什么算作时间剂量反应?

简要定义
“时间-剂量反应”（time-dose response）是指某一生物或材料暴露在同一种应激源（化学物质、辐射、噪声等）时，其生物学效应由“剂量强度 × 暴露时间”共同决定的量化关系。与传统的“剂量-反应曲线”（只讨论给定时间点或瞬时给药的剂量差异）相比，它把“时间”纳入同等重要的自变量。Wikipedia

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1 · 经典数学模型

公式	适用场景	含义与特点
Haber 定律：t × C = k	急性吸入毒理	同一毒气在一定范围内，浓度 C 翻倍→所需暴露时间 t 减半即可产生同等毒性。
广义幂律：Cⁿ × t = k	高/低剂量均衡外推	n≈1 时退化为 Haber 定律；n<1 或 >1 可拟合更复杂曲线。
积分模型：∫C dt = 常数（AUC）	药物 PK/PD、持久性化学物	用血药浓度-时间曲线下面积 (AUC) 代表总体暴露量；同一 AUC 视作等效效应。view0
生物学有效剂量 BED：BED = nd[1+d/(α/β)] – (ln2/α)(T–Tₖ)/Tₚ	放射治疗	同时考虑单次分割剂量 d、总分割数 n 及总体治疗时间 T，对肿瘤控制和正常组织晚反应做校正。

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2 · 什么时候“算作”时间-剂量反应？

要把一组数据或现象归为时间-剂量反应，需要同时满足：

1. 同一暴露因子：比较过程中只能改变“剂量强度 C”和“持续时间 t”，不能更换毒物或辐射种类。
2. 固定效应终点：比较的是相同的生物学结果（如 50 % 死亡率、10 % 产量下降、一定水平 DNA 损伤等）。
3. 剂量-时间可替换性：数据表明只要 C × t（或其幂、积分值）相等，生物效应就近似相等；换言之，存在一条等效曲线把多种 C-t 组合连成一线。
4. 时间尺度适宜：受试物的吸收/清除速率或生物修复过程在实验周期内不能显著改变 C-t 等效性；否则需要修正（如加半衰期、阈值、修复因子）。

当以上条件满足时，就可以把某毒物的 LCt₅₀（致死浓-时积）、药物的 AUC₅₀，或放疗方案的同效 BED 曲线称作“时间剂量反应”。

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3 · 常见应用举例

领域	指标 / 应用	说明
急性化学中毒	LCt₅₀、ECt₅₀（浓-时积）	如氯气 LCt₅₀ ≈ 11 000 ppm·min：100 ppm×110 min ≈ 400 ppm×27.5 min。
工业卫生	噪声等效声暴露级 (LAeq,8h)	将不同声压级-时长折算成 8 h 等效剂量。
职业振动	震动剂量值 (VDV)	加速度^4 对时间积分的四次根；体现“高峰+时长”双重效应。
放射治疗	BED / TDF 系统	60 Gy / 30 次（2 Gy×30）与 54 Gy / 20 次（2.7 Gy×20）在肿瘤 BED 上可能等效，但正常组织 BED 不同，需要结合总体治疗天数做权衡。
药物治疗窗	AUC/MIC、%T>MIC	抗菌药暴露：碳青霉烯类要求 %T>MIC≥40 %，氟喹诺酮类看 AUC/MIC≥125。

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4 · 局限与注意事项

• 清除与修复 — 当物质在体内快速代谢或存在 DNA 修复时，长时低浓度往往比等 C × t 的短时高浓度毒性更低，Haber 定律将失效。
• 非单调曲线 — 内分泌干扰物常出现 U 型 / 倒 U 型曲线，需要幂律或更高阶模型拟合。Wikipedia
• 阈值效应 — 某些组织存在剂量阈值，低于阈值即使 C × t 很大亦不产生可测反应。
• 跨物种外推 — 不同物种、不同器官对同一 C × t 的敏感度差异可高达数十倍；风险评估需引入不确定因子。

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小结

时间-剂量反应强调“剂量”与“时间”相乘或积分后才能准确预测效应。只要同一应激源下存在 可互换的 C-t 组合 产生同等生物效应，并且数据满足上列判定标准，就可称其为时间剂量反应。理解并正确应用这些模型，对于化学防护、劳动卫生限值设定、放射治疗计划乃至药物剂量优化都至关重要。