药代动力学建模与半衰期

药代动力学建模通过数学描述来表示药物浓度随时间的变化过程，从简单的房室模型到机械生理药代动力学（PBPK）模型。消除半衰期——血浆浓度下降一半所需的时间——是一个派生参数，概括了药物离开身体的速度。建模和半衰期共同将药代动力学数据浓缩为描述和预测药物行为的参数。

Definition

药代动力学建模是药物浓度随时间变化的数学表示；消除半衰期是指在终末消除阶段，血浆浓度（或体内药物量）减少一半所需的时间，它通过t-half等于0.693乘以Vd除以清除率与清除率和分布容积相关。

Scope

本主题涵盖房室和生理药代动力学建模，从清除率和分布容积推导半衰期的含义和方法，以及使用模型预测暴露和累积。它以定量和方法论主题的形式呈现，不提供剂量建议。

Core questions

• 药物浓度随时间的变化过程如何用数学描述？
• 半衰期如何从清除率和分布容积中推导出来？
• 房室模型和生理药代动力学模型何时适用？

Key concepts

• 消除半衰期
• 一级（指数）消除
• 单房室和多房室模型
• 终末消除阶段
• 累积和达到稳态的时间
• 生理药代动力学（PBPK）模型
• 体外-体内外推（IVIVE）
• 关系式 t-half = 0.693 x Vd / CL

Key theories

房室药代动力学模型

药物处置由一个或多个动力学均匀的房室表示，具有一级转运和消除，产生指数浓度-时间曲线，从中估计半衰期和其他参数；这一经验框架被编纂为药代动力学分析的经典基础。

生理药代动力学（PBPK）建模

PBPK模型将身体表示为由血流连接的生理房室，通过器官容积、灌注和体外药物数据进行参数化，从而实现对处置的机械预测以及跨人群和物种的外推。

Mechanisms

当消除呈一级动力学时，药物浓度呈指数下降，其减半所需的时间——即半衰期——是恒定的，与起始浓度无关。半衰期不是一个独立的属性，而是两个主要参数的结果：它随着分布容积的增加而延长，随着清除率的增加而缩短，遵循t-half等于0.693乘以Vd除以清除率。房室模型将这些指数曲线拟合到数据中以估计这些参数，而生理药代动力学模型则根据器官容积、血流量以及体外代谢和结合的测量值构建浓度-时间曲线，从而在获得人体数据之前进行预测（Jones, 2009; Rostami-Hodjegan, 2007）。半衰期也决定了药物的累积方式：重复给药大约需要四到五个半衰期才能达到稳态。许多药物的经验参数范围为这些模型提供了信息和验证（Obach, 2008）。

Clinical relevance

半衰期在概念上表明药物持续的时间、维持暴露可能需要给药的频率以及累积或清除所需的时间，而模型则支持对这些行为的预测。本条目在参考层面解释了参数和建模方法，并非剂量方案或个体化建议的来源。

Evidence & guidelines

生理药代动力学建模在药物开发中得到越来越多的应用，并被监管机构接受，用于支持对药物相互作用和特殊人群暴露的预测，前提是经过充分验证（Rostami-Hodjegan, 2007; Jones, 2009）。已测量的人体药代动力学参数汇编提供了评估清除率、容积和半衰期模型预测的参考数据（Obach, 2008）。

History

房室药代动力学在二十世纪发展起来，作为药物浓度-时间数据的数学描述，并在Gibaldi和Perrier（1982）以及Rowland和Tozer的著作等专著中被编纂。从2000年代开始，生理药代动力学建模和体外-体内外推（IVIVE）发展成为从临床前和体外数据预测人体药代动力学的主流工具，将建模从描述扩展到前瞻性预测（Rostami-Hodjegan, 2007; Jones, 2009）。

Key figures

• Milo Gibaldi
• Donald Perrier
• Malcolm Rowland
• Thomas Tozer
• Amin Rostami-Hodjegan
• Geoffrey Tucker

Seminal works

• gibaldi-perrier-1982
• rostami-hodjegan-2007
• jones-2009

Frequently asked questions

药物的半衰期是多少？

消除半衰期是指在终末消除阶段，药物在血浆中的浓度下降一半所需的时间。它反映了身体清除药物的速度，并取决于清除率和分布容积。

房室模型和PBPK模型有什么区别？

房室模型是经验性的：它们将一个或多个抽象房室拟合到浓度-时间数据。生理药代动力学（PBPK）模型是机械性的：它们表示由血流连接的真实器官，并使用生理和体外数据来预测药物处置，包括在获得人体数据之前。