110 高普考高考三級 藥事 藥理學與藥物化學 考古題詳解
第 一 題4 分
請畫出劑量-反應曲線圖,並說明何謂 potency 和 efficacy?
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核心觀念
本題考藥物劑量-反應關係,以及藥物的效價(potency)和效能(efficacy)。曲線通常以對數劑量為橫軸、反應大小為縱軸,呈 S 形。
- Potency(效價):藥物產生特定反應所需的劑量。常以達最大效應 50% 所需的濃度或劑量表示,即 。 越小,代表藥物效價越高;曲線也越靠左。
- Efficacy(效能):藥物所能產生的最大反應,以 表示。 越大,代表效能越高;曲線的最高平台越高。效能反映藥物活化受體並產生反應的能力。
解題方法與曲線圖
畫圖時,先標出橫軸「劑量或濃度的對數」及縱軸「反應」,再以兩條 S 形曲線表示藥物 A、B。藥物 A 的曲線較靠左,表示達到相同反應所需劑量較低,因此 potency 較高;藥物 B 的最高平台較高,表示其最大反應較大,因此 efficacy 較高。
第 二 題4 分
請說明 nicotinic acetylcholine receptor 和 -adrenergic receptor 分別屬於那種接受器?
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核心觀念
本題考查兩種受體依訊息傳遞機制的分類:
- Nicotinic acetylcholine receptor(尼古丁型乙醯膽鹼受體,nAChR):配體門控離子通道受體。
- β-adrenergic receptor(β 腎上腺素受體):G 蛋白偶聯受體(GPCR)。
解題方法
先看受體與配體結合後如何把訊號傳入細胞:
- nAChR 是由多個次單元組成的膜蛋白。乙醯膽鹼結合後,受體直接開啟離子通道,使陽離子通過,因此屬於配體門控離子通道型受體。
- β-adrenergic receptor 與腎上腺素或正腎上腺素結合後,活化細胞內的 G 蛋白,再調控效應器與第二訊息傳遞,因此屬於G 蛋白偶聯受體。β 受體主要偶聯 ,促進腺苷酸環化酶活性,使細胞內 cAMP 增加。
受體比較
第 三 題12 分
一位高血壓病患因血壓升高身體不適被送至急診室,醫師給予降血壓藥品後,卻引發該病患的氣喘發作。
(一)請問急診室醫師最可能給病人何種降血壓藥品?請詳細說明。
(二)此時應給予何種藥品來解除氣喘的發作?請詳細說明。
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核心觀念
本題考的是非選擇性 β 受體阻斷劑可能誘發支氣管痙攣,以及 β 阻斷造成氣喘發作時的支氣管擴張治療。
β₂ 受體受到刺激時,會使支氣管平滑肌鬆弛;阻斷 β₂ 受體則可能使支氣管收縮。氣喘患者使用非選擇性 β 阻斷劑時,除了可能誘發喘鳴,也會削弱 β₂ 致效劑的支氣管擴張效果。
解題方法
從題幹的因果關係切入:降血壓藥給藥後立即引發氣喘,應優先聯想到會阻斷支氣管 β₂ 受體的藥物。急診常用於降血壓的靜脈藥物中,**labetalol(拉貝洛爾)**兼具 α₁ 與非選擇性 β 受體阻斷作用,能降血壓,也可能因 β₂ 阻斷而誘發支氣管痙攣。
解除氣喘發作則使用短效 β₂ 致效劑,例如吸入型 salbutamol(沙丁胺醇),促使支氣管平滑肌鬆弛。由於致病藥物同時阻斷 β 受體,β₂ 致效劑的效果可能受影響;急性處置也可合併吸入型抗膽鹼藥 ipratropium,並依發作嚴重程度給予全身性類固醇。
(一)最可能引發氣喘的降血壓藥品
Labetalol(拉貝洛爾)。
Labetalol 是同時具有 α₁ 受體阻斷及非選擇性 β₁、β₂ 受體阻斷作用的藥物。α₁ 阻斷可使周邊血管擴張、降低血管阻力;β₁ 阻斷則降低心跳與心肌收縮力,兩者共同促成降血壓效果。
第 四 題10 分
有位登山的山友,因不慎遭虎頭蜂螫咬產生休克,被送至急診室,此時醫師緊急給予病人 diphenhydramine、loratadine、epinephrine 和 methylprednisolone。請分別說明這四個藥品的作用機轉。
