藥動學概論#
藥動學（pharmacokinetics）研究身體如何處置藥物，即藥物在體內的吸收（absorption）、分佈（distribution）、代謝（metabolism）與排泄（excretion），合稱 ADME。
藥動學的核心目標是理解「藥物濃度如何隨時間變化」，以便合理設計給藥方案，使藥物濃度維持在**治療窗口（therapeutic window）**內：高於最低有效濃度、低於最低毒性濃度。
Figure 3-1：藥動學與藥效學的關係——從給藥劑量到藥理效應與臨床反應的流程圖
基本藥動學參數#
表觀分佈容積（Volume of Distribution, Vd）#
Vd 是藥物在體內「假設均勻分佈」所需的理論容積：
Vd = 藥物總量（D） / 血漿濃度（C）- Vd 小（接近血漿容積 ~3 L）：藥物主要留在血管內，如肝素（heparin）
- Vd 大（數百至數千升）：藥物大量分佈至組織中，如氯喹（chloroquine，~15,000 L）
Vd 是表觀值，不代表真實的生理容積。Vd 大的藥物不易被血液透析清除，因為藥物主要在組織中。
Figure 3-2：以隔室模型示意分佈容積（Vd）的概念——從單一血液隔室到含外血管隔室的四種情境
清除率（Clearance, CL）#
CL 是單位時間內被「清除」（代謝或排泄）的藥物所相當的血漿容積：
CL = 消除速率 / 血漿濃度- 清除率的單位：L/h 或 mL/min
- 主要清除器官：肝臟（代謝）、腎臟（排泄）
- 全身清除率 = 肝臟清除率 + 腎臟清除率 + 其他
半衰期（Half-Life, t½）#
t½ 是血漿藥物濃度下降 50% 所需的時間：
t½ = 0.693 × Vd / CL- 半衰期決定藥物的給藥頻率（通常每 1–2 個半衰期給藥一次）
- 達到穩態（steady state）需要約 4–5 個半衰期
- 停藥後約 4–5 個半衰期藥物基本清除
半衰期由 Vd 和 CL 共同決定。腎功能不全時 CL 下降，t½ 延長，藥物可能蓄積至毒性濃度，需調整劑量或給藥間隔。
穩態（Steady State）#
以固定劑量、固定間隔重複給藥時，輸入速率與消除速率最終相等，血漿濃度在某個範圍內波動（峰值 Cmax 和谷值 Cmin 之間），稱為穩態：
- 達到穩態所需時間 = 4–5 個半衰期（與劑量無關）
- 穩態平均濃度（Css_avg）= 給藥速率 / CL
Figure 3-3：反覆給藥時藥物蓄積（Accumulation）與停藥後消除（Elimination）曲線——以半衰期為橫軸，佔穩態百分比為縱軸
生物可用性（Bioavailability, F）#
F 是藥物到達體循環的分率（靜脈注射 F = 1，即 100%）：
F = AUC（口服）/ AUC（靜脈注射）× 100%影響口服藥物生物可用性的因素：
- 溶解度與吸收（腸道 pH、轉運蛋白）
- 首過效應（first-pass effect）：口服藥物經腸壁和肝臟代謝，導致進入體循環前大量被消除
- 腸道 P-糖蛋白（P-gp）外排
高首過效應的藥物（如硝酸甘油 nitroglycerin、普萘洛爾 propranolol）口服生物可用性低，硝酸甘油須舌下給藥（sublingual）以繞過首過效應。
Figure 3-4：不同生物可用性情境（A/B/C）的血漿濃度時間曲線比較——展示藥量完整可用、藥量減半及吸收速率減半對 AUC 與 Cmax 的影響
給藥途徑#
| 途徑 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|
| 口服（PO） | 方便、安全 | 首過效應、吸收受腸道影響 |
| 靜脈注射（IV） | F=100%、起效快 | 侵入性、感染風險 |
| 肌肉注射（IM） | 吸收可靠 | 疼痛、吸收速率可變 |
| 皮下注射（SC） | 適用蛋白質藥物 | 吸收速率慢 |
| 舌下（SL） | 繞過首過效應 | 只適合脂溶性、小分子藥物 |
| 透皮貼片（TD） | 持續給藥、無首過效應 | 吸收速度慢、受皮膚影響 |
| 吸入（Inhalation） | 局部作用、起效快 | 技術要求高 |
藥物在體內的時間過程#
單次靜脈注射後#
單次 IV 注射後，血漿濃度以指數函數下降：
C(t) = C₀ × e^(-kel × t)其中消除速率常數 kel = CL / Vd = 0.693 / t½。
口服給藥後#
血漿濃度先上升（吸收大於消除）後下降（消除大於吸收），形成峰值（Cmax）：
- Tmax：達到 Cmax 的時間
- AUC（曲線下面積）反映藥物總暴露量，與 F 和劑量成正比
