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藥理學實驗設計的基本原則
日期：2025-07-27 08:28
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摘要：
藥理學實驗設計的基本原則
一、實驗設計的基本原則
藥理學研究的目的是通過動物實驗來認識**作用的特點和規律，為開發新藥和評價**提供科學依據。由於生物學研究普遍存在的個體差異，要取得**可靠的實驗結論必須進行科學的實驗設計，因此必須遵循以下基本原則。
1、重複：
“重複”包括兩方麵的內容，即良好的重複穩定性（或稱重現性）和足夠的重複數，兩者含意不同又緊密聯係。有了足夠的重複數才會取得較高的重現性，為了得到統計學所要求的重現性，必須選擇相應的適當的重複數。
統計學中的顯著性檢驗規定的P<0.05及P<0.01反映了重現性的高低；“P”表示不能重現的概率。在已達到良好的重現性的條件下，如果P值相同，重複數越多的實驗，其價值越小。它說明實驗誤差波動太大，或是兩藥的均數相差太小。前者提示實驗方法應予改進，後者提示兩藥藥效的差彆冇有臨床意義。可見，靠增加實驗例數來提高重現性是有一定限度的。
1.1 實驗重複數的質量
除了重複數的數量問題外,還應重視重複數的質量問題。要儘量采用精密、準確的實驗方法，以減少實驗誤差。同時應保證每次重複都是在同等情況下進行。即實驗時間、地點、條件，動物品係、批次，藥品廠商、批號，臨床病情的構成比或動物病理模型的輕重分布應當相同。質量不高的重複，不僅浪費人力和物力，有時還會導致錯誤的結論。
1.2 藥理實驗設計中的例數問題
實驗結論的重現性與可靠性同實驗例數有關，實驗質量越高、誤差越小，所需例數越少，但*少也不能少於“基本例數”。
實驗動物的基本例數
（1）小動物（小鼠、大鼠、魚、蛙）：計量資料每組10例，計數資料每組30例。
（2）中動物（兔、豚鼠）：計量資料每組6例，計數資料每組20例。
（3）大動物（犬、貓、猴、羊）：計量計數資料每組5例，計數資料每組10例。
2、隨機：
“隨機”指每個實驗對象在接受處理（用藥、化驗、分組、抽樣等等）時，都有相等的機會，隨機遇而定。隨機可減輕主觀因素的乾擾，減少或避免偏性誤差，是實驗設計中的重要原則之一。
隨機抽樣的方案有以下幾種:
2.1 單純隨機
所有個體（病人或動物）完全按隨機原則（隨機數字表或抽簽）抽樣分配。本法雖然做到**隨機，但在例數不多時，往往難以保證各組中性彆、年齡、病情輕重等的構成比基本一致，在藥理實驗中較少應用。
2.2 均衡隨機
又稱分層隨機。首先將易於控製且對實驗影響較大的因素作為分層指標，人為地使各組在這些指標上達到均衡一致。再按隨機原則將各個體分配到各組。使各組在性彆、年齡、病情輕重等的構成比上基本一致。該法在藥理學實驗中常用，如先將同一批次動物（種屬、年齡相同）按性彆分為2大組，雌雄動物總數應當相同（雌雄各半）。每大組動物再分彆按體重分籠，先從體重輕的籠中逐一抓取動物，按循環分組發分彆放入各組的籠中，待該體重動物分配完畢後，從體重次輕的籠中繼續抓取動物分組，……直至體重*重的籠中動物分配完畢。
二、藥理實驗設計中的劑量問題
1、**劑量的探索：
首先用小鼠作急性毒性實驗, 求出*大耐受量(或LD1)。然後按等效劑量的直接折算法計算出實驗中所用動物的*大耐受量；取其1/3－1/5作為較**的試用量。
2、劑量遞增方案：
對於非致死性毒性反應較明顯的**，可先采用較小的劑量（例如LD1的1/50）作預試，以策**。試用後如未出現藥效，也無任何**反應，可將**劑量遞增。每次增幅由100％遞減至30％左右，直至出現明顯藥效或產生明顯**反應。具體方案見下表：
劑量遞增表：
The Increasing of dosage
實驗次數（Experiment No） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
劑量倍數（Dosage Times） 1 2 3.3 5 7 9 12 16 21 28 38 50
3、不同種屬動物間的劑量換算：
對於文獻中有在其它種屬動物使用劑量的**,可通過劑量換算過渡到實驗需用動物上來。以往常用的標準動物的等效劑量折算係數法，簡便適用，但不宜用於體重不標準的動物。