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核心觀念
本題考的是過敏性休克(anaphylactic shock)急救時,各藥物如何作用於不同環節。虎頭蜂螫咬可引發肥大細胞與嗜鹼性白血球釋放組織胺及其他發炎介質,造成血管擴張、微血管通透性增加、支氣管收縮與黏膜水腫。四種藥物分別透過腎上腺素受體、組織胺受體及糖皮質激素受體發揮作用;其中 epinephrine 是處理過敏性休克的首要急救藥物,抗組織胺與類固醇則為輔助治療。
解題方法
依藥物的受體或作用位置分類,逐一說明其分子作用,再連結到過敏性休克的病理變化:
- Epinephrine:直接活化 α、β 腎上腺素受體,迅速改善低血壓、支氣管收縮與黏膜水腫。
- Diphenhydramine、loratadine:都是 H₁ 受體拮抗劑(反向致效劑),抑制組織胺介導的症狀;兩者主要差別在是否容易進入中樞神經系統。
- Methylprednisolone:經細胞內糖皮質激素受體調節基因轉錄,降低發炎反應;作用較慢,不能取代 epinephrine 的急救角色。
各藥品作用機轉
1. Diphenhydramine
Diphenhydramine 是第一代 H₁ 受體拮抗劑,能進入中樞神經系統,且有明顯鎮靜作用。它主要透過反向致效作用穩定 H₁ 受體的非活化狀態,降低組織胺對 H₁ 受體的作用,減輕搔癢、蕁麻疹、皮膚潮紅及部分血管通透性增加等症狀。
它也具有抗膽鹼作用,因此可能造成口乾、視力模糊、便祕或尿滯留。此藥不能迅速逆轉過敏性休克的循環衰竭或嚴重呼吸道阻塞。
2. Loratadine
Loratadine 是第二代 H₁ 受體拮抗劑,同樣透過反向致效作用抑制 H₁ 受體訊號,減輕搔癢、蕁麻疹及鼻部過敏症狀。它較不易進入中樞神經系統,因此通常較少引起嗜睡;相較於第一代抗組織胺,其抗膽鹼副作用也較少。
Loratadine 與 diphenhydramine 的主要受體標的是相同的 H₁ 受體,差別主要在中樞穿透性與副作用特徵。
第 五 題20 分
請說明下列藥品的用途和作用機轉:
(一)Ivermectin
(二)N-acetylcysteine
(三)Niacin
(四)Dextromethorphan
(五)Methadone
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核心觀念
本題考查五種藥物的主要臨床用途與藥理作用機轉,重點是能將藥物分類、作用標的和代表性適應症連結起來。作答時宜先辨認藥物類別,再說明其作用位置或受體,最後列出常見用途。
解題方法
依序以「藥物類別 → 作用機轉 → 臨床用途」作答。機轉須指出關鍵受體、酵素或生理作用;用途則列出最具代表性的治療情境,並區分治療用途與解毒用途。
(一)Ivermectin
藥物類別: 大環內酯類抗寄生蟲藥。
作用機轉: 主要作用於無脊椎動物神經與肌肉細胞上的麩胺酸門控氯離子通道,增加氯離子通透性,使細胞膜超極化,造成寄生蟲麻痺與死亡。對哺乳類的同類通道選擇性較低;在治療劑量下,血腦障壁也限制藥物進入中樞神經系統。
用途: 用於治療線蟲感染,例如糞小桿線蟲感染,以及蟠尾絲蟲症;也可用於疥瘡及頭蝨等外寄生蟲感染。
(二)N-acetylcysteine(NAC)
藥物類別: 穀胱甘肽前驅物,也具有黏液溶解作用。
作用機轉:
- 乙醯胺酚中毒解毒: 提供半胱胺酸以補充肝臟穀胱甘肽,促進具毒性的乙醯胺酚代謝物 NAPQI 解毒,降低肝細胞損傷。
- 黏液溶解: 其巰基可還原黏液中黏蛋白的雙硫鍵,使痰液黏稠度下降、較容易排出。
用途: 主要用於乙醯胺酚過量的解毒;亦可作為黏液溶解劑,用於痰液黏稠、排痰困難的情況。
(三)Niacin
藥物類別: 菸鹼酸,屬維生素 B₃。
作用機轉: 在降血脂劑量下,抑制脂肪組織的脂解作用,減少游離脂肪酸進入肝臟,進而降低肝臟三酸甘油酯合成及極低密度脂蛋白(VLDL)分泌,使低密度脂蛋白(LDL)下降;亦可降低高密度脂蛋白(HDL)的清除,使 HDL 上升。
