藥理學

藥理學（Pharmacology），是研究藥品與有機體（含病原體）相互作用及作用規律的學科。它既研究藥品對生物的作用及作用機制，即藥品效應動力學（Pharmacodynamics，簡稱藥效學）；也研究藥品在人體的影響下所發生的變化及其規律，即藥品代謝動力學（Pharmacokinetics，簡稱藥代動力學或者藥動學）。藥理學是以基礎醫學中的生理學、生物化學、病理學、病理生理學、微生物學、免疫學、分子生物學等為基礎，為防治疾病、合理用藥提供基本理論、基礎知識和科學思維方法，是基礎醫學、臨床醫學以及醫學與藥學的橋梁。

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## 分支

藥理學可以根據側重點的不同分為許多不同的分支學科

- 臨床藥理學：研究藥品對於人體相互作用的規律。
- 神經藥理學：研究藥品對中樞神經系統及周圍神經系統及其機能的影響。
- 精神藥理學：研究藥物對於神經系統與行為的影響。
- 遺傳藥理學：根據藥品基因組學，研究藥品代謝和效應個體差異的遺傳基礎。
- 藥物基因組學：將基因工程應用在藥品開發上
- 藥物流行病學：對某一已明確定義的族群，研究藥品對他們的影響。
- 系統藥理學：將系統生物學的理論應用到藥理學中。
- 毒理學：研究藥品或化學物質在過量使用時的不良反應及其分子目標。
- 理論藥理學：是將計算化學和藥理學結合的新生領域。
- 藥劑學：藥品製劑劑型的處方設計、生產工藝等，以藥品的吸收、分布、代謝及排泄關係的綜合技術科學。
- 劑量學（Posology）：研究對於不同的人，要如何決定藥劑的量。
- 生藥學：研究來自生物的藥品的成份、應用及發展。
- 環境藥理學：研究基因-環境相互作用、藥物-環境相互作用及毒物-環境相互作用的新興領域
- 牙科藥理學：研究牙科疾病常用的藥品。

## 科學背景

研究化學藥物需要有大量生物系統作用相關的知識。包括細胞生物學和生物化學知識量的增長，藥理學的範圍實際上也在改變。現在已可以通過對受體進行分子分析來設計可以直接總用於細胞表面受體的化學物質來影響細胞信號和代謝途徑（調節和調控細胞信號轉導來控制細胞的功能）。

從藥理學觀點來看，有許多化學屬性適用於藥理學。藥物代謝動力學從化學的角度描述藥物在體內的作用。（如，半衰期和分布容積，藥品效應動力學描述藥品在體內的化學效果（如產生療效或毒性）。

當描敘有活性藥物成分（API）的化學物質的藥品動力學屬性時，藥理學家通常使用「L-ADME」方案：

- 釋放 (藥理學)（Liberation） - API如何釋放（口服時）、分散或溶解？
- 吸收（Absorption） - API如何吸收（經皮，經腸，經口腔黏膜）？
- 分布（Distribution） - API在組織中如何分布？
- 代謝（Metabolization） – API是否在體內產生化學變化，並且會變成哪種物質？這些代謝產物是否有毒？
- 排泄（Excretion） - API如何排出（通過膽汁、尿液、呼吸、皮膚）？

藥物有窄或寬的治療指數或治療窗口。這描述了預期效果和毒性作用的比率。低治療指數（接近一）表示同劑量下藥物的預期效果和毒性作用相當。高治療指數（高於5）表示藥品達到預期效果所需劑量明顯小於毒性劑量。治療指數較低的藥品更難控制劑量和監管，並且通常需要藥品治療監測（如華法林，一些抗癲癇藥、氨基糖甙類和抗生素）。大部分的抗腫瘤藥的治療指數很低，產生毒性的劑量通常接近足以殺死腫瘤的劑量。

## 藥物開發和安全性測試

藥品開發是醫學中重要的一部份，但也有較強烈的經濟及政治的影響。許多政府機構會管理藥物的生產、銷售及處方，目的是為了保護消費者及避免藥物濫用。美國藥物的主管機關是美國食品藥品監督管理局（FDA），依美國藥典中設置的標準為準。歐盟藥物的主管機關是歐洲藥品管理局（EMEA），以歐洲藥典為其標準。

候選藥品化學物的代謝穩定性以及其活性，都需要經過藥品代謝及毒理學研究的分析。許多方法可以進行藥品代謝的量化預測，例如SPORCalc就是一個最近提出的計算方法。若藥品的化學結構略有改變，可能對其藥用性能略有影響，但也可能是大幅的影響，差別和改變的程度有關，但也和藥品受體端的結構組成有關，這個概念稱為結構與活性關係（SAR）。因此當識別出一種有用的活性物質，化學家會設法製造出許多結構類似的化合物，稱為類似物（analogues），目的是要使化合物的藥用性能最大化。不論在任何地方，此開發流程都會花上數年、十年甚至更長的時間，而且耗費成本相當大。

