课件：药理实验给药量以及实验数据统计.ppt

第二章 中药药理研究的基本知识,第一节 中药药理实验设计的基本原则,1. 重复 ： 目的：验证在类似的条件是否可获得结果的重现性以及结果的变异情况 。 要点： A.确定适当的样本数。 B.各组动物数目尽量相同。 按动物类型确定样本数： （1）小动物：计量10例;计数30例 （2）中等动物：计量 8 ;计数 20例 （3）大动物5-10例,2. 随机： 目的： （1）避免非研究因素影响。 （2） 除研究因素外，提高各比较组的其他因素的均衡性、可比性。 （3）满足统计学假设检验的要求。,抽签随机法： 例：30只小鼠，要求随机分为3组： 可先将30只小鼠按1至30编号，做1-30号签，充分混合号签后，随机各取10枚为一组。,随机数字表法：,B组: 顺序号: 2， 3， 5， 7， 10， 11， 随机号: 08， 18， 27， 38， 90， 16 余数: 2, 0, 0, 2, 0, 1 调整后各组的编号 : A 组：1， 9，12，13， 15 B 组：2， 5，7， 10， 11 C 组: 3，4， 6， 8， 14,3. 对照,（1） 正常对照组（空白对照、阴性对照） （2）模型对照组 （3）阳性对照组 意义：检验实验体系是否可靠 粗略估计受试药与对照药相比，作用强度与特点上有哪些差异。,（4）假手术对照组 有时可以替代正常对照 （5）自身对照 观察同一个体给药前、后的区别 .,第二节 实验动物选择,1、符合医学实验动物标准 一级：普通动物（亦称常规动物或无疾病的动物）； 二级：清洁动物（饲养在温度恒定，普通设施中的动物，饲料、垫料，用具均经过高压消毒）； 三级：无特殊病原体动物（specific-pathogen free , 简称SPF动物）； 四级：无菌动物（机体内外均无任何寄生虫的动物，一般是临产前按无菌手术 剖腹取出胎仔，在无菌条件下用无菌饲料繁养获得的动物）。,2、根据实验目的选择敏感种系 心血管系统: 大鼠猫、犬、小型猪等。 体温：兔 呕吐实验：鸽、猫或狗等。 免疫：纯种小鼠 原则:选择对药物的反应与人体相近的种系。,3、性别 ：根据要求选择 用一种性别比两种性别兼用所得结果离散度较小。 4、年龄体重 ： 每批动物的体重，年龄越接近越好 通常：小鼠:18-22g，大鼠:20025g， 豚鼠:250-300g，兔、猫:1.5-2Kg, 犬:10-15kg。 大鼠、小鼠:6-8周龄,4、数量 ： 计量研究：小鼠每组10只 大鼠每组8只 豚鼠或兔每组6只 猪或狗5只 计数研究：小鼠每组30只 大鼠每组20只,5.习性:小鼠、大鼠均为群居动物，不宜单独饲养。,第三节 受试药,1.制备情况： （1）新药受试药要求：用处方固定，质量稳定、工艺、质控指标恒定后的中试产品。 （2）一般受试中药：生药经鉴定科属种清楚；提取制备工艺明确，含量确定（以生药量或有效组分含量表示）。 （3）中药单体：化学结构式清楚。,2、给药途径,实验的给药途径与临床拟使用的途径一致。 中药粗制剂一般不用注射给药或体外实验的方法检测药物效应 。,3、给药时间,预防性给药： 治疗给药：,4、剂量：,剂量组数：新药研究至少设3个剂量组。 三者最好成等比，能反应量效关系。 给药容量相等，浓度不等。 合理选择剂量： （1）参考LD50：在LD50的1/10、1/20、1/40等范围内设置高、中、低剂量组。 （2）根据临床用药等效量计算 ：,不同种类动物等效用药量的计算,应用举例： 某复方的总药量是60g/剂，每天1剂。按实验动物与人用药量折算表计算 ，200g重大鼠等效量是多少？ 200g重大鼠等效量为：60g0.018=1.08g/只， 或： 60g561.07g/只,人的每公斤体重给药量为：60g70=0.857g/Kg。 大鼠每公斤的给药量是：1.08g1000/200=5.4g/Kg 按体重计算，要达到等效，大鼠的剂量应为人用剂量的5.4g/Kg0.857g/Kg=6.3（倍）。,如同一复方要用小鼠实验，小鼠每只的给药量为： 600.00260.156g/只； 0.15620/1000=7.8 g/Kg； 按体重计算，要达到等效，小鼠的剂量应为人用剂量的7.80g/Kg0.857g/Kg=9.1（倍）。,豚鼠应用量为6031.5=1.90g/只； 1.90400/1000=4.762g/Kg。 