实验动物剂量换算问题的解析一、体表面积计算法关于不同实验动物之间或者实验动物与人之间的剂量如何作“等效”换算的问题我们在实验中估算一种药 物或化合物的使用剂量的时候，差不多是来源于两条途径：一是查文献，参考别人使用的剂量有时有现 成的，可直接用有时没有我们所用动物的剂量，但有其它实验动物的也有的是有临床用量的，但没有 实验动物的这样，我们就得进行换算另一种方法就是根据自己或文献上有关急性毒性的数据来进行估算，以期采用合适的剂量一般参考数据是LD50至于该选择LD50的多少分之一来作为参考剂量，众说纷纭下面我来说一说用第一种方法进行 如何换算目前我们大多数人用的方法，是参考徐叔云教授主编的《药理实验方法学》在其附录中有一个表，列出 了人和动物间按体表面积折算的等效剂量比值这个表，几乎被药理专业的人们奉为经典，一直在科研中 沿用表如下所示：人和动物间按体表面积折算的等效剂量比值小鼠大鼠(200g)豚鼠(400g)(1.5兔»kg)猫 猴(2.0kg)(4.0kg)狗(12kg)人(70kg)(20g)小鼠1.07.012.2527.829.764.1124.2387.9大鼠0.141.01.743.94.29.217.856.0豚鼠0.080.571.02.252.45.210.231.5兔0.040.250.441.01.082.44.514.2猫0.030.230.410.921.02.24.113.0猴0.0160.110.190.420.451.01.96.1狗0.0080.060.100.220.230.521.03.1人0.00260.0180.0310.070.078 0.060.321.0本人认为在此表中，人的体重设为70kg,是有点不妥的。
如果设为60kg,则能为大多数人接受这样一来， 这个表就得进行修正如果为60kg，则人的体表面积为1.55m2左右那么，这样一来，折算系数表的中数 字，全部要修正最后一行的数字要乘以1.72 / 1.55 =1.11,而表最右上端的人的体重改为60kg那么我们来看看上面这个表的最后一行，这个也是我们通常要用到的，把人的临床剂量转换为实验动物的 剂量但是如果按这个表来计算实验动物的等效剂量，需要动物的体重基本上在标准体重的区间内相差不 大才会准确也就是说，小鼠在 20g 左右，大鼠在 200g 左右，豚鼠在 400g 左右等等，这样计算出来才会 准确当大鼠的体重为180g、250g、300g、350g、400g时，那么它的剂量根据体型系数计算实际体表面积 应是多少？而按折算系数算又是多少？它们之间相差有多大？当大鼠体重在哪个范围内波动时，上述折算 系数仍然基本准确呢？为什么说，当实验动物体重不在上述标准体重的附近的话，按折算系数算出来的剂 量就不那么准了呢？这是因为，我们用这个折算系数，只是一个点对点的关系就是说，70kg的人对200g的大鼠，那么这个 剂量完全准确的但如果大鼠不是200g，那么就会有偏差了。
这个偏差来源于体型系数的公式如：人的临床剂量为Xmg/kg，换算成大鼠的剂量：大鼠的剂量=(X mg/kgx70kgx0.018) /200g=(X mg/kgx70kgx0.018) /0.2kg=6.3X mg/kgo这也就是说，按单位体重的剂量来算，大鼠的等效剂量相当于人的 6.3倍在这里，我们要看到每种动物 的体重(包括人)，在上表中以蓝色显示的还要注意到折算系数，也就是表中以红色所示的将人的剂 量转换成哪种动物的，就在相应的动物那一列下找到与人的相交的地方的折算系数，将剂量乘以折算系数， 再乘上人的体重与那种动物体重的比值注意体重的单位要化成一致这个折算系数是以上表中蓝色所示 的标准体重计算得来的依此类推，我们可以算出小鼠、豚鼠等其它动物剂量与人的比值小鼠的剂量=(x mg/kgx70kgx0.0026) /20g=(X mg/kgx70kgx0.0026) /0.02kg = 9.1X mg/kg豚鼠的剂量=(X mg/kgx70kgx0.031) /400g=(X mg/kgx70kgx0.031) /0.4kg = 5.42X mg/kg兔的剂量=(X mg/kgx70kgx0.07) /1.5kg = 3.27X mg/kg。
