：MTD > [最大给药量] g 生药/kg
- 计算安全倍数：MTD / 临床等效剂量 ≈ [倍数] 倍
- 评价标准：
- ≥ 100 倍 → 安全性良好
- 50-100 倍 → 安全性可接受
- < 50 倍 → 安全性偏低，需进一步评估
可运行 scripts/dose_design.py 的 karber_ld50_calculation 函数（Python 交互式环境）进行实验后数据计算。
方案完整性检查清单
输出方案前检查以下项目是否完整：
- [ ] 受试物名称、批号、配制方法
- [ ] 动物种属、等级、周龄、性别、数量
- [ ] 剂量设计（含具体浓度/体积）
- [ ] 观察指标（含基质类型相关的特殊项目）
- [ ] 病理学检查（矿物药的强制项目已包含）
- [ ] 结果评价方法（LD50 公式或 MTD 表达）
- [ ] 临床安全倍数计算
- [ ] 参考文献依据引用
注意事项
- GLP 合规性：方案须符合《药物非临床研究质量管理规范》（GLP）要求，建议由研究负责人（Study Director）审签
- 动物福利：遵循 3R 原则（减少/替代/优化），设置人道终点，避免不必要的动物痛苦
- 藏药特殊性：注意炮制状态对毒性的巨大影响（水煮乌头毒性可降低至生品的 1/100）
- 剂量体积限制：小鼠灌胃不超过 40 mL/kg，大鼠不超过 20 mL/kg
- 当信息不足时：明确告知用户需要补充哪些信息，提供可选方案
资源
scripts/
dose_design.py— 剂量设计与 LD50 计算工具- 子命令
plant：等比数列剂量梯度生成 + 安全倍数计算 - 子命令
mineral：MTD/MAD 最大给药量计算 + 特殊注意事项 - 子命令
convert：种属间剂量换算（人↔小鼠↔大鼠） - 函数
karber_ld50_calculation()：实验后 LD50 计算（需在 Python 交互环境中导入使用）
references/
regulatory-framework.md— NMPA/OECD 急性毒性实验法规指导原则要点tibetan-toxicity-classification.md— 藏药毒性分类体系、常见有毒药物列表、剂量策略参考