按体重计算，要达到等效，豚鼠的剂量为人用量的4.7620.8575.56（倍）。,兔：6014.24.225g/只；4.2251.52.81 6g/Kg。 按体重计算，要达到等效， 兔的剂量应为人用量的 2.8160.8573.287（倍）。,狗用量为60g3.119.35g/只；19.3512=1.61g/Kg。 按体重计算，要达到等效， 狗的给药量应为人的 1.610.8571.88（倍）,噻嗪类,不同种类动物间用药剂量换算表 （转换因子 计算法）,某利尿 中药250g重大鼠的有效量为250 mg/kg，试计算15kg犬的等效实验剂量？ 犬的等效实验剂量 250 mg/kg6.922 =78.4mg/kg,不同种类动物间用药剂量换算表 （体表面积/kg体重 比值法）,某利尿 中药250g重大鼠的有效量为250 mg/kg，试计算15kg犬的等效实验剂量？ 犬的等效实验剂量 250 mg/kg0.160.47 =85.1mg/kg,（3）根据文献估计剂量 如有相关的药物，相似的复方，其使用剂量可作为参考。 （4）通过预试估计剂量,5给药容量： 小鼠口服： 0.1ml-0.25ml/10g 最大不超过0.4ml/10g 其他途径不超过0.25ml/10g。 大鼠：10ml/kg, 不超过2.0ml/100g 其他途径不超过1.0ml/100g.,药物溶液配置,例：戊巴比妥钠对小鼠腹腔注射的有效的麻醉剂量为40mg/kg。现有体重为20g左右的30只小鼠要麻醉。试问要称量多少克的戊巴比妥钠，设计的给药容量为多少，配成怎样浓度 ？,药物溶液配置,答：称量戊巴比妥钠30mg，加生理盐水至7.5ml, 使浓度为4mg/ml, 小鼠腹腔注射0.1ml/10g(即10ml/kg)。 或：称量戊巴比妥钠40mg，加生理盐水至10ml, 使浓度为4mg/ml, 小鼠腹腔注射0.1ml/10g(即10ml/kg)。,第四节 对照药,合法性：中国药典收载或符合部颁标准，或新批准合法生产的药物。 可比性：其功用、主治、剂型（给药途径）与受试药相似。特殊情况下，在合理范围内可适当灵活掌握。 择优选用：有多种同类药可供选用时，应择优选用公认疗效较好的药物。,选择的阳性对照药要注意有无批准文号。 如：麝香保心丸：国药准字Z31020068 生产单位： 有效期：必须用有效期内产品。 恬尔心注射用：国药准字（2001）J53号：进口药品注册证号：BX20010122） 复方丹参注射液：沪卫药准字（1995）第014021号,第五节 实验条件控制,减少时间差异：动物生理活动有其昼夜节律，如小鼠夜间活动增加，白天活动减少。最好每批实验在每天相同的时间测定。 减少温度差异：室温稳定、适宜。 饮食控制：有些实验需对动物禁食。,第六节 数据的统计处理和结果分析,(一)极端数据（outliers）的处理 ： 避免差错形成极端数据。 对可疑数据及时复测或复核,及时纠正差错。 在x3s 之外数据，可考虑舍弃。否则不应随便舍弃 -根据新药（西药）临床药研究指导原则汇编（药学、药理学毒理学）,(二)数据表达 ： 一般应至少有3位有效数字， 标准差至少有2位有效数字， 均数的小数位数应与标准差相同， 出示的结果应包括均数，标准差，例数，P值情况（大于、小于、或具体P值） 数字的精确度要与测量仪器所能达到的精确度一致。,(三)数据统计分析应避免的差错： 1.量反应资料： (1) 两组间实验结果比较常用t检验 （unpaired t test）。,T值计算公式（通式）,两组例数相差不到一倍的简化t值公式为：,下列情况两组间比较不能使用t检验: 方差不齐改用校正t值法（即t检验）。 方差齐性检验： 如两组的标准差相差一倍以上时不必检验，即可判断为方差不齐。,通过计算，当 FF0.05 时可判断为方差不齐。 (式中S较大者为S1、n1，较小者为S2, n2)。 F0.05也可通过可查“方差齐性检验F值表”获得（注：与“方差检验F值表”不同）。,如：有两组数据,需统计有无显著差异： 甲组：11.5，14.1，12.3, 10.8，13.0, 13.2, 13.9 12.3, 10.6 xs：12.411.26(n=9) 乙组：10.0, 11.9, 12.0, 12.8, 14.9, 17.4, 19.3, 20.2, 23.1 xs: 15.734.48(n=9) 查无应舍数据。 