猫的剂量=(X mg/kgx70kgx0.078) /2.0kg = 2.73X mg/kg猴的剂量=(X mg/kgx70kgx0.06) /4.0kg = 1.05X mg/kg狗的剂量=(X mg/kgx70kgx0.32) /12kg=1.87X mg/kg注意，人的临床剂量常会以xxmg / d或xxg / d来表示，这时我们一定要把它转化成xxmg/kg或xxg / d才 能以上式来折算其实徐叔云教授主编的《药理实验方法学》在第三版中也列也出了 xxmg/只的计算公式 如：某药，成人每天服用50mg计算大鼠的等效剂量大鼠的等效剂量=50mg/60kgx6.3=5.25mg/kg在这里，我们一般把成人的体重按60kg来算比较合理尽管在这个表中，成人的标准体重设为70kg 我们平时在试验中可利用此公式推算大鼠的等效剂量，大鼠的等效剂量=6.3x成人的给药剂量，那么如果我 们给药方案改变该公式是否依然可以使用既然是“等效剂量”，就要有可比性人的给药方案如何，大鼠 的方案也应如此只是，有的情况下要作一个变通比如，口服，我们一般就变成灌胃人是一天三次， 动物一般也可以一天两次或三次当然，这里有一点值得提出，就是我们一般每天给两次药的情况已是不 多。
多数情况下一天给一次药可把两次剂量加在一起这样做，与一天两次有所差异但对于整个实验 来说，如果各组间给药方式一样，那也就可以剂同对比了如果是做药动学实验，因不同给药方式相差较 大，则另当别论了根据上述表格和原理，我们就可以来编制下面这样一个简表这样，我们不必去翻阅厚重的药理实验参考 书，就一目了然这个表虽然是以体重的比来计算剂量，但实际上计算的是体表面积这种换算关系的前 提是：各种动物对某药的敏感程度是一样的见下表：不同实验动物与人的等效剂量比值(注：剂量按mg/kg算)动物小鼠大鼠豚鼠兔猫猴狗剂量比值9.16.35.423.272.731.051.87其实这个表人的体重依然是按70Kg来算的，如果人的体重按60kg计算，那这个简表就要修正了 按人体重 60kg 计算：实验动物用剂量=人的剂量x60x1.11x折算系数/动物体重 而原有的计算方法为：实验动物用剂量=人的剂量x70x折算系数/动物体重 这样，相当于简表中的数字都要乘以 60x1.11/70=0.95结果如下：不同实验动物与人的等效剂量比值(注：剂量按mg/kg算)动物小鼠大鼠豚鼠兔猫猴狗剂量比值8.655.985.153.112.590.9981.78其实这个表，还是有问题的：比如猴子和人的等效剂量比值为0.06,据此算出猴的剂量=X mg/kgx70kgx0.06/4.0kg = 1.05X mg/kg即猴和 人的剂量换算比例为1.05；或者人的体重按照60kg来算，猴和人的剂量换算比例为0.998。
这个都有问题 如果你再按照陈奇主编的《中药药理研究方法学》上，猴子和人的等效剂量比值为0.16，据此算出猴的剂 量=Xmg/kgx70kgx0.16/4.0kg = 2.8X mg/kg1.05 和2.8这个差异就比较大了那么这两个数据到底那个才是正确的呢？那么我们再用体型系数的方法 计算一下，来看看到底那个是正确的猴的剂量=（体型系数猴xW 2/3） / （体型系数人XW 2/3） x70xX /4 猴人=（0.111x42/3） / （0.1x702/3） x70xX/4 mg/kg◎ 2.88X mg/kg所以，从这个计算结果来看猴子和人的等效剂量比值为0.16，而不是 0.06猴和人的剂量换算比例可能为2.8 左右其实徐叔云教授主编的《药理实验方法学》在第三版中也做了修改，把猴子和人的等效剂量比值 改为 0.16为了看看别的实验动物折算系数是否正确，那么我们来验证下各常用实验动物折算系数验证如下：小鼠体型系数：0.06 标准体重：20g=0.02kg小鼠的折算系数=（体型系数小鼠xW 2/3） / （体型系数人xW 2/3）小鼠 人=（0.06x0.022/3） /0.1x702/3） x70xX/0.4=0.004364/1.723=0.00253大鼠体型系数： 0.09 标准体重： 200g=0.2kg大鼠的折算系数=（体型系数大鼠xW 2/3） / （体型系数人xW 2/3）= （0.09x0.22/3） /0.1x702/3） x70xX/0.4大鼠 