藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三藥理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三原則：對照control隨機(jī)random重復(fù)replication第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三一．對照（control）1自身對照：是在同一個(gè)體身上觀察給藥前后某種指標(biāo)的變化，此種對照可減少個(gè)體差異，但不能克服隨時(shí)間而變的因素的影響。如肝炎有自愈傾向，給藥后肝功好轉(zhuǎn)不一定是藥物的作用，故自身對照實(shí)驗(yàn)可能會(huì)得出錯(cuò)誤結(jié)論。除非有可靠證據(jù)說明檢測指標(biāo)不隨時(shí)間而變或同時(shí)設(shè)組間對照，否則不宜使用自身對照。第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三一．對照（control）2組間對照：是實(shí)驗(yàn)中設(shè)若干平行組，進(jìn)行各組間比較。這種設(shè)計(jì)符合平行對照的原則，最為常用。組間對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

1．正常對照組（或陰性對照組，或空白對照組）：正常動(dòng)物，給藥物賦型劑。給藥途徑同給受試藥組。

2．模型對照組：如制備肝硬化、高血壓、心肌梗塞等。不用藥物治療，給賦型劑，給藥途徑同給受試藥組。

3．陽性對照組：制造動(dòng)物病理模型，給已知藥物作對照。第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三一．對照（control）陽性對照藥的選則：選已知藥物，如研究目的是報(bào)批新藥，應(yīng)選已批準(zhǔn)上市的藥物作對照；如系理論研究，可選未上市藥物。所選藥物盡量是同類藥，以便比較作用強(qiáng)度，或公認(rèn)的有效藥物，如抗?jié)兯幯芯恳话氵x法莫替丁。如抗癌藥研究一般選環(huán)磷酰胺。設(shè)陽性對照組的目的：考察實(shí)驗(yàn)方法的可靠性、穩(wěn)定性。考察受試藥的作用性質(zhì)、強(qiáng)度，從而發(fā)現(xiàn)受試藥的優(yōu)缺點(diǎn)。陽性對照藥的劑量選則：如要比較陽性藥與受試藥的作用強(qiáng)度，應(yīng)設(shè)多個(gè)劑量組。如受經(jīng)費(fèi)等的限制，也可設(shè)一個(gè)劑量組，但此時(shí)設(shè)陽性對照組的作用只是考察方法的可靠性，不能得出受試物作用強(qiáng)弱的結(jié)論。陽性對照藥的給藥途徑，如能做到，盡量同受試藥組。第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三一．對照（control）要使對照組與實(shí)驗(yàn)組具有可比性，必須符合一致性原則：除處理因素不同外，非處理因素應(yīng)均衡一致（同時(shí)、同地、同條件、同種、同批、同病情）第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三一．對照（control）在用動(dòng)物疾病模型（如高血壓）實(shí)驗(yàn)時(shí)，在動(dòng)物A的基礎(chǔ)上加了處理B高血壓，加上溶媒C，故欲判定藥物D的作用，給藥組的設(shè)計(jì)必須滿足下述設(shè)計(jì)：模型對照組：A+B+C藥物實(shí)驗(yàn)組：A+B+D第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三一．對照（control）為了判定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷某晒εc否，即此指標(biāo)的變化（血壓升高）是否是由于造型的結(jié)果還是自發(fā)性波動(dòng)，必須另設(shè)空白對照組。故更完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)如下：空白對照組：A+C模型對照組：A+B+C藥物實(shí)驗(yàn)組：A+B+D第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三一．對照（control）空白對照并不是不給任何處理的對照，而應(yīng)施以和受試組相同的操作條件，如動(dòng)物的質(zhì)量、飼養(yǎng)條件、藥物溶媒、給藥途徑、給藥次數(shù)、手術(shù)過程。第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三二．隨機(jī)（Random）隨機(jī)包括隨機(jī)分組和隨機(jī)操作。1．隨機(jī)分組：隨機(jī)分組就是按照機(jī)遇原則來進(jìn)行抽樣或分組，其目的是使一切干擾因素分配到各組時(shí)只受純機(jī)遇的抽樣誤差的影響，由于機(jī)遇對每個(gè)組來說是相等的，未知因素可對每個(gè)組產(chǎn)生影響，使每個(gè)組的同一指標(biāo)平行增加或減少，這就避免了實(shí)驗(yàn)者主觀因素或其它偏差性誤差的影響。如觀察藥物對大鼠實(shí)驗(yàn)性胃潰瘍的影響，應(yīng)先造成大鼠胃潰瘍模型，然后將已成型動(dòng)物隨機(jī)分配到各組中，從而避免了造型過程中人為的影響。對于短時(shí)內(nèi)難完成的造型，應(yīng)先確定隨機(jī)順序，按隨機(jī)順序操作，并將動(dòng)物按隨機(jī)順序分配到各組。第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三二．隨機(jī)（Random)隨機(jī)化手段可用隨機(jī)數(shù)字表，這在一般統(tǒng)計(jì)學(xué)書上均可撿索到。也可用電腦統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件生成。近年來提倡均衡下的隨機(jī)（隨機(jī)區(qū)組法），即先將能控制的因素（性別、體重、病情嚴(yán)重程度等）均衡地分檔，然后在每一檔中隨機(jī)取出等量動(dòng)物分配到各組，使哪些較難控制因素（如活潑程度、饑飽程度、疲勞程度）得到隨機(jī)安排。第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三二．隨機(jī)（Random)典型分組舉例：某實(shí)驗(yàn)者有小鼠60只，♀♂各半，體重18-22g,欲分為6組，如何分組？分別將♀♂鼠分開，各一籠，每籠30只。