用途: 用於治療血脂異常,可降低三酸甘油酯、VLDL 與 LDL,並提高 HDL。藥理劑量常引起皮膚潮紅,與前列腺素介導的血管擴張有關;此副作用不等同於治療效果。
第 六 題12 分
Irreversible kinase inhibitor 是很重要治療抗藥性癌症的策略,請寫下結構的藥品名及作用機制。每小題 4 分,共 12 分。
(一)🖼️【此處有附圖,請對照原卷】
(二)🖼️【此處有附圖,請對照原卷】
(三)🖼️【此處有附圖,請對照原卷】
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核心觀念
本題考辨認含有 α,β-不飽和醯胺(acrylamide) 的不可逆激酶抑制劑,並說明其共價抑制機制。這類藥物先以非共價作用進入激酶的 ATP 結合區,再由丙烯醯胺基團與活性位附近的半胱胺酸殘基形成不可逆共價鍵,持續抑制激酶活性。
解題方法與結構判讀
先找出結構中的丙烯醯胺基團,再辨認它連接的激酶抑制劑骨架:
- 含氯、氟取代苯胺及喹唑啉骨架,判為 Afatinib。
- 含吲哚、嘧啶及丙烯醯胺基團,判為 Osimertinib。
- 含苯氧基苯基、吡唑并嘧啶及哌啶丙烯醯胺,判為 Ibrutinib。
各小題作答
(一)Afatinib(阿法替尼) 不可逆抑制 ErbB 家族受體酪胺酸激酶,包括 EGFR(HER1)、HER2 及 HER4。藥物占據 ATP 結合區,丙烯醯胺基與 EGFR 的 Cys797 等半胱胺酸殘基形成共價鍵,抑制受體磷酸化及後續訊息傳遞。
(二)Osimertinib(奧希替尼) 第三代 EGFR 酪胺酸激酶抑制劑,可抑制 EGFR 致敏突變及 T790M 抗藥突變。
第 七 題12 分
請畫出下列藥品造成肝毒性(hepatotoxicity)的代謝物。每小題 4 分,共 12 分。
(一)Diclofenac
🖼️【此處有附圖,請對照原卷】
(二)Acetaminophen
🖼️【此處有附圖,請對照原卷】
(三)Troglitazone
🖼️【此處有附圖,請對照原卷】
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核心觀念
本題考的是藥物經肝臟代謝後,形成具親電性的反應性代謝物,進而與肝細胞中的穀胱甘肽(GSH)或蛋白質共價結合,造成肝細胞損傷。作答時要抓住每個藥物的代謝活化特徵:Diclofenac 形成醌亞胺,Acetaminophen 形成 NAPQI,Troglitazone 的色原烷環氧化可形成醌類反應性代謝物。
解題方法
先辨認母藥上的易氧化部位,再判斷氧化後的官能基變化:
- 酚羥基氧化:常形成醌或醌亞胺。
- 芳香環羥化後再氧化:可形成醌亞胺。
- 鄰酚甲基氧化:可形成醌甲基。
畫結構時要保留母藥骨架,只改變被代謝活化的部位;並標出反應性官能基,以免只畫出羥化產物而漏掉真正的毒性中間體。
各小題解析
(一)Diclofenac
Diclofenac 可經 CYP 酵素氧化形成反應性醌亞胺(quinone imine)。常列出的兩條途徑為:
- 5-hydroxydiclofenac 再氧化,形成位於苯乙酸側芳環的 2,5-醌亞胺。
- 4′-hydroxydiclofenac 再氧化,形成位於二氯苯胺芳環的 1′,4′-醌亞胺。
作圖時,應把氧化所在的芳環畫成醌亞胺型態:芳環上出現醌式羰基,並以亞胺氮形成共軛結構。這些親電性代謝物可與 GSH 或肝蛋白質反應。
(二)Acetaminophen
Acetaminophen 經 CYP 氧化,主要形成 NAPQI,全名為 N-acetyl-p-benzoquinone imine,中文可稱 N-乙醯對苯醌亞胺。
第 八 題6 分
請畫出下列藥品之主要代謝物。每小題 2 分,共 6 分。
(一)Selegiline
🖼️【此處有附圖,請對照原卷】
(二)Piroxicam
🖼️【此處有附圖,請對照原卷】
(三)Omeprazole