人=0.030618/1.723=0.01777=0.018豚鼠体型系数： 0.099 标准体重： 400g=0.4kg豚鼠的折算系数=（体型系数豚鼠xW 2/3） / （体型系数人xW 2/3） = （0.099x0.42/3） /0.1x702/3）x70xX/0.4 豚鼠 人=0.05358/1.723=0.031兔体型系数： 0.093 标准体重： 1.5kg兔的折算系数=（体型系数兔xW 2/3） / （体型系数人xW 2/3）兔人=（0.093x1.52/3） /0.1x702/3）=0.1220/1.723=0.07猫体型系数： 0.082 标准体重： 2.0kg猫的折算系数=（体型系数猫xW 2/3） / （体型系数人xW 2/3）猫人=（0.082x2.02/3） /0.1x702/3）=0.1305/1.723=0.076狗体型系数： 0.104 标准体重： 12kg狗的折算系数=（体型系数狗xW 2/3） / （体型系数人xW 2/3）狗人=（0.104x122/3） /0.1x702/3）=0.5496/1.723=0.32猴体型系数： 0.111 标准体重： 4.0kg猴的折算系数=（体型系数猴xW 2/3） / （体型系数人xW 2/3）猴人=（0.111x42/3） /0.1x702/3）=0.2810/1.723=0.163其实，第二个剂量折算表就是根据体表面积、体型系数的公式将不同种属动物的标准体重而得到的体表 面积相比而得到的！我们知道了这种算法之后，我们就可以把第一个表格改正为下面的这张表了。
其实徐 叔云教授主编的《药理实验方法学》第三版修改后的数据和这张表格的数据基本上是相同的人和动物间按体表面积折算的等效剂量比值（更正）小鼠大鼠豚鼠兔猫(1J猴狗5kg)(2.0k人g)( 4.0kg)(12kg)(70kg)(20g)(200g)：400g)小鼠1.07.012.2527.829.764.1124.2387.9大鼠0.141・01.743.94.29.217.856.0豚鼠0.080.571.02.252.45.210.231.5兔0.040.250.441.01.082.44.514.2猫0.030.230.410.921.02.24.113.0猴0.0160.110.190.420.451.01.96.1狗0.0080.060・100.220.230.521.03.1人0.00250.0180.0310.070.0760.1630.321.0而根据更正后的人和动物间按体表面积折算的等效剂量比值表，我们可以将不同实验动物与人的等效剂量 比值结果更正如下：实验动物与人剂量折算简表如下所示：不同实验动物与人的等效剂量比值（注：剂量按mg/kg算，人体按70kg算）（更正）动物小鼠大鼠豚鼠兔猫猴狗剂量比值9.16.35.423.272.662.851.87在此再说明一下，关于小鼠的体型系数，目前仍有争论。
0.06 算出的体表面积比实测的体表面积要小一些 目前有人实测后认为小鼠的体型与大鼠相似，体型系数接近 0.089如果照此算来，小鼠与人相比剂量倍数 还要增加从以上我们的计算可以看出，我们的计算都是以体表面积来计算的为什么说要按体表面积来算才是准确 的呢？起初人们也以为是直接按体重比计算剂量就可以了，后来发现是不正确的经研究才知，是与体表 面积基本成正比的这是根据能量代谢的原理而得出的，认为人和动物向外界环境中放热的量与其体表面 积成正比很多研究指出：基础代谢率、热卡、肝肾功能、血药浓度、血药浓度—时间曲线的曲线下面积（AUC）、 肌酐（Cr）、Cr清除率、血液循环等都与体表面积基本成正比，因此按照动物体表面积计算药物剂量比体 重更为合理应该说，这是一种理想化的推论在目前没有更好的、也没有更方便的换算方法的前提下， 我们可以把当前这种折算关系当作一种重要的参考值得一提的是，这个换算方法只是一个重要参考而已遇到有很大种属差异的药物或化合物，上述换算关 系就相差很大了这一点要引起大家的关注二、体型系数计算法 体型系数是人们根据不同动物的体重与体表面积之间的关系计算出来的不同的动物有不同的体型系数。
