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IC50 可能存在模糊拟合

50% 是指什么的50%?在某些情况下,可能存在多个答案。

IC50的概念是药理学的基础。IC50是指使反应(或结合)减半的抑制剂浓度。听起来似乎很简单。但当您实际进行数据拟合以确定这些数值时,会遇到一些复杂性和模糊拟合。

本文剩余部分将探讨IC50(I代表抑制,即剂量反应曲线呈下行趋势)。所有这些概念同样适用于兴奋性曲线和EC50(E代表有效)。查看图表时,不妨倒立着看!

理想情况

该图展示了一种理想情况:

绿色符号表示对照组测得的数据。左侧(Blank)未添加抑制剂,因此定义为“100%”。 右侧的数据是在标准抑制剂达到最大浓度的情况下测得的,因此定义为“0%”。实验剂量反应曲线的数据(红色圆点)贯穿于这两个对照值之间。

在拟合这条曲线时,您需要决定如何处理曲线的顶部平台段。您有三种选择:

•仅拟合数据,忽略“空白”对照值。

•对“空白”对照值求平均值,并将参数 Top 设为等于空白值平均数的常数。

•将空白对照值作为剂量反应曲线的一部分输入。只需输入一个低剂量,例如 10⁻¹⁰ 或 10⁻¹¹。您不能输入零,因为在对数刻度上零是未定义的。

无论采用哪种方法,结果都将非常相似,因为数据形成了一条完整的剂量反应曲线,其顶部平台期清晰可见,且与空白组无法区分。我更倾向于第三种方法,因为它分析了所有数据,但这并非绝对的偏好。

同样地,处理底部平台期也有三种方法:仅拟合数据、将“底部”设为一个常数(等于NS对照组的平均值),以及将NS对照组纳入拟合,视其为极高浓度的抑制剂。

这才是理想的情况。关于IC50的含义,不存在任何模糊拟合。

一种可能存在模糊拟合的情况

下图展示了一种特殊情况:抑制曲线在远高于由高浓度标准药物定义的对照值(NS)处趋于平稳。这导致了对 IC50 的不同定义。

显然,单个数值无法概括此类曲线。至少需要两个数值:一个用于量化曲线的中间位置(药物的效力),另一个用于量化其最低水平(药物的最大效应)。

上图展示了 IC50 的两种定义。

相对IC50是迄今为止最常见的定义,且通常省略“相对”这一修饰词。它是指将曲线降至位于曲线最高平台与最低平台中点处的所需浓度。采用这种IC50定义时,NS值会被完全忽略。 这种定义是经典药理学分析激动剂与拮抗剂交互作用的基础。在适当考虑生物系统及交互作用配体的浓度后,通常可以从按此方式定义的IC50值推导出估计的Kd值(下文提到的“所谓的绝对IC50”则不然)。

引发的响应值位于空白值与NS值中点处的浓度有时被称为绝对IC50,水平虚线标明了100%和0%的定义方式,进而确定了50%的定义。该术语并非完全标准化。 由于该值无法定量反映药物的效力,国际药理学联盟受体命名委员会(1)的作者们认为,绝对IC50的概念(及该术语)并无实际意义(R. Neubig,私人通信)。我对此表示赞同。

该概念(但并非“绝对IC50”这一术语)用于量化能抑制细胞生长的药物。我们在此所称的绝对IC50通常使用缩写GI50表示。美国环境保护署(EPA)在评估内分泌干扰物时也使用该缩写(附录A)。 该文件使用术语 IC50 指代绝对IC50,使用术语 EC50 指代相对 IC50。它并未使用“相对”和“绝对”这些术语。

绝对IC50要求抑制剂将结合率或反应率降低至50%以下。如果抑制剂仅将反应率降低至(例如)60%,则曲线永远不会与Y=50%的直线相交,因此绝对IC50无法确定。

如果您确实想使用绝对IC50,下一页提供了通过曲线拟合来计算该值的说明。

参考文献

1. R. R. Neubig 等。国际药理学联盟受体命名与药物分类委员会。XXXVIII. 定量药理学术语与符号的最新更新。《药理学评论》(2003)第 55 卷(4 期),第 597-606 页

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