有无方差不齐：F=4.484.48/(1.261.26)=12.64 F0.051.2+8/9+14/(9-3)=4.422 FF0.05 说明两组方差不齐，用t检验。,方差不齐时的校正t值 计算公式,甲组：11.521.3 2(n=9) 乙组：15.734.48(n=9) 按上式计算 t=2.142 f=9.501 f=10时 t0.05=2.228 f= 9时 t0.05=2.262 因此,甲、乙两组间无显著差异。 但以“t”检验，上述两组数据f=9+9-2=16 f=16 时 t0.05=2.120 ，将得出:两组数据有显著差异的错误结论。,EXCEL软件T检验过程： 选中fx T TEST显示填写框：,Array 1 B2:B11 Array 2 C2:C11 Tails 2 Type 3 Tails 用于定义返回的分布尾数:1代表单尾；2代表双尾 Type 用于定义t检验的类型: 1代表成对检验；2代表双样本等方差假设；3代表双样本异方差假设。,Array1 为第一个数据集。 Array2 为第二个数据集。 Tails 指示分布曲线的尾数。 如果 tails = 1，函数 TTEST 使用单尾分布。如果 tails = 2，函数 TTEST 使用双尾分布。 Type 为 t 检验的类型。 1成对检验 2等方差双样本检验 3异方差双样本检验,数据明显偏态时,不能用“t”检验，不用xs表达。（改用中位数检验，用非参数统计法。如Mann-Whitney秩和检验，等级和检验，序值法等）。 偏态简便判断法A：如均数两侧之差大于2n时不用检验，即可判断为明显偏态。 （如 ：15.1, 17.9 , 18.2 , 14.3 , 16.5 , 19.7 , 18.6 , 17.4 , 18.1, 40.8, 38.9。 xs21.419.26， n=11, 均数左边9位、右边2位，均数两侧之差为7，大于211=6.63, 上述一组数值为偏态，不可用正态检验。,偏态简便判断法B: 用公式R4 n D2 ，D为均数两侧例数之差，n为例数，如R为负，表示数据肯定为偏态。 如上述一组数据: R411 - 77= -5, 表示数据肯定为偏态。,又如一组数据总数为50例，大于均数35例，小于均差15例。 R450（3515） （3515） 200400200， 此组数据为偏差。 如有不定值（如30，10等）不用t检验，改为中位数表达，用非参数统计法。如Mann-Whitney秩和检验，等级和检验，序值法等。,(2) 配对资料t检验：（paired t test）,适用情况： 同一批受试对象试验前后的配对数据。 同一批受试对象身体两个部位试验测得的数据。 同一批受试对象用两种检验方法的测试的结果。 检验方法：t=（x/s） n,如某次对中药提取物的降压实验结果如下（1pKa=7.5006mmHg）： 用药前: 12.0, 14.0, 13.0, 18.0, 16.0, 15.0, 15.0, 19.0 xs 15.32.4 用药后: 10.0, 11.0, 13.0, 16.0, 13.0, 14.0, 13.0, 17.0 xs 13.42.3 差值： 2.0, 3.0, 0 2.0, 3.0, 1.0 2.0, 2.0, xs 1.870.99 (n=8) 配对t检验 ： t=（1.87/0.99） 8=5.357 p0.01 而如果直接将给药前后的均数进行比较，两者间并无显著差异。,但进行配对t检验时，要确信除待分析的因素外，其他可控条件尽量一致。否则可分别取配对变化值或变化率;求均数及标准差同时设对照组，同样处理后，再进行两组间的t检验，这样更能提高检验效率。,例：某药给药2周前后血压变化如下，问该药有无降压作用？ 组1 大鼠血压 （xsmmHg) 给药前180 165 190 200 192 158 175 185 178 180.313.3 给药后150 140 170 160 159 130 145 153 155 151.311.9 变化 30 25 20 40 33 28 30 32 23 29.16.0 t=（19.1/6）3=9.55 f=9-1=8, t0.01=3.355 p 0.01,在本例自身对照（自身前后配对）实验时，同一个体在经历一段时间后（如2周），即使不作任何处理（给药），所得指标也可能有变化，为鉴别该组血压变化是否为非药物因素引起，实验时宜设立一个平行对照组进行比较。