半數致死量

半數致死量（英语：Median Lethal Dose），簡稱LD₅₀（即Lethal Dose, 50%），在毒理學中是描述有毒物質或輻射的毒性的常用指標。按照醫學主題詞表（MeSH）的定義，LD₅₀是指“能殺死一半試驗總體之有害物質、有毒物質或游離輻射的劑量”。這測試最先由J.W. Trevan於1927年提出。^[1]

目录

• 
  1 應用慣例
  


• 
  2 限制與缺點
  


• 
  3 其它類似指標
  


• 
  4 數據
  


• 
  5 爭議
  


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  6 相關條目
  


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  7 參考資料
  


• 
  8 外部連結
  

應用慣例

LD₅₀的表達方式通常為有毒物質的質量和試驗生物體重之比，例如「毫克／千克體重」。由於不可能直接拿人體做毒性測驗，因此大多數致死量的數據來自於大鼠和小鼠，另外也可能使用倉鼠、豚鼠、兔、雪貂、貓、犬、猴、豬、馬、蛙、魚、鳥等實驗動物。雖然毒性不一定和體重成正比，但這種表達方式仍有助比較不同物質的相對毒性，以及估計同一物質在不同大小動物之間的毒性劑量。

舉例來說，已知酒精對大鼠的口服LD₅₀是9,900 mg/kg (9.9 g/kg)，假設毒性和體重成正比，且酒精對大鼠的毒性等同於對人類的毒性，在不考慮年齡、性別、耐受度等個別體質差異的情況下，那麼對60公斤的成人來說，短時間內口服594 g (757 ml) 的酒精能造成一半的受測試者死亡。

應用半數致死這量度方法有助減少量度極端情況所帶來的問題，以及減少所需試驗次數；然而這亦代表LD₅₀並非對所有試驗生物的致死量：有些可能死於遠低於LD₅₀的劑量，有些卻能在遠高於LD₅₀的劑量下生存。在特殊需要下，研究人員亦可能會量度LD₁或LD₉₉等指標（即殺死1%或99%試驗總體之劑量）^[2]。

物質的毒性往往受給予方式影響。一般而言，口服毒性會低於靜脈注射的毒性。故此在表達LD₅₀時經常會附帶給予方式，例如“LD₅₀ i.v.”代表靜脈注射下的LD₅₀。

和LD₅₀相關的兩種指標，LD₅₀/30和LD₅₀/60，是分別指在沒有治療的情況下，導致受試總體在30天或60天後半數死亡的劑量。這些指標通常用於描述輻射毒性。^[3]

限制與缺點

作為一個毒性的指標，LD50在一定程度上有其缺點。測試的結果可受很多因素影響，例如實驗品的種類，測試樣品的基因特點，環境因素及注射方法等。另一大限制是，LD50只用於測試會導致短時間內死亡的急性中毒，卻沒有計算長期的影響，比如說，某些毒素會長期影響腦部，到一定程度時也可導致死亡。再者，某些毒素對實驗白鼠的影響不大，但可能對人類卻非常有害。

在測試有毒生物的毒性時，LD50的結果不一定能絕對反映該毒液對人類的全部影響。例如，某些毒蛇專門獵殺老鼠，它們的毒液裡演化出特別針對老鼠的毒素，因此它們對鼠類的毒性比較大，但對人則不一定成正比。故此，LD50可導致誤解。

其它類似指標

另一種毒性指標，LCt₅₀，包含了濃度(C)和暴露時間(t)的描述，通常以＂毫克·分鐘／立方米＂作描述，類似的ICt₅₀則是使半數人員失能的劑量。這兩種指標通常作描述化學武器，其毒性亦受呼吸速度和衣著影響。Ct這概念最先由弗里茨·哈伯提出，假設在100 mg/m³下暴露1分鐘和10 mg/m³下暴露10分鐘是相等的。然而這定律對於一些可以被身體快速分解的物質如氰化氫便不適用；在這種情況下，需要一定的暴露時間才可確定致死量。在環境研究中，LCt亦可用於描述水中的有毒物質。 ^[4]

對於病原體，亦有一種類似的半數感染量（ID₅₀）的概念，是指在某一給予途徑下足以令半數受試群體感染的病原體數量，例如口服1200個病原體／人。因為病原體數量難以量度，感染量亦會以對不同動物的LD₅₀表達。對於生物武器的感染量，亦可以ICt₅₀表達。

對於化療藥物，化療指數（CI）是評價化療藥物安全性的指標。一般以動物半數致死量（LD50）和治療感染動物的半數有效量（ED50）的比值表示，即CI＝LD50/ED50；化療指數愈大，表明藥物毒性愈小，相對較安全，但並非絕對安全，如化療指數高的青黴素可致過敏性休克。