Figure 3-5：血漿濃度（Conc）與藥理效應（Effect）隨時間的對比曲線——效應消退明顯滯後於濃度下降
目標濃度策略（Target Concentration Strategy）#
合理用藥的基礎是設定目標血漿濃度，再據此計算給藥方案。
維持劑量（Maintenance Dose）#
在穩態時，給藥速率須等於消除速率：
給藥速率（Dosing Rate）= 目標 Css × CL / F- CL 因病人而異（腎功能、肝功能、遺傳多型性）
- 腎功能不全時 CL 降低，需減少劑量或延長給藥間隔
Figure 3-6：反覆口服給藥的血漿濃度時間曲線——比較不同給藥間隔（8 h vs 24 h）下的濃度波動與穩態平均濃度
負荷劑量（Loading Dose）#
對於半衰期長的藥物，若急需快速達到治療濃度，可先給予較大的負荷劑量（loading dose）：
Loading Dose = 目標 Css × Vd / F地高辛（digoxin）半衰期約 36 小時，若只從維持劑量開始，需一週多才達穩態。臨床急症時可先給負荷劑量（但需注意毒性）。
負荷劑量的適用情境：
- 藥物 t½ 長（> 12 小時）
- 需要快速起效（如心房顫動（atrial fibrillation）的速率控制）
- Vd 大的藥物（負荷劑量也較大）
劑量個人化（Dose Individualization）#
影響藥物清除率的因素#
腎功能：
- 腎臟排泄為主的藥物（如胺糖苷類 aminoglycosides、萬古黴素 vancomycin、地高辛）需根據腎小球過濾率（GFR）調整
- 常用 Cockcroft-Gault 公式或 CKD-EPI 估算肌酐清除率（creatinine clearance, CrCl）
肝功能：
- 高肝臟萃取率（extraction ratio > 0.7）的藥物：清除率受肝血流量影響（如利多卡因 lidocaine、普萘洛爾）
- 低肝臟萃取率（< 0.3）的藥物：清除率受肝臟固有酶活性及血漿蛋白結合率影響（如華法林 warfarin、苯妥英 phenytoin）
年齡：
- 新生兒：肝臟代謝酶（尤其 UGT）及腎小管分泌功能未成熟，多數藥物 t½ 延長
- 老年人：CL 下降（肌肉量減少使肌酐低估 GFR）、Vd 改變（體脂增加）、蛋白結合降低
遺傳因素：
- CYP2D6、CYP2C19 等代謝酶的基因多型性可使個體間 CL 差異達 10 倍以上
治療藥物監測（Therapeutic Drug Monitoring, TDM）#
TDM 適用於：
- 治療窗口窄的藥物（如地高辛、鋰鹽、抗癲癇藥、胺糖苷類抗生素）
- 藥物效應難以直接量測（如預防性抗凝、預防癲癇發作）
- 懷疑藥物交互作用或毒性
採血時機很重要：
- 谷值（trough）：下次給藥前採血，反映最低暴露量，最常用
- 峰值（peak）：給藥後特定時間採血，用於評估毒性（如胺糖苷類的腎毒性監測）
- 採血前須確認病人已達穩態（至少 4–5 個 t½ 後）
藥物濃度的解讀#
血漿濃度測定值需結合臨床情境解讀：
- 濃度「正常」但無效 → 懷疑吸收問題、游離（未結合）分率異常、耐藥性
- 濃度「正常」但有毒性 → 懷疑蛋白結合率降低（低白蛋白血症時，游離藥物比例升高）
- 濃度「低」→ 確認用藥依從性（compliance）、藥物交互作用（誘導）、吸收障礙
苯妥英（phenytoin）在低白蛋白血症（如腎衰竭、肝硬化）病患中，測得的「總濃度」偏低，但游離型（具藥理活性）濃度可能正常甚至偏高。應使用 Sheiner-Tozer 公式校正，或直接測定游離苯妥英濃度。
非線性藥動學（Nonlinear Pharmacokinetics）#
大多數藥物遵循線性（first-order）藥動學：消除速率與濃度成正比，t½ 固定。
少數藥物在治療濃度時，代謝酶或轉運蛋白已接近飽和，呈現非線性（zero-order 或 Michaelis-Menten）藥動學：
- 代表藥物：苯妥英（phenytoin）、乙醇（alcohol）、阿斯匹靈（高劑量）
- 小幅度增加劑量可導致血漿濃度大幅上升 → 毒性風險高
- TDM 在此類藥物尤為重要
苯妥英的治療濃度（10–20 mg/L）與其 Km 接近，一旦劑量稍過，代謝飽和後濃度急遽上升，易發生毒性（眼球震顫、步態不穩、意識混亂）。劑量調整應謹慎，每次小幅調整後須再次監測。
小結#
藥動學的核心參數——分佈容積（Vd）、清除率（CL）、半衰期（t½）、生物可用性（F）——共同決定藥物在體內的時間過程。合理給藥方案的設計基於目標濃度策略：維持劑量由清除率決定，負荷劑量由分佈容積決定；半衰期決定達到穩態所需的時間與給藥頻率。個體差異（腎肝功能、年齡、遺傳）使劑量個人化成為必要，治療藥物監測是窄治療窗口藥物安全使用的重要工具。