生物半衰期

生物学术语

生物半衰期亦称“生物半排出期”，是指某个生物系统中的某种特定的放射性核素的排出速率近似地服从指数规律时，生物过程使该核素在系统中的总量减少到一半时所需的时间。生物半衰期也可以指体内药量或血药浓度下降一半所需的时间，又称消除半衰期。

概念

生物半衰期是指存在于生物体内某一特定组织中的放射性同位素，由于生物学的过程，使其量降至开始时的二分之一时所需的时间。生物半衰期亦称生物半减期或生物半排出期。它是和放射性同位素自发衰变时的物理半衰期相对应的概念。

生物半衰期也可以指体内药量或血药浓度下降一半所需的时间，又称消除半衰期。

内容

生物半衰期是污染物在生物体内蓄积和排泄的综合指标，在制定污染物的环境标准时具有重要意义。如制定某一生物种群对某一污染物的摄入量限度时，由于不同个体之间对同一污染物的生物半衰期往往存在一定差异，生物半衰期长的个体会首先受害，在制定标准时就必须考虑这一因素。由于同一个体的不同器官，对同一污染物的生物半衰期，也往往不同，在制定标准时也必须以生物半减期长的器官为依据。

利用生物净化环境，已成为综合治理环境污染的一个重要途径。人们在研究利用藻类等水生生物净化水体污染时，认为理想的净化生物不仅要有较强的净化能力，也还必须具有较快的恢复能力，以便能够重复利用。这就必须把生物半衰期做为筛选净化植物的重要指标之一。生物半衰期短的生物种类，恢复能力快，便于重复利用。

环境污染物在机体或器官内的量，由于生物的代谢作用，而减少到原有量的一半所需要的时间，又称代谢半衰期（0.5T）。同时环境污染物在不同组织器官内的消除情况存在差异，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学物的蓄积作用，生物半衰期较长的毒物，其蓄积作用也较大。对于任何化学物或元素来说，无论它是稳定的还是放射性的同位素，生物半衰期大致是相同的。但有蓄积性的毒物，生物半衰期一般比较长，列如甲基汞在人体的生物半衰期为70天；镉在人肝内的生物半衰期为6.2年。

生物半衰期的关系式为：λb=0.693Tb-1

式中Tb是进入体内的核素从体内自然排除一半所需的时间；λb是生物学排除常数。

组织中存在的放射性同位素通过自发衰变和生物过程两方面使放射性减少，此两过程共同造成的、使放射性强度降为开始时的1/2时所需的时间叫做有效半衰期（effective half-life）。

生物半衰期除了是评定环境污染物毒性蓄积量的重要指标之外，也是衡量一个药物从体内消除速率的尺度。一般是指从药物完全被机体吸收后的任何时间算起，在原有血药浓度的基础上下降一半所需的时间，以t1/2表示。生物半衰期是个时间观念，对于吸收相内，药物从吸收开始至吸收一半药量的时间称吸收半衰期；在消除相内，药物从原有浓度消除一半的时间称消除半衰期。t1/2通常就是指消除半衰期，单位常用天、小时或分。在一级消除过程中，每个药物均有固定的半衰期，它是个常数，即t1/2=0.693/K，K为一级消除速率常数。

药物的生物半衰期长，表示药物在体内消除慢、滞留时间长。各种药物的半衰期差别很大，即使具有相似药理作用、结构类似的药物，其生物半衰期也可能相差很大。药物生物半衰期除与药物结构性质有关以外，还与机体消除器官的功能有关。通常，同一种药物对于正常成人的生物半衰期相对稳定，生物半衰期的改变，可反映出消除功能的变化。例如肾功能、肝功能低下的患者，其药物的生物半衰期会明显延长。临床可根据生物半衰期确定适当的给药间隔，这样既可以维持有效的血药浓度，又不致发生蓄积中毒。半衰期的改变将预示着肝、肾等消除器官的功能变化，其改变程度可作为给药方案调整的主要依据。

影响因素

生物半衰期的测定，是一个很复杂的问题，因为影响生物半衰期的因素很多。据现有文献表明，生物对污染物或药物的摄入量，污染物或药物在生物体内的原有水平，污染物经代谢作用的消除速度，生物体内其它物质的存在状况以及生物个体的发育阶段，药物结构性质等等，对生物半衰期均会产生不同程度的影响，且污染物在生物体内的消除，一般是符合较为复杂的幂函数形式。

应用与影响

1、肝癌（Hepatocellular Carcinoma，HCc）是全世界最常见的恶性肿瘤之一，每年有近500，000的新发病人，我国是HCC高发地区，每年有近100万人死于肝癌，占全世界肝癌死亡总数的42%。目前部分肝切除在许多肝病中心仍是首选治疗方法，但由于病人多数合并有肝硬化，肝脏功能不良、肿瘤多发、部位特殊，往往限制了传统的肝切除治疗，肝移植的开展为这些病人提供了治愈的可能性，肝癌已成为肝移植的适应证之一。肝脏移植可以完整切除HCC肿瘤病灶，根除肿瘤发生的“土壤”，并有利于患者术后早期的肝功能恢复，提高生活质量。但是由于肝癌移植术后患者的肿瘤易复发，大大降低了肝癌患者术后生存率，尤其在早年开展肝移植时，多选择晚期不能切除的病人行肝移植，肿瘤的高复发率及患者低长期存活率，曾经使肝癌成为了肝移植的相对禁忌证。随着肝移植技术的发展，免疫抑制药物的更新，以及多中心多年的经验积累，国外大宗临床病例报道显示，对HCC受体选择制定了严格的选择标准，如Milan，UCSF等标准。目前，国际上不同的移植中心HCC复发率约在25%～67%，肝移植术后肿瘤复发己经成为肝移植领域待解决的问题。因此，寻找与HCC肝移植术后肿瘤复发相关的早期预测指标变得尤为重要，这对于早期预测肿瘤复发或转移，提高HCC肝移植后远期生存率有着重要的临床意义。

2、生物等效性研究是评价药物制剂质量的重要手段，不仅可以用于仿制药申请上市批准的过程中，同时在新药开发、新药生产工艺和剂型变换的过程中，也发挥着非常重要的作用。药代动力学研究方法是目前比较常用的生物等效性评价方法。在此方法中，药时曲线下面积是生物等效性评价的重要参数之一。在生物等效性评价中最常采用的设计方案是双交叉设计。在双交叉设计中，为避免药物之间的相互影响，足够长的清洗期是需要保证的重要因素。

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