數據

• 
  乙醇對年輕和年老大鼠的口服LD₅₀分別為10.6 g/kg和7.06 g/kg。^[5]
  


• 
  菸鹼（尼古丁）對大鼠的口服LD₅₀為50 mg/kg。^[6]
  

物質	動物, 途徑	半數致死量（LD50）	參考文獻
水	大鼠, 口服	>90,000 mg/kg	[7]
蔗糖 (Sucrose)	大鼠, 口服	29,700 mg/kg	[8]p.2478
L-麩酸鈉／味精 (Monosodium Glutamate)	大鼠, 口服	16,600 mg/kg	[9]p.2573
維他命C (Vitamin C)	大鼠, 口服	11,900 mg/kg	[9]p.310
乙醇／酒精 (Ethyl Alcohol)	大鼠, 口服	9,900 mg/kg	[10]p.385
碳酸鈣 (Calcium Carbonate)	大鼠, 口服	6,450 mg/kg	[11]p.635
次氯酸鈉 (Sodium Hypochlorite)	小鼠, 口服	5,800 mg/kg	[11]p.2971
碳酸氫鈉／小蘇打 (Sodium Bicarbonate)	大鼠, 口服	4,220 mg/kg	[8]p.2413
乙酸／醋酸 (Acetic Acid)	大鼠, 口服	3,530 mg/kg	[12]
薄荷醇 (Menthol)	大鼠, 口服	3,180 mg/kg	[11]p.2108
氯化鈉／鹽 (Sodium Chloride)	大鼠, 口服	3,000 mg/kg	[9]p.3238
硼酸 (Boric Acid)	大鼠, 口服 大鼠, 皮下注射 大鼠, 靜脈注射	2,660 mg/kg 1,400 mg/kg 1,330 mg/kg	[9]p.536
乙醯氨酚 (Acetaminophen)	大鼠, 口服 大鼠, 腹腔注射	2,400 mg/kg 1,205 mg/kg	[9]p.1994
維他命A (Vitamin A)	大鼠, 口服	2,000 mg/kg	[13]
香草醛 (Vanillin)	大鼠, 口服 大鼠, 腹腔注射 大鼠, 皮下注射	1,580 mg/kg 1,160 mg/kg 1,500 mg/kg	[11]p.3364
樟腦 (Camphor)	小鼠, 口服	1,310 mg/kg	[11]p.641
可可鹼 (Theobromine)	大鼠, 口服 狗, 口服	950 mg/kg 300 mg/kg	[14]
嗎啡 (Morphine)	大鼠, 口服 大鼠, 腹腔注射 大鼠, 皮下注射 大鼠, 靜脈注射	335 mg/kg 160 mg/kg 109 mg/kg 140 mg/kg	[9]p.2576
乙醯水楊酸／阿斯匹靈 (Acetylsalicylic Acid)	大鼠, 口服 大鼠, 腹腔注射	200 mg/kg 340 mg/kg	[9]p.57
咖啡鹼 (Caffeine)	大鼠, 口服 大鼠, 靜脈注射 大鼠, 皮下注射	192 mg/kg 105 mg/kg 170 mg/kg	[9]p.666
苯巴比妥 (Phenobarbital)	大鼠, 口服	162 mg/kg	[15]
辣椒鹼 (Capsaicin)	大鼠♂, 口服 大鼠♀, 口服	161 mg/kg 148 mg/kg	[16]
巴拉刈／百草枯 (Paraquat)	小鼠, 口服	120 mg/kg	[9]p.2819
DDT	大鼠, 口服	100 mg/kg	[17]
亞硝酸鈉 (Sodium Nitrite)	大鼠, 口服 大鼠, 靜脈注射	85 mg/kg 65 mg/kg	[9]p.3266
三氧化二砷／砒霜 (Arsenic Trioxide)	小鼠, 口服 小鼠, 皮下注射 小鼠, 靜脈注射	31.5 mg/kg 9.8 mg/kg 10.7 mg/kg	[11]p.278
菸鹼 (Nicotine)	小鼠, 口服 小鼠, 皮下注射 小鼠, 靜脈注射	24 mg/kg 16 mg/kg 7.1 mg/kg	[18][19]
氰化鉀 (Potassium Cyanide)	大鼠, 口服 大鼠, 腹腔注射 大鼠, 皮下注射	5 mg/kg 4 mg/kg 9 mg/kg	[11]p.2758
秋水仙鹼 (Colchicine)	大鼠, 腹腔注射 大鼠, 靜脈注射	6.1 mg/kg 1.6 mg/kg	[20]
黃麴毒素 (Aflatoxin B1)	大鼠, 口服 大鼠, 腹腔注射	4.8 mg/kg 6 mg/kg	[9]p.89
番木虌鹼 (Strychnine)	大鼠, 口服 大鼠, 腹腔注射 大鼠, 皮下注射 大鼠, 靜脈注射	2.35 mg/kg 1.10 mg/kg 1.20 mg/kg 0.582 mg/kg	[11]p.3025
白喉毒素 (Diphtheria Toxin)	小鼠, 皮下注射	1.6 mg/kg	[21][22]
河豚毒素 (Tetrodotoxin)	小鼠, 口服 小鼠, 腹腔注射 小鼠, 皮下注射 小鼠, 靜脈注射	0.435 mg/kg 0.008 mg/kg 0.008 mg/kg 0.009 mg/kg	[9]p.1827
2,3,7,8-四氯二苯并二恶英／戴奧辛 (2,3,7,8-TCDD)	大鼠, 口服	0.043 mg/kg	[10]p.305
百日咳毒素 (Pertussis Toxin)	小鼠, 腹腔注射	0.015 mg/kg	[21][23]
VX	大鼠, 口服 小鼠, 皮下注射	0.012 mg/kg 0.022 mg/kg	[24]
蓖麻毒素 (Ricin)	小鼠, 靜脈注射	0.002 7 mg/kg	[21][25]
太攀蛇毒素 (Taipoxin)	小鼠, 靜脈注射	0.002 mg/kg	[21][26]
箭毒蛙毒素 (Batrachotoxin)	小鼠, 腹腔注射 小鼠, 皮下注射	0.002 mg/kg 0.002 mg/kg	[27][28]
刺尾魚毒素 (Maitotoxin)	小鼠, 腹腔注射	0.000 13 mg/kg	[29]
破傷風梭菌毒素 (Tetanospasmin)	小鼠, 腹腔注射	0.000 001 mg/kg	[21][30]
肉毒杆菌毒素 (Botulinum Toxin A)	小鼠, 腹腔注射	0.000 001 2 mg/kg	[21][31]

