医学科研设计假说三要素概要.ppt

科学研究的第一步 -提出假说,医学科研设计,罗自强 中南大学基础医学院,假说是根据一定的科学事实和科学理论，对拟研究的问题提出的假定性说明或试探性解释 科学研究就是提出假说-实验检验假说-修正和发展假说的过程,一、假说的作用 为形成新理论提供毛胚 为实验设计提供方向 为科研发展提供焦点,二、假说的特性 1.来源的科学性和客观性, 胃肠道神经支配的第三成分假说的提出,2.说明的假定性,3.预见的可验性 可以被检验,4.发展的螺旋性 假设检验再假设再检验,澳大利亚某地羊发生贫血 水草丰富，假定缺铁 粗制铁剂可预防假设成立 纯铁剂无效第2假设：疗效来自铁的杂质 各种微量元素，钴有效第2假设成立 口服钴有效，注射无效第3假设：肠道微生物利用钴合成抗贫血物质 比较不同微生物利用钴，发现大肠杆菌可利用钴合成B12，再抗贫血,假说的提出需要创新性思维,假说形成的基础 假说建立在客观事实的基础上 假说是科学的想象和推理 假说应能解释已有现象 假说需突破传统思维,假说形成的方法,1.比较分类 比较对象间的异同，并进行分类,受体分类 血型的发现,2.归纳推理-由特殊到一般 （1）求同法 根据事物发生的一致性,（2） 求异法 根据事物间的差异,Robert F. Furchgott,EDRF的发现 1998年获诺贝尔奖,（3）剩余法,3.演绎推理-由一般到特殊,由已知规律推论未知事物,根据DNA碱基序列推出蛋白质的一级结构 从蛋白质的一级结构预测蛋白质的高级结构 从蛋白质的高级结构预测它的细胞定位和功能,根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其他属性也相同,4.类比推理-从特殊推向特殊,EDRF与NO生物学作用的相似性 半衰期短 被Hb和超氧阴离子灭活 舒张血管作用伴随cGMP的增高,推测：EDRF本质可能是NO,解释性原则 * 有事实依据 * 解释已有事实 能解释旧理论能解释的事实 能解释旧理论不能解释的事实 相容性原则 不应与已有的基本理论相矛盾 如 休克的微循环学说 休克的细胞因子学说 简单性原则 可检验性原则,建立假说的原则,假说上升为理论的条件,能解释旧理论能解释的事实 能解释旧理论不能解释的事实 能够正确预见尚未观察到的自然现象,证实与证伪,天下乌鸦一般黑 证实：观察每一只都是黑的后才成立 证伪：只要发现一只不是的就不成立,破译西塔潘猜想,医学科研方法学,医学科研的基本要素,中南大学基础医学院生理学系,罗自强,内皮素-1对肺型细胞表面活性物质合成的调控,被试因素 实验对象 实验效应,一、被试因素,1. 因素（factor）与水平 （level） * 雌二醇对肺成纤维细胞增殖的调控,* 不同季节环磷酰胺对小鼠精子细胞致畸效应的研究,* 性别与年龄和心肌梗塞病死率的研究,* 心理应激与高血压发生的关系,* CC16 gene polymorphism influences the degree of airway responsiveness in asthmatic children,外源性的： 人为给予的物理、化学、生物因素 外界客观存在的：气候、季节等 内源性的的自身特征： 性别、年龄、心理、遗传因素,因素,实验的目的是阐明被试因素的作用,被试因素（T）+非被试因素（N） t + n,实验组： T + N t + n 对照组： N n,必须明确被试因素；各组间非被试因素必须一致,效应 T t,水平的选定 水平：实验因素的不同的量或状态,被试因素的效应与水平有依赖关系 药物如果没有量-效关系，为非特异作用 水平的选择与目的有关,药效筛选：最大安全量（通常LD50的1/10） 影响药效的因素：半数有效浓度（EC50） 半数有效剂量（ED50） 毒性实验：半数致死量（LD50） 最大致死量（LD100）,单因素单水平： 简单易行，效率不高 单因素多水平：比较不同剂量 多因素单水平：比较不同因素（药物、疗法） 多因素多水平：探索联合用药方案、最佳反应条件,因素与水平的组合,2.因素的施加,确保因素的施加 被试因素标准化：保证被试因素在整个实验过程中始终保持一致 剂量、剂型、给药时间、用药时间、给药途径、药品批号,季节节律,苯丙胺 LD50 1月小于7月,实验组和对照组平行进行,给药途径,* 吸收速度 静脉注射吸入肌肉=腹腔皮下口服经肛贴皮,* 药物的生物转化 口服 先经肝转化 皮下、肌肉、静脉 先经肺转化,正确选择剂量,口服 100% 灌胃 100% 灌肠 100-200% 皮下 30-50% 肌肉 25-30% 腹腔 25-30% 静脉 20-25%,二、受试对象,实验对象的确定取决于试验目的 1.