2．將♀鼠30只按體重分籠，分別為18g,19g,20g,21g,22g,共5籠。每籠有同一體重鼠4-8只。第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三二．隨機(jī)（Random)

3．按電腦統(tǒng)計(jì)軟件，生成隨機(jī)順序如下：第一批：6，3，2，4，1，5

第二批：1，4，5，3，2，6

第三批：4，5，2，3，6，1

第四批：2，4，5，3，1，6

第五批：3，6，1，5，2，4第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三二．隨機(jī)（Random)

4.備好6只鼠籠，分別標(biāo)為A.正常對照組，B.模型對照組，C.陽性對照組，D.某藥低劑量組，E.某藥中劑量組，F(xiàn).某藥高劑量組。

5.從18g籠（如有4只小鼠）開始取小鼠，按第一批隨機(jī)順序，依次放入F組、C組、B組、D組。A組和E組各缺1只鼠，從體重最為接近的19g籠中取出，依次放入A組和E組。第二批和第五批隨機(jī)方法依此類推。重復(fù)上述過程，將30只♂鼠隨機(jī)分入6個(gè)實(shí)驗(yàn)組中。分組結(jié)果，各實(shí)驗(yàn)組小鼠同性別鼠數(shù)量相等，各組平均體重相近，各組在不同體重檔次中的小鼠數(shù)相近。各組鼠的營養(yǎng)狀態(tài)及活潑程度接近。第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三二．隨機(jī)（Random)2．隨機(jī)操作：實(shí)驗(yàn)過程如可能受隨時(shí)間變化而變化的已知和未知因素的影響，則操作過程的順序（不論是組間或是組內(nèi)）也應(yīng)是隨機(jī)的，不應(yīng)按一固定順序進(jìn)行，否則會(huì)出現(xiàn)順序誤差。操作典型錯(cuò)誤舉例：某實(shí)驗(yàn)者進(jìn)行抗心肌梗塞實(shí)驗(yàn)，60只大鼠，分為6組進(jìn)行冠狀動(dòng)脈結(jié)扎，分別分為假手術(shù)對照組（只開胸不結(jié)扎冠狀動(dòng)脈）10只、模型對照組10只，陽性對照組10只，藥物低、中、高劑量組各10只。實(shí)驗(yàn)時(shí)按組別順序依次對第1-6組進(jìn)行手術(shù)。第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三二．隨機(jī)（Random)錯(cuò)誤：該實(shí)驗(yàn)各組手術(shù)依次進(jìn)行，未遵照隨機(jī)操作的原則，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)受隨時(shí)間變化因素的影響，如受麻醉、動(dòng)物體內(nèi)生理狀態(tài)（如血糖水平）的時(shí)晨變化、環(huán)境的經(jīng)時(shí)性變化，如室溫等。這些因素可能導(dǎo)致順序誤差。體外實(shí)驗(yàn)如一次操作時(shí)間短（如在一個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)平板上的操作），對指標(biāo)不發(fā)生影響時(shí)，可以順序操作，此時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，使其穩(wěn)定不變，特別是環(huán)境變化。樣品數(shù)不宜過多，以便縮短操作時(shí)間。體外實(shí)驗(yàn)如在短時(shí)間內(nèi)分批進(jìn)行（如在幾塊細(xì)胞培養(yǎng)平板上的實(shí)驗(yàn)），每批均應(yīng)同時(shí)做對照組，以消除順序誤差。正確的操作順序：共分10批進(jìn)行。第1批手術(shù)動(dòng)物，每組各做一只（平行操作），各組順序隨機(jī)排列。第2-10批如法進(jìn)行。第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三三．重復(fù)藥理實(shí)驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)能穩(wěn)定地重現(xiàn)出來，重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程稱重復(fù)。