物質	動物, 途徑	半數致死濃度 (LC50)	參考文獻	立即威脅生命健康濃度 (IDLH)[32][33]
二氟二氯甲烷 (Dichlorodifluoromethane)	小鼠, 吸入	760,000 ppm (3,758,348 mg/m³)/ 30分	[34]	15,000 ppm (74,178 mg/m³)
一氧化碳 (Carbon Monoxide)	大鼠, 吸入	5,207 ppm (5,965 mg/m³)/ 30分	[35]	1,200 ppm (1,375 mg/m³)
三氟化氮 (Nitrogen Trifluoride)	大鼠, 吸入	6,700 ppm (19,456 mg/m³)/ 1時	[36]	1,000 ppm (2,904 mg/m³)
1,1,1-三氯乙烷 (Methyl Chloroform)	小鼠, 吸入	3,911 ppm (21,340 mg/m³)/ 2時	[37]	700 ppm (3,820 mg/m³)
三氯甲烷／氯仿／哥羅芳 (Chloroform)	大鼠, 吸入	9,617 ppm (46,960 mg/m³)/ 4時	[38]	500 ppm (2,441 mg/m³)
四氯化碳 (Carbon Tetrachloride)	大鼠, 吸入	8,000 ppm (50,330 mg/m³)/ 4時	[39]	200 ppm (1,258 mg/m³)
二氧化硫 (Sulfur Dioxide)	大鼠, 吸入	2,520 ppm (6,603 mg/m³)/ 1時	[40]	100 ppm (262 mg/m³)
氟化氫 (Hydrogen Fluoride)	大鼠, 吸入	1,276 ppm (1,044 mg/m³)/ 1時	[41]	30 ppm (24.5 mg/m³)
甲醛 (Formaldehyde)	大鼠, 吸入	815 ppm (1,000 mg/m³)/ 30分	[42]	20 ppm (24.5 mg/m³)
二氧化氮 (Nitrogen Dioxide)	大鼠, 吸入	138 ppm (260 mg/m³)/ 30分	[43]	20 ppm (37.6 mg/m³)
氯氣 (Chlorine)	大鼠, 吸入	293 ppm (850 mg/m³)/ 1時	[44]	10 ppm (29.0 mg/m³)
光氣 (Phosgene)	大鼠, 吸入	340 ppm (1,375 mg/m³)/ 30分	[45]	2 ppm (8.09 mg/m³)
芥子氣 (Sulfur Mustard)	大鼠, 吸入	15.4 ppm (100 mg/m³)/ 10分	[46]	0.108 ppm (0.7 mg/m³)
沙林 (Sarin)	大鼠, 吸入	26.2 ppm (150 mg/m³)/ 10分	[47]	0.017 5 ppm (0.1 mg/m³)
塔崩 (Tabun)	大鼠, 吸入	45.9 ppm (304 mg/m³)/ 10分	[48]	0.015 1 ppm (0.1 mg/m³)
環沙林 (Cyclosarin)	大鼠♂, 吸入 大鼠♀, 吸入	50.3 ppm (371 mg/m³)/ 10分 34.3 ppm (253 mg/m³)/ 10分	[49]	0.006 79 ppm (0.05 mg/m³)
VX	小鼠, 吸入	0.366-1.19 ppm (4-13 mg/m³)/ 10分	[50][51]	0.000 27 ppm (0.003 mg/m³)