这样就有实验组观察前后和对照组观察前后4组数据。可分别求出给药组和对照组的变化值（差值）或变化率及标准差，再进行两组间的t检验。如：,组2 大鼠血压 （xs mmHg) 给对照液前 175 165 195 205 150 145 180 171 176 173.619.2 给对照液后 160 155 185 190 145 145 171 162 165 164.215.8 血压变化 15 10 10 15 5 0 9 9 11 9.34.7 配对t检验：t=（9.3/4.7）3=5.936； f=9-1=8, t0.01=3.355 P0.01,两组原始值间比较 ： 给药前：给药组： 180.313.3(n=9) 对照组：173.619.2(n=8) t=0.860 p0.05 给药后：给药组： 151.311.9 对照组： 164.215.8 t=1.957 p0.05,两组差值组间比较： 组1： 给药前后差值： 29.16.0 组2：给对照液前后差值 9.34.7 t=7.794 f=16, t0.05=2.120 t0.01=2.921 p0.01,(3)方差分析（analysis of variance, ANOVA),有时用某药的不同剂量与同一对照组比较，并同时要分析不同剂量作用有无区别时，构成了多组均数的组间比较，此时常使用单因素方差分析。 使用方差分析时，仍然要首先考虑各组样本是否符合正态分布，方差是否齐性，若符合方可进行分析，计算F值，分析总体是否有差异。若有，再进行组间两两比较，此时常用Q检验，(student-newman-keuls test)，也可用t检验。,计量资料统计方法的选择,2. 质反应资料,又称计数资料。有时机体对药物的反应只有“是”或“否”两种，如用药后动物死与不死。翻正反射的存在或消失，某种病理症状（如惊厥）出现或不出现等，实验结果可以是百分比或自然比，其显著性检验一般采用卡方检验（22法）。,有效 无效 总计 有效率 甲药 35(a) 15(b) 50(a+b) 70% 乙药 25 25(d) 50(c+d) 50% 总计 60(A+c) 40(b+d) 100(n),四格表的自由度恒等于1。 0.05的机率点为3.841 。 X20.05, 两药作用无显著性差异。,样本较小（两组总数40例）或数据中有0或1时：不用卡方检验，而用精确概率法或简化直接概率法。 例：使用甲药16例中5例出现不良反应，使用乙药16例无不良反应，两药有无区别？,上式 p=5!27!16!16!/5!0!11!16!32! =0.0217 结论：乙药的不良反应小于甲药，两者有显著差异。,注：本例如用卡方检验 X2(80-0.5x32)2x32/(5x27x16x16) =3.793, X2 0.05 结论出现差错。,3.等级资料: 可以认为是一种有序的计量资料，它包括： 时反应资料，如潜伏期，凝血时间。 病变程度及临床疗效按等级分组的资料，如、或痊愈、显效、好转、无效等。 两端确切数据不明的分组资料，如血清滴度1：40，1：80，1：60，1：320等。 这些资料不宜用均数及标准差作常规的统计分析，可用等比差值法，等级序值法，秩和法，及Ridit法等非参数统计分析。,(四)常用统计软件包 SAS（statistics analysis system）由美国SAS软件有限公司研制并发行已有30多年的历史，该软件采用窗口菜单或命令方法或交互方式选择各种统计方法，适合统计专业人员使用。 SPSS(statistical package for the social seience),version12,由美国SPSS公司研制。,BMDP(biomedical computer programs)由美国BMDP统计软机公司研制，由多个功能模块组成，采用交互式，图形界面设计操作较直观，方便、较适宜于医学统计。 新药开发权威统计软件Drug and statistics,(五)结论: 经过统计分析，要有结论，要注意的是: 判断结果不能绝对化。例如，判断两组差别有显著性时，一般按P0.05而拒绝“检验假设”的。P0.05的意思是说，如果“检验假设”成立，仅仅由于抽样误差造成如此大的差别的