重復(fù)有二個(gè)含義：一是只做一批實(shí)驗(yàn)，在不同個(gè)體身上重復(fù)，如每一實(shí)驗(yàn)組要做多只動(dòng)物，小鼠和大鼠一般每組要在10只以上，這種重復(fù)適合于絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)。另一種重復(fù)的含義是，每次每組做10只小鼠（體內(nèi)）或4管樣品（體外），反復(fù)重復(fù)3次，這主要是一些特殊實(shí)驗(yàn)的要求，如抗腫瘤藥的研究。第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三三．重復(fù)重復(fù)時(shí)要求每組要有足夠的動(dòng)物數(shù)或標(biāo)本數(shù)，不同實(shí)驗(yàn)要求的樣本數(shù)不同，基本規(guī)律是實(shí)驗(yàn)個(gè)體的指標(biāo)變異愈小，則均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差愈小，所需樣本數(shù)愈小，反之要增大樣本數(shù)。一般說來，計(jì)量資料從每個(gè)個(gè)體中獲得的信息多，所需樣本數(shù)小，計(jì)數(shù)資料對信息浪費(fèi)大，所需樣本多。預(yù)試時(shí)對照組與實(shí)驗(yàn)組有差別，但顯著性檢驗(yàn)時(shí)P>0.05,可能系樣本數(shù)不足所致，正式實(shí)驗(yàn)時(shí)可增大樣本數(shù)，如組間確有差異，樣本數(shù)增大后可達(dá)顯著性水平，如組間確無差別存在，樣本數(shù)增大后對照組與實(shí)驗(yàn)組在預(yù)試時(shí)出現(xiàn)的差別就會(huì)消失。至于增大到多少合適，應(yīng)參考預(yù)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)運(yùn)算，運(yùn)算方法可參考《藥理實(shí)驗(yàn)方法學(xué)》（第2版）第177頁“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的樣本數(shù)問題”一節(jié)。第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三三．重復(fù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)要嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，在各次重復(fù)中使條件盡量前后一致，嚴(yán)防干擾因素對各批實(shí)驗(yàn)的影響。應(yīng)控制的干擾因素包括：（1）動(dòng)物：品系、性別、體重、年齡、飼料、飼養(yǎng)環(huán)境，（2）藥物：批號(hào)、劑量、溶解度、穩(wěn)定性、注射容量、注射速度、酸堿度、溫度、保存條件。（3）儀器：靈敏度、精確度、零點(diǎn)飄移、電壓穩(wěn)定性及操作熟練程度。（4）環(huán)境：室溫、氣壓、濕度、季節(jié)，甚至實(shí)驗(yàn)的上午或下午、動(dòng)物的群養(yǎng)和獨(dú)養(yǎng)也影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三四劑量確定受試藥組：制造動(dòng)物病理模型，給未知藥物。劑量組：至少設(shè)2個(gè)劑量組，一般在三個(gè)劑量組以上。劑量的選則：劑量的最終確定，應(yīng)以預(yù)試結(jié)果為據(jù)。在進(jìn)行預(yù)試時(shí)，可參考下列方法：（1）根據(jù)文獻(xiàn)資料，參考結(jié)構(gòu)類似藥物的有效劑量。（2）根據(jù)文獻(xiàn)資料，參考本藥在其它實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭械挠行┝?。?）參考LD50，主要藥效試驗(yàn)時(shí)一般應(yīng)<1/3~1/5LD50,如有效劑量接近LD50，所測實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用價(jià)值不大。（4）參考藥動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，從有效濃度推算有效劑量。第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三（5）參考人用量推算：