不少动物（包括人）的体型系数在0.09〜0.1体表面积=体型系数x体重2/3注意，体表面积是与体重的2/3次方成正比的而我们按折算系数计算的时 候，是直接按体重给药的也就是说，剂量是与体重成正比的，而不是与体重的2/3次方这就是上面说 的偏差的来源常用实验动物的体型系数如下表不同动物的体型系数动物小鼠大鼠豚鼠兔猫狗猴人体型系数0.060.0990.0990.0930.0820.1040.1110.1下面我们来算一下，各种动物之间的体表面积比如：一个 70kg 的人与一只 200g 的大鼠的体表面积人的体表面积=0.1x702/3=1.722大鼠的体表面积=0.09x0.22/3=0.0306体表面积比（大鼠/人）=0.0306/1.722=0.0177".018再算体重为20g的小鼠的小鼠的体表面积=0.06x0.022/3=0.00436体表面积比（小鼠/人）=0.00436/1.722=0.00254=0.0025可以看出，这个计算结果与前面我们所说的那个表基本是一致事实上，那个表就是根据体型系数算出来 的这个按体型系数计算体表面积的公式被称为Meeh公式于1879年发表这个公式的发表，可以说， 对于科学界起到了一个很好的推动作用。
也使得我们从事药理、实验动物学的科研人员有了很好的借鉴从上述解析也可以看出，我们完全可以信任第一个表中所列出的折算系数，当然，也完全可以信任后面我 编制的那个简表因为，这一切都是由体型公式计算得来的，也就是说，是按体表面积来计算等效剂量的 为什么这么说呢？那么我们下面就来算一算来做个对比以大鼠为例设人的剂量为X mg/kg， 体重70kg体重为150g时：按折算系数算：大鼠的剂量=6.3X mg/kg150g 大鼠的总给药量为：0.15x6.3X mg/kg=0.945X mg/kg按体表面积计算：大鼠的体表面积=0.09x0.152/3=0.02525人的体表面积=1.722体表面积比（大鼠/人）=0.02525/1.722=0.01466150g 大鼠的总给药量为： X mg/kgx70x0.01466=1.0262X mg/kg体重为180g时：按折算系数算：大鼠的剂量=6.3X mg/kg180g 大鼠的总给药量为：0.18x6.3X mg/kg =1.134X mg/kg按体表面积计算：大鼠的体表面积=0.09x0.182/3=0.02853人的体表面积=1.722体表面积比（大鼠/人）=0.02853/1.722=0.0166180g 大鼠的总给药量为：X mg/kgx70x0.0166=1.162X mg/kg体重为 250g 时：按折算系数算：大鼠的剂量=6.3X mg/kg250g 大鼠的总给药量为：0.25x6.3X mg/kg =1.575X mg/kg按体表面积计算：大鼠的体表面积=0.09x0.252/3=0.03555人的体表面积=1.722体表面积比（大鼠/人）=0.03555/1.722=0.02064250g 大鼠的总给药量为： X mg/kgx70x0.02064=1.4445X mg/kg体重为 350g 时：按折算系数算：大鼠的剂量=6.3X mg/kg350g 大鼠的总给药量为：0.35x6.3X mg/kg=2.205X mg/kg按体表面积计算：大鼠的体表面积=0.09x0.352/3=0.04454人的体表面积= 1.722体表面积比(大鼠 / 人)=0.04454 / 1.722=0.02586350g 大鼠的总给药量为： X mg/kgx70x0.02586=1.8102X mg/kg从上述计算结果我们可以看出规律！那就是，当大鼠体重小于200g时，按折算系数算出来的结果比按体表面积的结果要偏小；而大鼠体重大于 200g 时，按折算系数算出来的结果比按体表面积的结果要偏大。