爭議

動物權利組織一直批評以動物進行LD₅₀測試，特別是一些物質可能令動物在長時間痛苦下死去。一些國家如英國已開始禁止口服LD₅₀測試，而經濟合作與發展組織（OECD）亦在2001年廢除對口服毒性測試的要求。^[52][53]

相關條目

• 致死量


• 可靠安全係數


• 半數中毒量

參考資料

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外部連結

• Canadian Centre for Occupational Health and Safety


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  Lipnick, RL; Cotruvo, JA; Hill, RN; Bruce, RD; Stitzel, KA; Walker, AP; Chu, I; Goddard, M; Segal, L; Springer, J.A.; Myers, R.C. Comparison of the up-and-down, conventional LD50, and fixed-dose acute toxicity procedures. Food and chemical toxicology. 1995, 33 (3): 223–31. PMID 7896233. doi:10.1016/0278-6915(94)00136-C. 
  

查 论 编 药理学一览 药代动力学 ADME（英语：ADME）：吸收（英语：Absorption (pharmacokinetics)） 分布（英语：Distribution (pharmacology)） 代谢 排泄作用（清除率（英语：Clearance (pharmacology)）） 负荷剂量（英语：Loading dose） 分佈體積（初始（英语：Initial volume of distribution）） 输注速率（英语：Rate of infusion） 隔室（英语：Compartment (pharmacokinetics)） 生物等效性（英语：Bioequivalence） 生物利用度 起效（英语：Onset of action） 生物半衰期 血浆蛋白结合 治疗指数（LD50/ED50（英语：Effective dose (pharmacology)）） 药效学 毒性（神经毒性） 剂量-反应关系（英语：Dose–response relationship）（效能、效价强度） 抗微生物药效学（英语：Antimicrobial pharmacodynamics）：最小抑菌浓度/抑菌剂（英语：Bacteriostatic agent） 最低杀菌浓度（英语：Minimum bactericidal concentration）/杀细菌剂 激动与拮抗 激动剂：反激动剂 不可逆激动剂 部分激动剂 超激动剂 生理激动剂（英语：Physiological agonism and antagonism） 拮抗剂：竞争性拮抗剂 不可逆拮抗剂 生理拮抗剂（英语：Physiological agonism and antagonism） 其他：结合（英语：Molecular binding） 亲和性 结合选择性（英语：Binding selectivity） 功能选择性（英语：Functional selectivity） 其他 耐药性：快速耐受（英语：Tachyphylaxis） 抗药性：抗生素抗性 多药耐药性（英语：Multiple drug resistance） 相关领域/子领域 遗传药理学（英语：Pharmacogenetics） 药物基因组学 神经精神药理学（英语：Neuropsychopharmacology）（神经药理学（英语：Neuropharmacology）、精神药理学（英语：Psychopharmacology））

查 论 编 毒理学 毒药的历史 Toxinology（英语：Toxinology） 領域 水生毒理学（英语：Aquatic toxicology） 生态毒理学（英语：Ecotoxicology） 职业毒理学（英语：Occupational toxicology） 昆虫毒理学（英语：Entomotoxicology） 环境毒理学（英语：Environmental toxicology） 法医毒理学 医疗毒理学（英语：Medical toxicology） 体外毒理学（英语：In vitro toxicology） Toxicogenomics（英语：Toxicogenomics） 概念 可接受每日摄入量 Acute toxicity（英语：Acute toxicity） 生物累積 生物放大作用 Fixed Dose Procedure（英语：Fixed Dose Procedure） 致死量 毒物 Toxic capacity（英语：Toxic capacity） 毒物 毒素 毒性等级（英语：Toxicity Class） 毒液 治療方法 活性炭 解毒剂 导泻（英语：Cathartic） 螯合疗法（英语：Chelation therapy） 胃灌洗（英语：Gastric lavage） 血液透析 血液灌流 全肠灌洗（英语：Whole bowel irrigation） 事件 1858 Bradford sweets poisoning 2007年美国宠物食品污染事件 博帕爾事件 水俁病 第二水俁病 Poisoning of Alexander Litvinenko（英语：Poisoning of Alexander Litvinenko） 塞維索事件 中毒列表（英语：List of poisonings） 相關主題 生物战 致癌物質 食品安全 危险性符号 极度有害物质名单 极度危险物质列表 突變原 職業安全 医学导航：毒理学 毒理学 / 毒素 中毒和毒性 解毒剂

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