🖼️【此處有附圖,請對照原卷】
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核心觀念
本題考藥物的主要代謝反應及代謝物結構判讀,重點是辨認第一相代謝中的 N-去烷基化、羥基化、硫氧化,並將變化標在正確的官能基或環上。
解題方法與結構變化
(一)Selegiline
Selegiline 的氮原子同時連有甲基與炔丙基,可經 N-去甲基化或 N-去炔丙基化代謝。主要代謝物包括:
- N-desmethylselegiline:移除氮上的甲基,保留炔丙基。可寫為
- Methamphetamine:移除氮上的炔丙基,保留氮甲基。可寫為
- Amphetamine:再移除氮上的甲基,形成一級胺。可寫為
作答畫結構時,保留原有的苯環與含甲基的側鏈,依序標出氮上取代基的移除。
(二)Piroxicam
主要代謝物為 5′-hydroxypiroxicam(5′-羥基吡羅昔康)。在原藥的吡啶環 5′位增加一個羥基;其餘骨架與官能基維持不變。此產物後續還可形成葡萄醣醛酸結合物。
(三)Omeprazole
第 九 題8 分
下列藥物結構中,請說明其作用機轉和臨床應用。每小題 4 分,共 8 分。
(一)🖼️【此處有附圖,請對照原卷】
(二)🖼️【此處有附圖,請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
【核心觀念】
本題考藥物結構辨認,以及由藥物的主要受體作用連結臨床用途。圖中兩個藥物分別為 valsartan 與 aripiprazole。
【解題方法】
第一個結構的聯苯四唑基與胺基酸樣側鏈,是辨認 valsartan 的線索;第二個結構的二氯苯基、哌嗪環、丁氧基側鏈與喹啉酮骨架,則可辨認為 aripiprazole。確認藥名後,依主要藥理作用說明機轉與臨床用途。
【(一)Valsartan】
- **作用機轉:**選擇性阻斷血管張力素 II 第一型受體(AT₁),減少血管收縮與醛固酮分泌,降低血壓及鈉、水滯留。此藥不抑制 ACE,也不抑制 bradykinin 的分解。
- **臨床應用:**治療高血壓與心臟衰竭,也可用於心肌梗塞後左心室功能不全。
【(二)Aripiprazole】
第 十 題12 分
Glucocorticoids(醣類皮質激素)hydrocortisone,透過修飾其結構可造成 “increase anti-inflammatory/glucocorticoid activity” 或 “decrease mineralocorticoid activity” 或 “increase both glucocorticoid and mineralocorticoid activities”,請寫出 3 個藥品名並畫出其結構。
🖼️【此處有附圖,請對照原卷:Hydrocortisone 結構】
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核心觀念
本題考 corticosteroid 的構效關係(structure–activity relationship, SAR):以題圖 hydrocortisone 為母核,修飾特定碳位,可改變 glucocorticoid(GC,抗發炎)與 mineralocorticoid(MC,保鈉)活性。
- C1–C2 增加雙鍵:GC 活性上升,MC 活性下降。
- C9α 引入氟原子:GC 與 MC 活性都上升。
- C16α 引入甲基:MC 活性下降;與 C1–C2 雙鍵、C9α 氟取代併用時,GC 活性強而 MC 活性很低。
解題方法
以題圖 hydrocortisone 為共同母核,保留類固醇四環骨架、原有羰基、羥基及側鏈,再依指定碳位增加雙鍵或取代基。下表所列結構修飾可直接標在題圖母核上重畫。
三個藥品與結構
| 藥品 | 相對 hydrocortisone 的結構修飾 | 活性變化 |
|---|---|---|
| Prednisolone(潑尼松龍) | C1–C2 增加雙鍵。 |