推广一下，当实验动物体重小于标准体重 时，按折算系数算出来的结果比按体表面积的结果要偏小；而当实验动物体重大于标准体重时，按折算系 数算出来的结果比按体表面积的结果要偏大如果说从准确性来看，当然是按实际的体表面积来算为好 可是要是从方便性来看，当然是按折算系数来计算为好对于两种计算等效剂量方法的误差问题我们应该 怎么看待呢三、误差的分析 从上面我们已经知道按折算系数计算会产生误差这种误差应该说是属于系统误差是由于这个公式本身 给我们的实验带来的误差还有一种误差是我们在实验中实际给药时，由于称体重、给药时的不准而产生 的，那就不是我们要探讨的问题了我们仍以大鼠为例来讨论这个误差问题设人的剂量为U mg/kg，体重为70kg设大鼠的体重为 X kg按折算系数计算得出的Xkg大鼠的用药量为Y1则： Y1=U x6.3xX=6.3UX按实际体面表面计算得出的Xkg大鼠的用药量为Y2Y2=0.09xX2/3/1.722xUx70=3.66U X2/3这样，我们就构筑了两个函数关系式函数Y1是一个正比例函数，其值是与X成直线相关的函数Y2是一个指数函数，其值是随X增大的，但不成直线这两个函数在什么时候相等呢？很显然，就是当X = 0.2的时候。
因为折算系数是当大鼠体重为0.2kg时来 计算的根据前面计算的结果，我们可以预测到：当X<0.2时，函数Y2在Y1的上方，当X>0.2时，函数Y2在Y1的下方如下图所示：我们知道，一般用于实验的大鼠，其体重大多在150〜350g之间在药效学实验中常常选用的是180〜220g 的大鼠下面我们来计算误差这个误差应为相对误差令:按折算系数计算的剂量=A按实际体表面积计算的剂量=B相对误差=(A—B)/Bx100%=A/B-1很显然，这个相对误差是有正负的当X<0.2时，误差为负；当X>0.2时，误差为正因 A=Y1=6.3XB=Y2=3.66X2/3这样，我们就可以以X为自变量，以相对误差为因变量，再构筑一个函数Y3Y 3 =6.3X / 3.66X2/3-1=1.72X1/3-1现在我们得到了这样一个简单的函数关系式有什么用呢？ 我们可以这个来估算按折算系数计算的剂量与实际相差多少如果相差不大，我们认为是可以接受的从图上我们可以直观地看出，当大鼠体重在200〜300g时，误差不到20%在200g以下，是负的误差数 据如下：体重（kg）相对误差0.1-0.2016467210.11-0.1758757850.12-0.1516230460.13-0.1286829130.14-0.1068910140.15-0.0861136310.16-0.066240340.17-0.047178780.18-0.0288508180.19-0.0111897020.20.0058621020.210.0223545760.220.0383314470.230.0538312160.240.0688879820.250.0835321030.260.0977907390.270.11168830.280.1252468110.290.1384862230.30.1514246740.310.1640787060.320.1764634510.330.1885927960.340.2004795120.350.2121353820.360.2235712970.370.2347973490.380.2458229080.390.2566566950.40.2673068360.410.2777809210.420.2880860510.430.2982288780.440.3082156470.450.3180522240.46 0.3277441320.47 0.3372965770.48 0.3467144690.49 0.3560024480.5 0.365164905 从以上数据可知： 当大鼠体重在170〜230g范围内，按折算系数计算剂量的相对误差在5%以内。
当大鼠体重在150〜260g范围内，按折算系数计算剂量的相对误差在10%以内当大鼠体重在120〜300g范围内，按折算系数计算剂量的相对误差在15%以内当大鼠体重在100〜340g范围内，按折算系数计算剂量的相对误差在20%以内我们多数情况下，大鼠在实验期间的体重在180〜250g这样，我们按折算系数算出来的剂量，其相对误 差不会超过10%基本上能接受如果比较均匀，在180〜220g,则相对误差在5%以内这是完全可以接受 的如果大鼠体重达300g以上，尤其是达350g以上的时候，我们可以选择用实际体表面积来算我们知道， 要把体重转化成体表面积，要用到计算器这在我们给药的时候带来很大的不便那么，如果我们真的一 定要很严谨，坚持要按实际体表面积给药的话，我们如何快速、简便地算出剂量呢？其实很简单，我们可 以根据上述理论的结果来进行修正凡体重在250〜300g之间的，误差按10%计算即A—B/B = 0.1我们可以直接按折算系数，算出A的 值而B才是我们需要的真正最接近实际体表面积的值我们可以这样写：B=0.9A•那就是说，在这个体 重范围内的大鼠，剂量打九折就行了凡体重在300〜350g之间的，误差按15%来算。
