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药理学实验设计的基本原则

2022-06-02  点击:[]

药理学研究的目的是通过动物实验来认识药物作用的特点和规律,为开发新药和评价药物提供科学依据。由于生物学研究普遍存在的个体差异,要取得精确可靠的实验结论必须进行科学的实验设计,因此必须遵循以下基本原则。

1 重复

“重复”包括两方面的内容,即良好的重复稳定性(或称重现性)和足够的重复数,两者含意不同又紧密联系。有了足够的重复数才会取得较高的重现性,为了得到统计学所要求的重现性,必须选择相应的适当的重复数。

统计学中的显著性检验规定的P<0 .05及p<0.01反映了重现性的高低;“p”表示不能重现的概率。在已达到良好的重现性的条件下,如果p值相同,重复数越多的实验,其价值越小。它说明实验误差波动太大,或是两药的均数相差太小。前者提示实验方法应予改进,后者提示两药药效的差别没有临床意义。可见,靠增加实验例数来提高重现性是有一定限度的。

1.1 实验重复数的质量

除了重复数的数量问题外,还应重视重复数的质量问题。要尽量采用精密、准确的实验方法,以减少实验误差。同时应保证每次重复都是在同等情况下进行。即实验时间、地点、条件,动物品系、批次,药品厂商、批号,临床病情的构成比或动物病理模型的轻重分布应当相同。质量不高的重复,不仅浪费人力和物力,有时还会导致错误的结论。

1.2 药理实验设计中的例数问题

实验结论的重现性与可靠性同实验例数有关,实验质量越高、误差越小,所需例数越少,但最少也不能少于“基本例数”。

实验动物的基本例数

(1)小动物(小鼠、大鼠、鱼、蛙): 计量资料每组10例,计数资料每组30例。

(2)中动物(兔、豚鼠): 计量资料每组6例,计数资料每组20例。

(3)大动物(犬、猫、猴、羊): 计量计数资料每组5例,计数资料每组10例。

2 随机

“随机”指每个实验对象在接受处理(用药、化验、分组、抽样等等)时,都有相等的机会,随机遇而定。随机可减轻主观因素的干扰,减少或避免偏性误差,是实验设计中的重要原则之一。

随机抽样的方案有以下几种:

2.1 单纯随机

所有个体(病人或动物)完全按随机原则(随机数字表或抽签)抽样分配。本法虽然做到绝对随机,但在例数不多时,往往难以保证各组中性别、年龄、病情轻重等的构成比基本一致,在药理实验中较少应用。

2.2 均衡随机

又称分层随机。首先将易于控制且对实验影响较大的因素作为分层指标,人为地使各组在这些指标上达到均衡一致。再按随机原则将各个体分配到各组。使各组在性别、年龄、病情轻重等的构成比上基本一致。该法在药理学实验中常用,如先将同一批次动物(种属、年龄相同)按性别分为2大组,雌雄动物总数应当相同(雌雄各半)。每大组动物再分别按体重分笼,先从体重轻的笼中逐一抓取动物,按循环分组发分别放入各组的笼中,待该体重动物分配完毕后,从体重次轻的笼中继续抓取动物分组,…… 直至体重最重的笼中动物分配完毕。

2.3 均衡顺序随机

该法主要用于临床或动物病理模型的抽样分组。即对病情、性别、年龄等重要因素进行均衡处理,其他次要因素则仅作记录,不作分组依据。先根据主要因素画一个分层表,然后根据病人就诊顺序依次按均衡的层次交替进行分组。例如准备将病情及性别加以均衡的临床试验分组情况见下表(病人总数22人),最后分组结果达到在病情及性别基本均衡。

均衡顺序随机分组表

Balance ordering random grouping

均衡层次 开始组别 按就诊顺序分层交替分为A,B组 共计Total

Balance degree Group No.1 Grouped alternately as clinical ordering to A and B A B

病重 男(M) A 1A,2B,3A,4B,5A,6B,11A,13B 4 4

Bad 女(F) B 7B,15A,16B,17A,18B 2 3

病轻 男(M) B 8B,9A,10B,19A,20B,22A 3 3

Mild 女(F) A 12A,14B,21A 2 1

3 对照

“对照”是比较的基础,没有对照就没有比较,没有鉴别。对照组的类型很多,将在后面加以介绍。对照应符合“齐同可比”的原则,除了要研究的因素(如用药)外,对照组的其他一切条件应与给药组完全相同,才具有可比性。

3.1 分组的类型

3.1.1 阴性对照组 即不含研究中处理因素(用药)的对照,应产生阴性结果。

(1)空白对照 不给任何处理的对照,多用于给药前后对比,两组对比时较为少用。

(2)假处理对照 经过除用药外的其它一切相同处理(麻醉、注射、手术等),所用注射液体在pH、渗透压、溶媒等均与用药组相同,可比性好,两组对比时常用。

(3)安慰剂对照 用于临床研究,采用外形、气味相同,但不含主药(改用乳糖或淀粉)的制剂作对照组药物,以排除病人的心理因素的影响。

3.1.2 阳性对照组 采用已肯定疗效的药物作为对照,应产生阳性结果。如果没有阳性结果出现,说明实验方法有待改进。

(1)标准品对照 采用标准药物或典型药物作为对照,以提供对比标准,便于评定药物效价。

(2)弱阳性对照 采用疗效不够理想的传统疗法或老药作为对照,可代替安慰剂使用。

3.1.3 实验用药组

(1)不同剂量 可阐明量-效关系,证明疗效确由药物引起;还可避免因剂量选择不当而错误淘汰有价值的新药。一般采用3~5个剂量组,离体平滑肌实验组间剂量比为10,整体脏器活动为3.16或2, 整体效应为1.78或1.41。

(2)不同制剂 将提取的各种有效组分、不同提取部分或不同方式提取的产物,同时进行药效对比,以了解哪种最为有效。

(3)不同组合 用于分析药物间的相互作用,多采用正交设计法安排组合方式。

3.2 对比的性质

3.2.1 自身对比 又称同体对比、前后对比,为同一个体用药前后、或身体左右侧用药的对比。可大幅度较少个体差异,但要注意前后两次机体状况是否有自然变异。

3.2.2 配对对比 采用同种、同窝、同性别、同体重的动物,一一配对。可减实验误差,提高实验效率,但要注意不可滥用。

3.2.3 组间对比 药理实验中应用最广的对比。注意非用药因素要尽可能一致,以减少误差。

下面几种对比是对比的特殊情况。

3.2.4 交叉对比 同一个体前后两次分别接受甲乙两药治疗。一组动物先用甲药,后用乙药,另一组动物先用乙药,后用甲药。两次用药期间可根据实验性质休息一定时间,以避免前药对后药的影响。动物实验或临床研究中均可应用,主要适用于病程较长的疾病或病理模型。

3.2.5 历史对比 利用个人既往经验、过去的病历记录或历史文献资料作为对比。可比性差,除癌症、狂犬病等难治疾病外,最好不用。

3.2.6 双盲对比 主要用于临床研究,可减少医师和病人两方面的心理因素影响。实验中病人和观察病情的医师都不知道谁是用药组,谁是对照组。只有主持研究者保留名单,以决定具体治疗措施和分析实验结果。为新药临床研究中必不可少的方法之一。

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