這些新的類似物需要開發，也需要確定新藥在人類服用後的安全性、在人體中的穩定度，以及要哪一種劑型（例如藥錠或是噴霧劑），到達特定器官的效果才會最好。在昂貴的測試後（大約會花上六年），新藥才可以行銷及販售。

開發藥品的類似物及測試新藥需要很長的時間，而實際上每五千個潛在的新藥中，最後只會有一個進入市場。開發藥品的費用非常高，會超過十億美金。製藥公司為了彌補這一支出，會進行以下的措施：

- 在花費公司的資金之前，先小心的研究這些潛在藥品的需求。
- 獲得新藥的專利，避免其他公司在一段時間後搶先生產此一藥品。

## 藥物法規和安全性

美國食物藥品監督管理局（FDA）負責美國藥品的核可及監督管理。美國食物藥品監督管理局所批准的藥品均需滿足以下二個條件：

- 藥物針對所要治療的疾病，需證實是有功效的（「有功效」只是指至少在二次的試驗中，其效果比安慰劑或是其他競爭藥品要好）。
- 藥物在動物試驗或是對照人體試驗後的結果需符合安全準則。

FDA的藥品批准大約會花上數年的時間。在動物上的測試必須相關廣泛，而且需包括幾個物種，以便評估藥品的有效性以及其毒性。藥品批准使用的劑量需落在藥品可產生治療效果或是期望療效的範圍內。

美國處方藥的安全性及有效性是依聯邦1987年提出的處方藥營銷法進行管理。

英國的藥品和保健品管理局（MHRA）也是英國藥品管理的部門。

## 教育

藥理學學生是受教育的生物醫學科學家，學習藥物在生物體上的效果。學習藥理學可以發現與開發新藥，也可以更好的理解藥物在人體內的作用和原理。

藥理學學生必須在生理學、病理學和化學上有著詳細的知識儲備。一定程度上，他們將涵蓋的領域包括（但不限於）生物化學，細胞生物學，生理學，遺傳學和中心法則，醫學微生物學，神經科學，並根據不同部門的需要增加生物有機化學和/或化學生物學。

現代藥理學的學科跨度很高。研究生課程接受大部分有生物學或化學背景的學生。

藥學學生通常最終會在藥房從事藥物分發工作，而藥理學家通常會在實驗室里工作。藥理學家的職業生涯包括學術職位（醫學或非醫學），政府職位，私營工業職位，科學寫作，科學性的專利和法律，顧問，生物技術和製藥業，釀酒行業，食品行業，法醫/執法，衛生，環保/生態科學。

## 歷史

在中國，公元前1世紀的《神農本草經》，其系統的總結收錄了365種植物、動物和礦物藥材，及其用法。其中記載的大部分藥物在現代中藥中仍廣泛的使用，如麻黃、大黃、海藻、常山等。659年的唐代，朝廷頒布了《新修本草》，亦稱《唐本草》，其中記錄了884種藥物。其也成為了世界上第一部由政府頒布的藥典，比西方最早的紐倫堡藥典早約883年。1596年，明代醫學家李時珍編著了《本草綱目》，其分52卷，共記錄了1892種藥物。他使用了科學的藥物分類法，記敘了所編藥物的形態、生態、性味和功能等內容。

在西方，關於藥理學的了解在很長一段時間內也僅停留於藥物學（materia medica）階段。公元2世紀，藥學家蓋倫（Galen）創作了很多關於藥學的著作，同時也發明了阿片酊等製劑。18世紀，義大利生理學家費利切·豐塔納對千餘種藥物進行了毒性測試。其以動物試驗得到的結果為依據，認為每種天然的藥物都有其獨特的活性成分，並且該成分會有選擇性的作用於機體的特定部位，從而引起典型反應。19世紀初，德國學者弗里德里希·瑟圖納從阿片中提取出了嗎啡，並以狗為試驗對象，驗證了其具有的鎮痛作用。法國學者Magendi和Bernald以青蛙為試驗對象，分別確定和闡明了士的寧對脊髓和筒箭毒鹼對神經肌肉接點的藥理學作用特點，開創了藥理學的科學試驗方法。德國學者魯道夫·布克海姆（Buchheim）創建了世界上第一個藥理學實驗室及實驗藥理學，並編撰了第一本關於藥理學的教科書。其學生（Schmiedberg）使用動物試驗的方法，開創了器官藥理學。

20世紀初，德國學者保羅·埃爾利希發現了胂凡納明對梅毒和錐蟲病的治療作用，從而開闢了使用合成藥物的治療疾病時代。德國學者格哈德·多馬克發現百浪多息（Prontosil，磺胺類藥物的初始藥）治療鏈球菌感染的作用。英國學者霍華德·弗洛里（Florey）在亞歷山大·弗萊明（Fleming）研究的基礎上，將青黴素等抗生素應用於臨床對寄生蟲病及細菌感染的治療。

藥理學在現代的發展得益於各相關學科及技術的發展與完善。對藥物作用機制的研究已達到微觀水平。已分離出多種受體，闡明了多種藥物對各種離子通道的作用機制。出現了許多藥理學分支學科。

## 相關專題

- Wikipedia:藥理學專題