半数效量(ED50)是实验物质引起实验动物总体中半数产生某种反应所需的剂量，通常以mg/kg表示。若剂量用浓度(mg/m3或mg/L)或时间作标志，则称半数有效浓度(EC50)或半数有效时间(ET50);若反应用死亡、耐受或抑制作标志，则称半数致死量(LD50)、半数耐受量(TLM)或半数抑制量(ID50)。其中半数致死量最为常用。半数致死量在药理学及毒理学研究中应用甚广，根据剂量反应曲线的特点等，计算方法有概率单位法、面积法、点斜法、累计法、移动平均法和序贯法等。
动物实验中，因受生物个体变异影响，即使实验条件相同，每只动物给予同一药物，其死亡剂量也不尽相同，有少数动物耐受性特弱或特强，而大多数动物的耐受性比较接近。按其致死剂量绘制动物死亡频数分布图(耐受分布图)呈正偏态，高峰在左，右侧伸延较远(图1)。如将致死剂量作对数变换，即接近正态分布(图2)。
图1 剂量与动物死亡数的关系
图2 剂量对数与动物死亡数的关系
如按不同剂量分组，观察实验动物的死亡率，可见死亡率随剂量增加而递升，绘出的曲线称为剂量反应曲线，呈长尾S形(图3)。如将剂量作对数变换后，则剂量反应曲线呈对称的S形(图4)。此曲线两端伸延较缓，说明低剂量与高剂量的改变引起动物反应率变化很小。而曲线中段，斜度较大，特别在死亡率50%处剂量稍有改变，即引起反应率明显变化，说明LD50甚为敏感。如将反应率作概率单位变换，即以概率单位尺度表示，将对称的S形曲线直线化，则更便于统计处理(图5)。图6表示同样实验物质在相同实验条件下进行四次实验的一簇剂量反应线。在死亡率为50%处，其致死量非常一致，但在较低死亡率与较高死亡率的致死量，则四条反应线差别明显，说明LD50甚为稳定。由于LD50不但灵敏而且稳定，故常用作反映实验物质毒性大小的指标。
实验设计要求
(1)染毒剂量的确定。参考有关资料或作预备试验，找出动物全部不死亡和全部死亡的剂量范围，并加以分
图3 剂量反应曲线
图4 剂量对数反应曲线
图5 剂量对数反应曲线的直线化
图6 四次实验的剂量对数反应线示意
组(一般5～8组)。要求50%死亡率的上下各有一半组数。剂量分组一般取等比级数，而等差级数较少用。等比级数分组的比值可按下式计算：
求得比值后，从最低剂量组开始乘以比值，即得相邻的高组剂量，余类推。
(2) 实验动物的选择与分组。根据实验的性质合理选择动物的种属。在同一实验中，动物的性别、年龄、体重应尽可能一致。若雌雄混合编组时，每组雌雄各半。动物分组应严格遵守随机化的原则。以昆虫作实验时，因考虑昆虫易产生自然死亡，如对照组死亡率在10%以下，可按式(2)对实验组死亡率进行校正后再计算LD50。
用途 半数效量除用于描述某药物的效应强弱、毒力大小外，还可用于药物间的相互比较，以及毒物的蓄积作用和联合作用分析等。
(1)相对效力比与相对毒力比： 相对效力比是两药物ED50之比，相对毒力比则是两毒物LD50之比。算式如下：
当比值大于1，说明A药效力(毒力)小于B药; 相反，当比值小于1，说明A药的效力(毒力)大于B药。
(2)治疗指数(TI)：系LD50与ED50之比，即
TI大，表示药物毒力低，疗效高，实用价值大。
(3)毒物蓄积系数(K)：系分n次染毒的LD50(n)总量与一次染毒(急性毒性实验)的LD50(1)的比值，即
常以K值大小表示蓄积的程度：
K值 | 蓄积程度 |
<1 | 高度 |
(4)毒物联合作用： 通过急性实验，测定单项毒物和混合毒物的LD50，可以判断联合作用的特征：协同作用、拮抗作用或相加作用 (见“联合作用分析”)。方法有二：比值法与等效应图解法。
比值法是先根据单项毒物的LD50，按式(7)计算混合毒物的“预期LD50”;再按式(8)计算它与“实测LD50”的比值R。
式中π1、π2、…、πn分别为混合毒物中n个单项毒物各占的比重，π1+π2+…+πn＝1。LD50(1)、LD50(2)、…、LD50(n)分别为n个单项毒物的LD50。
常以R<0.4为拮抗作用，0.4≤R<2.5为相加作用，R≥2.5为协同作用。
等效应图解法是先分别测出A、B两种毒物的LD50及其95%可信区间的上、下限，并分别标在Y轴与X轴上。再分别将A、B毒物的上限、LD50及下限的相应坐标点联成三条直线，构成等效应区(如图7);将A与B毒物按各自的LD50水平之比混合后，测定混合毒物的LD50;再将此LD50按原混合比例分成两部分，分别以A与B毒物的剂量表示。按此剂量点在图中的位置，判断A与B毒物联合作用的特征：如剂量点在等效应区之内，则表示A与B为相加作用，在该区下方表示协同作用，在该区上方表示拮抗作用。
例 A毒物的LD50为200mg/kg，其95%可信区间为150～267mg/kg;B毒物的LD50为800mg/kg，其95%可信区间为650～985mg/kg; A与B LD50之比为1：4，又测得按此比例的混合毒物的LD50为500mg/kg。试分析A、B的联合作用。
依题意绘出图7等效应区。将混合物的LD50 500按1：4分开，得A为100，B为400。分别过100及400处作直线平行于X轴及Y轴，两直线相交于C。今C点落在等效应区内，故A与B两毒物的联合作用为相加作用。
图7 毒物联合作用的等效应区
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