受试对象的选择 （1）敏感、稳定 动脉粥样硬化 兔 过敏反应 豚鼠 心肌缺血 狗、兔、大鼠、猪 降压治疗 高血压II期 （2）可行性 （3）病人诊断明确（客观指标）,实验动物 种属、品系、窝别、性别、龄、体重、营养状态和饲养条件,实验动物分为四级： 一级，普通动物（conventinal animal）：教学和预试 二级，清洁动物（clean animal）：大多数的科研 三级，无特定病原体动物（specific pathogen free animal）：为国际标准级，所有科研 四级，无菌动物（germfree animal）：特殊课题,实验动物管理条例（国家科委，1988）,第四章 实验动物的应用 第十九条 应用实验动物应当根据不同的实验目的，选用相应的合格实验动物。申报科研课题和鉴定科研成果，应当把应用合格实验动物作为基本条件。应用不合格实验动物取得的检定或者安全评价结果无效，所生产的制品不得使用。 第二十条 供应用的实验动物应当具备下列完整的资料： （一）品种、品系及亚系的确切名称； （二）遗传背景或其来源； （三）微生物检测状况； （四）合格证书； （五）饲育单位负责人签名。,实验动物管理条例（国家科委，1988）,下列情况一般不作为临床研究对象,* 存在影响结果的并发症 * 危重状态 * 多种疗法无效 * 不配合者,2.选择适当的研究水平 整体实验 （in vivo） ： 综合性实验 离体实验 （in vitro）： 分析性实验 器官水平 细胞水平 分子水平 半体内实验（ex vivo）： 分析性实验,3.受试对象的纯化 所用受试对象力求一致，尽力减少个体差异，降低非被试因素对效应的影响,（1） 表现典型的确诊病例 （2） 病情轻重一致，先从病情中等的病例开始 （3） 使用统一、公认的诊断和分型分级标准,实验动物 种属、品系、窝别、性别、龄、体重、营养状态和饲养条件,人体为研究对象 种族、性别、年龄、体重、职业、工种、工龄、精神状态、居住条件、生活习惯、嗜好、经济及社会因素,病人为研究对象 病种、病程、病期、病型、既往史、治疗和护理条件,Case 某人为了研究“补充维生素A对学龄前儿童血红蛋白的影响”，选择1999年秋季入托的三岁儿童进行体检，排除呼吸道、消化道等系统疾病，测定174名儿童的血清VA、血红蛋白、血清铁浓度，将血红蛋白110g/L定为贫血。再将贫血组儿童随机分为两组，一组为治疗组33例，每日投VA2000IU，另一组为对照组25例。三月后，两组儿童分别查血清VA、血红蛋白、血清铁浓度。结果：治疗组三月后血清VA、血红蛋白、血清铁浓度明显升高P0.01，对照组治疗后无明显变化P0.05。,4.受试对象的依从性 按预定计划接受被试因素的合作程度,* 增加患者的信任感 * 实验时间不要太长 * 盲法（单盲、双盲、三盲）,三、试验效应,客观指标 主观指标 定量指标 定性指标 率 定量和定性指标的转换 特异性指标 非特异性指标 如肌酸激酶(CK): CK-BB(主要在脑），CK-MB(主要在心），CK-MM（主要在骨骼肌和心肌）,比较生物效应 可以用引起同一水平效应所需要的量 半数致死量 LD50 半数有效量 ED50 半数有效浓度 EC50 阈强度,比较生物效应的时间 潜伏期 半衰期 效应持续期：从起效到作用消失所需时间,三、试验效应,（一）指标的要求 扣题-关联性 TXA2 TXB2 11脱氢TXB2 PGI2 6酮PGFI 去二甲6酮PGFI 自由基 膜磷脂 MDA 血小板AA代谢,自由基 膜磷脂,异构前列腺素（isoprostane),结果 两名医生读 名医生在两次 同一批片子 不同时间读片,结果一致 6245 701 结果不一致 2686（30%） 192（21%）,X线胸片读片结果,2.客观化,三、试验效应,（一）指标的要求 1.扣题-关联性 指标与研究主题要有本质联系 2.客观化 * 统一标准 * 仪器相对定量 * 多人盲法，加权平均,3.灵敏度,能正确反映效应变化的最小数量或水平,4.指标的可用性,敏感度：是否可检出发生的变化，真阳性率 特异度：检出变化的专一性，真阴性率,真阳性率=a/（a+c）,真阴性率=d/（b+d）,漏诊率=1-真阳性率,误诊率=1-真阴性率,5.指标的精确性,准确度：与真实值的接近程度，测定的正确性 主要取决于系统误差 血糖正常值：100-120mg/100ml（化学法) 80-100mg/100ml（酶法) 精密度：各次测定值的集中程度，测定的可重复性 主要取决于随机误差,（二）注意事项,1.标本的采集于储存标准化 采样时间