早在十九世紀(jì)末年，生理學(xué)家Voit氏等發(fā)現(xiàn)雖然不同種類的動(dòng)物每kg體重單位時(shí)間內(nèi)的散熱量相差懸殊，但都如折算成每m2體表面積的散熱量，則基本一致。例如馬、豬、狗、大鼠和人的每m2體表面積每24小時(shí)的散熱量都在1000kCal左右。藥理學(xué)家研究藥物在體內(nèi)的作用時(shí)則習(xí)慣于以mg/kg或g/kg等方式來計(jì)算藥物的劑量。這種辦法行之于同種動(dòng)物的不同個(gè)體時(shí)，問題似乎不大；但用于不同種類動(dòng)物時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重偏小或偏大，以致無法完成實(shí)驗(yàn)。1958年P(guān)inkle氏報(bào)告6-MP等抗腫瘤藥物在小鼠、大鼠、狗和人身上的治療劑量，按mg/kg計(jì)算時(shí)差距甚大，但如改為按mg/m2體表面積計(jì)算，就都非常接近（見表2-5），此后，按體表面積計(jì)算劑量的概念逐漸為藥理學(xué)家接受，被認(rèn)為尤其適用于不同動(dòng)物之間劑量的換算。第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三動(dòng)物的體表面積的一般計(jì)算法：從體重推算體表面積，一般認(rèn)為Meeh-Rubner公式較為合適：

A=k(W2/3)/10,000式中A為體表面積，以m2計(jì)算；W為體重，以g計(jì)算；K為常數(shù)，隨動(dòng)物種類而不同，小鼠和大鼠9.1,豚鼠9.8,兔10.1，貓9.9,狗11.2,猴11.8,人10.6。應(yīng)當(dāng)指出，這樣計(jì)算出來的體表面積仍是粗略估計(jì)，不一定完全符合實(shí)測數(shù)據(jù)。第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三例：試算一體重為1.5kg的家兔的體表面積：解：A=10.1(15002/3)/10,000

logA=log10.1+2/3log1500－log10000=－0.8783A=0.1324m2

第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三人或動(dòng)物之間藥物劑量的換算：為使用方便，可按“mg/kg折算mg/m2的轉(zhuǎn)換因子”進(jìn)行換算：第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三由上表可見，按mg/kg劑量折算成等效劑量，人為小鼠的1/12，大鼠的1/6，家兔、猴的1/3，狗的1/2。第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三

高低劑量的確定：如已知某藥的劑量范圍，進(jìn)行藥效對比時(shí)，一般選中效劑量；進(jìn)行拮抗實(shí)驗(yàn)或解毒實(shí)驗(yàn)時(shí)，劑量應(yīng)偏高；進(jìn)行多藥協(xié)同實(shí)驗(yàn)時(shí)，劑量應(yīng)偏低。第二十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三量效曲線測定時(shí)的多劑量確定：一般方法，確定最適劑量時(shí)應(yīng)從小劑量開始（產(chǎn)生20%左右的療效），在離體器官上按3倍或10倍遞增，在整體動(dòng)物上按2倍或3.16倍（√10=3.16）。不同藥物有不同的量效曲線斜率，故遞增比例不同，一般應(yīng)按等比級(jí)數(shù)遞增。在預(yù)試中確定了最小有效量A、最大有效量B、欲分組數(shù)N的情