B=0.87Ao凡体重在350~400g之间的，误差按20%来算B = 0.83A凡体重在400~450g之间的，误差按25%来算B = 0.8A凡体重在450~500g之间的，误差按30%来算B = 0.77A 这只是理论推算，除极少数情况外，实际体重太大的恐怕不能用于实验除了这些误差之外，我们在实验中常有不少人为误差给药的剂量常会因为人为的操作而出现偏差而那 样的偏差达10%我想是很常见的而我们这个折算系数公式算出来的剂量误差在15%以内的话，是不足为 虑的四、关于局部给药的剂量折算问题 有时候，我们做的虽然是在体实验，却是局部给药如：想考察一种药物对烧伤的作用一般用兔子做实 验那么，在多大的面积上给多少药才与临床差不多等效呢？就以皮肤给药来看我个人认为，如果只是看药物在局部的作用（如：烧伤），就和人体用相同的剂量即用于人体多少面积 涂多少药，动物也是多少面积涂多少药不过，要注意一点，这是我们设想实验动物对此药敏感程度与人 相同的情况下那么，如果是透皮吸收的呢？也就是说，把皮肤只当作一个给药途径，最终在体内发挥作用的呢？那实际 上就相当于体内给药了，仍然按前面所述的等效剂量给药下附不同给药途径之间剂量换算估计值简表：不同给药途径之间剂量换算估计值简表给药途径 静脉 口服 皮下注射 肌肉注射 腹腔注射生物利用度 全部入血循环，25〜30% 40〜50% 80%左右 80〜85 %估计 无吸收过程 左右与静脉的 3.3-4倍 2〜2.5倍 1.25倍 1.18〜1.25倍剂量之比 左右 左右与口服的 0.25 〜0.33 0.5 〜0.6 0.32〜0.4 0.3 〜0.35剂量之比附：徐叔云教授主编的《药理实验方法学》第三版修改后的公式及参数。
1、同种动物间等效剂量的换算动物体表面积： A=RxW2/3 （1）同种动物间剂量折算： D1： D2=A1： A2=W12/3： W22/3 （ 2）不同动物的体型系数动物小鼠大鼠豚鼠兔猫狗猴人体型系数0.060.090.0990.0930.0820.1040.1110.1 〜0.112、不同种属动物间剂量的换算标准体重的动物： 每只用量（mg/kg）： DB = DAXKB/KA （3）B A B A公斤体重剂量（mg/kg） : dB = dAxKB/KA （4）B A B A任何体重动物：每只用量（mg/kg）： D = D”xR/R”x （W^/W*）2/3 （5）B A B A B A公斤体重剂量（mg/kg） : dB = dAxRB/RAx（WB/WA） 1/3 （6）B A B A B A不同动物的剂量折算系数动物种属 小鼠大鼠豚鼠兔猫猴狗人标体 K （剂量折算系数）1 7 12.3 27.8 29.7 64 124 388准重 K （公斤体重折算系数）1 0.71 0.62 0.37 0.30 0.32 0.21 0.11任体 R （动物体型系数）0.059 0.09 0.099 0.093 0.082 0.111 0.104 0.1何重 W （标准体 kg） 0.02 0.2 0.4 1.5 2 4 12 70小鼠： 9.1 倍 大鼠：6.3倍 豚鼠：5.42倍兔：3.27 倍 猫： 2.73 倍 猴：1.05倍 狗：1.87 倍不同实验动物与人的等效剂量比值（注：剂量按mg/kg算）动物小鼠大鼠豚鼠兔猫猴狗剂量比值9.16.35.423.272.731.051.87不同给药途径之间剂量换算估计值简表给药途径 静脉 口服 皮下注射 肌肉注射 腹腔注射生物利用度 全部入血循环，25〜30% 40〜50% 80%左右 80〜85 %估计 无吸收过程 左右与静脉的 剂量之比3.3—4 倍左右2—2.5 倍左右1.25 倍1.18〜1.25 倍与口服的 0.25〜0.330.5 〜0.60.32 〜0.40.3 〜0.35剂量之比断头取血小鼠可采用约0.8〜1.2ml；大鼠约5〜10ml。