生物半衰期

生物半衰期亦稱“生物半排出期”，是指某個生物系統中的某種特定的放射性核素的排出速率近似地服從指數規律時，生物過程使該核素在系統中的總量減少到一半時所需的時間。生物半衰期也可以指體內藥量或血藥濃度下降一半所需的時間，又稱消除半衰期。

生物半衰期除了是評定環境污染物毒性蓄積量的重要指標之外，也是衡量一個藥物從體內消除速率的尺度。

基本介紹

• 中文名：生物半衰期
• 外文名：Biological Half Life
• 或稱：生物半減期或消除半衰期
• 對象：放射性同位素、體內藥量
• 作用：衡量毒物或污染物的蓄積作用
• 影響因素：污染物或毒物的攝入量、消除量等

概念

生物半衰期是指存在於生物體內某一特定組織中的放射性同位素，由於生物學的過程，使其量降至開始時的二分之一時所需的時間。生物半衰期亦稱生物半減期或生物半排出期。它是和放射性同位素自發衰變時的物理半衰期相對應的概念。

生物半衰期也可以指體內藥量或血藥濃度下降一半所需的時間，又稱消除半衰期。

內容

生物半衰期是污染物在生物體內蓄積和排泄的綜合指標，在制定污染物的環境標準時具有重要意義。如制定某一生物種群對某一污染物的攝入量限度時，由於不同個體之間對同一污染物的生物半衰期往往存在一定差異，生物半衰期長的個體會首先受害，在制定標準時就必須考慮這一因素。由於同一個體的不同器官，對同一污染物的生物半衰期，也往往不同，在制定標準時也必須以生物半減期長的器官為依據。

利用生物淨化環境，已成為綜合治理環境污染的一個重要途徑。人們在研究利用藻類等水生生物淨化水體污染時，認為理想的淨化生物不僅要有較強的淨化能力，也還必須具有較快的恢復能力，以便能夠重複利用。這就必須把生物半衰期做為篩選淨化植物的重要指標之一。生物半衰期短的生物種類，恢復能力快，便於重複利用。

環境污染物在機體或器官內的量，由於生物的代謝作用，而減少到原有量的一半所需要的時間，又稱代謝半衰期（0.5T）。同時環境污染物在不同組織器官內的消除情況存在差異，因此，又可分全身生物半衰期和某一器官生物半衰期。生物半衰期可以衡量化學物的蓄積作用，生物半衰期較長的毒物，其蓄積作用也較大。對於任何化學物或元素來說，無論它是穩定的還是放射性的同位素，生物半衰期大致是相同的。但有蓄積性的毒物，生物半衰期一般比較長，列如甲基汞在人體的生物半衰期為70天；鎘在人肝內的生物半衰期為6.2年。

生物半衰期的關係式為：λ_b=0.693T_b^-1

式中T_b是進入體內的核素從體內自然排除一半所需的時間；λ_b是生物學排除常數。

組織中存在的放射性同位素通過自發衰變和生物過程兩方面使放射性減少，此兩過程共同造成的、使放射性強度降為開始時的1/2時所需的時間叫做有效半衰期（effective half-life）。

生物半衰期除了是評定環境污染物毒性蓄積量的重要指標之外，也是衡量一個藥物從體內消除速率的尺度。一般是指從藥物完全被機體吸收後的任何時間算起，在原有血藥濃度的基礎上下降一半所需的時間，以t_1/2表示。生物半衰期是個時間觀念，對於吸收相內，藥物從吸收開始至吸收一半藥量的時間稱吸收半衰期；在消除相內，藥物從原有濃度消除一半的時間稱消除半衰期。t_1/2通常就是指消除半衰期，單位常用天、小時或分。在一級消除過程中，每個藥物均有固定的半衰期，它是個常數，即t_1/2=0.693/K，K為一級消除速率常數。

藥物的生物半衰期長，表示藥物在體內消除慢、滯留時間長。各種藥物的半衰期差別很大，即使具有相似藥理作用、結構類似的藥物，其生物半衰期也可能相差很大。藥物生物半衰期除與藥物結構性質有關以外，還與機體消除器官的功能有關。通常，同一種藥物對於正常成人的生物半衰期相對穩定，生物半衰期的改變，可反映出消除功能的變化。例如腎功能、肝功能低下的患者，其藥物的生物半衰期會明顯延長。臨床可根據生物半衰期確定適當的給藥間隔，這樣既可以維持有效的血藥濃度，又不致發生蓄積中毒。半衰期的改變將預示著肝、腎等消除器官的功能變化，其改變程度可作為給藥方案調整的主要依據。

影響因素

生物半衰期的測定，是一個很複雜的問題，因為影響生物半衰期的因素很多。據現有文獻表明，生物對污染物或藥物的攝入量，污染物或藥物在生物體內的原有水平，污染物經代謝作用的消除速度，生物體內其它物質的存在狀況以及生物個體的發育階段，藥物結構性質等等，對生物半衰期均會產生不同程度的影響，且污染物在生物體內的消除，一般是符合較為複雜的冪函式形式。

套用與影響

1、肝癌（Hepatocellular Carcinoma，HCc）是全世界最常見的惡性腫瘤之一，每年有近500，000的新發病人，我國是HCC高發地區，每年有近100萬人死於肝癌，占全世界肝癌死亡總數的42%。目前部分肝切除在許多肝病中心仍是首選治療方法，但由於病人多數合併有肝硬化，肝臟功能不良、腫瘤多發、部位特殊，往往限制了傳統的肝切除治療，肝移植的開展為這些病人提供了治癒的可能性，肝癌已成為肝移植的適應證之一。肝臟移植可以完整切除HCC腫瘤病灶，根除腫瘤發生的“土壤”，並有利於患者術後早期的肝功能恢復，提高生活質量。但是由於肝癌移植術後患者的腫瘤易復發，大大降低了肝癌患者術後生存率，尤其在早年開展肝移植時，多選擇晚期不能切除的病人行肝移植，腫瘤的高復發率及患者低長期存活率，曾經使肝癌成為了肝移植的相對禁忌證。隨著肝移植技術的發展，免疫抑制藥物的更新，以及多中心多年的經驗積累，國外大宗臨床病例報導顯示，對HCC受體選擇制定了嚴格的選擇標準，如Milan，UCSF等標準。目前，國際上不同的移植中心HCC復發率約在25%～67%，肝移植術後腫瘤復發己經成為肝移植領域待解決的問題。因此，尋找與HCC肝移植術後腫瘤復發相關的早期預測指標變得尤為重要，這對於早期預測腫瘤復發或轉移，提高HCC肝移植後遠期生存率有著重要的臨床意義。

2、生物等效性研究是評價藥物製劑質量的重要手段，不僅可以用於仿製藥申請上市批准的過程中，同時在新藥開發、新藥生產工藝和劑型變換的過程中，也發揮著非常重要的作用。藥代動力學研究方法是目前比較常用的生物等效性評價方法。在此方法中，藥時曲線下面積是生物等效性評價的重要參數之一。在生物等效性評價中最常採用的設計方案是雙交叉設計。在雙交叉設計中，為避免藥物之間的相互影響，足夠長的清洗期是需要保證的重要因素。