不同種屬標準體重動物整體（隻）劑量折算倍數K
Times（K）of Dosage Conversion Between Various Standard WeightAnimals
動物種屬 小鼠 大鼠 豚鼠 兔 貓 猴 犬 人
Animal sorts mouse rat cavy rabbit cat monkey dog human
小鼠mouse（20g） 1 7.0 12.25 27.8 29.7 64.0 124 388
大鼠rat（200g） 0.14 1 1.74 3.9 4.2 9.2 17.8 56.0
豚鼠cavy（400g) 0.08 0.57 1 2.25 2.4 5.2 9.2 31.5
兔rabbit（1.5kg） 0.04 0.25 0.44 1 1.08 2.4 4.5 14.2
貓cat（2.0kg） 0.03 0.23 0.41 0.92 1 2.2 4.1 13.0
猴monkey（4.0kg） 0.016 0.11 0.19 0.42 0.45 1 1.9 6.1
犬dog（12kg） 0.008 0.06 0.10 0.22 0.23 0.52 1 3.1
人human（70kg） 0.0025 0.018 0.031 0.07 0.078 0.16 0.32 1
整體動物劑量（Dosage of a wholeanimal）： DB ＝ DA×KB/KA
現介紹一種對任何體重動物都適用的“等效劑量直接折算法”：後麵的表列出了不同動物的公斤體重劑量折算的有關係數和標準體重整體劑量折算倍數，供計算時使用。
不同種屬動物單位體重（kg）劑量折算係數
動物種屬 小鼠 大鼠 豚鼠 兔 貓 猴 犬 人
劑量折算係數K 1 0.71 0.62 0.37 0.30 0.32 0.21 0.11
動物體型係數R 0.059 0.09 0.099 0.093 0.082 0.111 0.104 0.1
標準體重(kg) 0.02 0.2 0.4 1.5 2 4 12 70
標準體重動物： DB ＝ DA×KB/KA
非標準體重動物： DB ＝ DA×RB/RA×（WA/WB）1/3
三、藥理實驗設計中的預試問題
在正式實驗前應充分重視預實驗的重要性，它可大大提高實驗的效率，避免盲目性。通過預試應建立並改進實驗方法、選擇*佳實驗對象、條件及指標。通過預試應對於乾擾實驗的因素有明確的了解。通過預試應儘可能提高實驗的穩定性和靈敏性。
1、實驗的穩定性及其選擇
實驗穩定性通常可用同一樣本重複實驗結果的變異係數CV表示：
CV＝SD / X
實驗變異係數小於0.05表示穩定性好, 大於0.2則表示波動太大, 需改進實驗方法。藥理實驗中可利用CV的測定選擇適當的動物模型。
2、實驗的靈敏性及其選擇
用藥劑量稍有變化，反應強度即出現明顯差異，說明靈敏度較高。靈敏度可用因變係數C.C.表示：
C.C.＝|（R1－R2）/（logD1－log D2）|
式中R1、R2為反應強度，D1、D2為相應的**劑量。
藥理實驗中可利用CV和C.C.的測定選擇*佳的實驗動物、實驗臟器或實驗條件。
3、預試的任務及預試結果的意義
預試中應有計劃地查明與保證正式實驗成功有關的各種重要信息,如:動物品種、臟器類型、實驗條件、實驗方法、**用量、觀察指標等等。用於預試所得數據是在逐步改進的過程中陸續收集的，時間差異較大，一般不宜將預試結果並入正式實驗結果。
通過預備實驗，可擬出實驗記錄的內容，以保證正式實驗能有條理、按順序進行，不致遺漏重要的觀察項目，便於對結果進行統計分析。實驗記錄一般包括以下內容
（1）實驗標本的條件：如動物的種類、來源、體重、性彆、編號等。
（2）實驗**的情況：如**的來源、批號、劑型、濃度、劑量及給藥途徑等。
（3）實驗的環境條件：如實驗日期、時間、溫度、濕度等。
（4）實驗進度、步驟及方法的詳細記錄。
（5）觀察指標的變化情況：包括原始記錄和相關描記圖紙或照片。
（6）資料整理、數據統計分析及其結果。
（7）實驗中存在的問題、改進措施，需要進一步探討的問題。
每次實驗都必須隨時記錄，每一階段結束時，都要對及時進行分析結果、整理數據，並畫出必要的統計圖表，作出結論，寫出報告。
