有關非線性藥動學特性之敘述，下列何者正確？

本題觀念：

本題的核心觀念為非線性藥動學 (Nonlinear Pharmacokinetics)，又稱為劑量依賴性藥動學 (Dose-dependent pharmacokinetics) 或 容量受限藥動學 (Capacity-limited pharmacokinetics)。

這類藥物在體內的排除過程（代謝或排泄）通常涉及酶或載體系統。當藥物濃度低時，遵循一階次（First-order）動力學；但當藥物劑量增加，體內濃度超過酶或載體的飽和點（Michaelis constant, $K_m$）時，排除速率不再隨濃度線性增加，而是趨向於最大速率（$V_{max}$），呈現零階次（Zero-order）動力學特性。這種飽和現象導致藥動學參數（如 $CL$、$t_{1/2}$、AUC）隨劑量改變而發生非線性變化。

選項分析

• A: AUC會隨著劑量增加而等比例增加 (錯誤)

  • 在線性藥動學中，AUC 與劑量成正比（Dose-proportional）。
  • 在非線性藥動學（特別是飽和代謝）中，當劑量增加導致酶飽和時，清除率（Clearance）會下降。這導致血中藥物濃度大幅累積，因此 AUC 的增加幅度會大於劑量增加的比例（Disproportionate increase）。例如：劑量增加 50%，AUC 可能增加 100% 以上。

• B: 清除率不會隨著劑量改變而改變 (錯誤)

  • 線性藥動學的特徵是清除率 ($CL$) 為常數，不隨劑量或濃度改變。
  • 非線性藥動學中，清除率公式為 $CL = \frac{V_{max}}{K_m + C}$。當藥物濃度 ($C$) 上升並接近或超過 $K_m$ 時，分母變大，導致 $CL$ 隨劑量/濃度增加而下降。

• C: 依循一階次（ first-order）的排除特性 (錯誤)

  • 非線性藥動學通常依循 Michaelis-Menten 動力學 (混合階次)。
  • 在低濃度 ($C \ll K_m$) 時，表現像一階次動力學。
  • 在高濃度 ($C \gg K_m$) 時，排除趨近飽和，表現像零階次 (Zero-order) 動力學。因此它不是單純的一階次排除。

• D: 多次劑量給藥後，在體內不會依循 principle of superposition (正確)

  • 疊加原理 (Principle of Superposition) 的前提是系統必須是線性的（Linearity），即藥動學參數 ($CL$, $V_d$, $k$) 保持恆定。
  • 在非線性藥動學中，隨著藥物在體內累積，濃度改變會導致清除率 ($CL$) 和半衰期 ($t_{1/2}$) 發生改變（通常 $CL$ 下降，$t_{1/2}$ 延長）。因此，不能簡單地將單次給藥的濃度曲線相加來預測多次給藥後的濃度，疊加原理不適用。

答案解析

正確答案為 (D)。 非線性藥動學最顯著的特徵就是藥動學參數會隨劑量或濃度改變，導致「線性疊加」的假設失效。

核心知識點

考生應對比 線性 vs. 非線性藥動學 的關鍵差異，這是國考常考重點：

1. 劑量比例性 (Dose Proportionality):
   • 線性: AUC 與劑量成正比。
   • 非線性: AUC 增加幅度 > 劑量增加幅度 (飽和代謝時)。
2. 清除率 (Clearance, CL):
   • 線性: 恆定常數。
   • 非線性: 隨濃度上升而下降 ($CL = \frac{V_{max}}{K_m + C}$)。
3. 半衰期 ($t_{1/2}$):
   • 線性: 恆定常數 ($t_{1/2} = \frac{0.693}{k}$).
   • 非線性: 隨劑量增加而延長 (因 $CL$ 下降)。
4. 疊加原理 (Superposition):
   • 線性: 適用。
   • 非線性: 不適用。
5. 常見藥物:
   • Phenytoin (最經典考題), Salicylate (高劑量), Ethanol, Theophylline.

參考資料

1. Nonlinear Pharmacokinetics: Overview - JoVE
2. First order, zero order and non-linear elimination kinetics | Deranged Physiology
3. Upholding or Breaking the Law of Superposition in Pharmacokinetics - PMC