药效学实验设计

药理试验设计三标准：对照control随机random重复replication药效学实验设计第1页一．对照（control）1本身对照：是在同一个体身上观察给药前后某种指标改变，此种对照可降低个体差异，但不能克服随时间而变原因影响。如肝炎有自愈倾向，给药后肝功好转不一定是药品作用，故本身对照试验可能会得犯错误结论。除非有可靠证听说明检测指标不随时间而变或同时设组间对照，不然不宜使用本身对照。药效学实验设计第2页一．对照（control）2组间对照：是试验中设若干平行组，进行各组间比较。这种设计符合平行对照标准，最为惯用。组间对照试验设计：

1．正常对照组（或阴性对照组，或空白对照组）：正常动物，给药品赋型剂。给药路径同给受试药组。

2．模型对照组：如制备肝硬化、高血压、心肌梗塞等。不用药品治疗，给赋型剂，给药路径同给受试药组。

3．阳性对照组：制造动物病理模型，给已知药品作对照。药效学实验设计第3页一．对照（control）

阳性对照药选则：选已知药品，如研究目标是报批新药，应选已同意上市药品作对照；如系理论研究，可选未上市药品。所选药品尽可能是同类药，方便比较作用强度，或公认有效药品，如抗溃疡药研究普通选法莫替丁。如抗癌药研究普通选环磷酰胺。设阳性对照组目标：考查试验方法可靠性、稳定性。考查受试药作用性质、强度，从而发觉受试药优缺点。阳性对照药剂量选则：如要比较阳性药与受试药作用强度，应设多个剂量组。如受经费等限制，也可设一个剂量组，但此时设阳性对照组作用只是考查方法可靠性，不能得出受试物作用强弱结论。阳性对照药给药路径，如能做到，尽可能同受试药组。药效学实验设计第4页一．对照（control）要使对照组与试验组含有可比性，必须符合一致性标准：除处理原因不一样外，非处理原因应均衡一致（同时、同地、同条件、同种、同批、同病情）药效学实验设计第5页一．对照（control）在用动物疾病模型（如高血压）试验时，在动物A基础上加了处理B高血压，加上溶媒C，故欲判定药品D作用，给药组设计必须满足下述设计：模型对照组：A+B+C药品试验组：A+B+D药效学实验设计第6页一．对照（control）为了判定试验模型成功是否，即此指标改变（血压升高）是否是因为造型结果还是自发性波动，必须另设空白对照组。故更完整试验设计应以下：空白对照组：A+C模型对照组：A+B+C药品试验组：A+B+D药效学实验设计第7页一．对照（control）空白对照并不是不给任何处理对照，而应施以和受试组相同操作条件，如动物质量、喂养条件、药品溶媒、给药路径、给药次数、手术过程。药效学实验设计第8页二．随机（Random）随机包含随机分组和随机操作。1．随机分组：随机分组就是按照机遇标准来进行抽样或分组，其目标是使一切干扰原因分配到各组时只受纯机遇抽样误差影响，因为机遇对每个组来说是相等，未知原因可对每个组产生影响，使每个组同一指标平行增加或降低，这就防止了试验者主观原因或其它偏差性误差影响。如观察药品对大鼠试验性胃溃疡影响，应先造成大鼠胃溃疡模型，然后将已成型动物随机分配到各组中，从而防止了造型过程中人为影响。对于短时内难完成造型，应先确定随机次序，按随机次序操作，并将动物按随机次序分配到各组。药效学实验设计第9页二．随机（Random)

随机化伎俩可用随机数字表，这在普通统计学书上均可捡索到。也可用电脑统计学软件生成。近年来提倡均衡下随机（随机区组法），即先将能控制原因（性别、体重、病情严重程度等）均衡地分档，然后在每一档中随机取出等量动物分配到各组，使哪些较难控制原因（如活泼程度、饥饱程度、疲劳程度）得到随机安排。药效学实验设计第10页二．随机（Random)经典分组举例：某试验者有小鼠60只，♀♂各半，体重18-22g,欲分为6组，怎样分组？分别将♀♂鼠分开，各一笼，每笼30只。

2．将♀鼠30只按体重分笼，分别为18g,19g,20g,21g,22g,共5笼。每笼有同一体重鼠4-8只。药效学实验设计第11页二．随机（Random)3．按电脑统计软件，生成随机次序以下：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药效学实验设计第12页二．随机（Random)4.备好6只鼠笼，分别标为A.正常对照组，B.模型对照组，C.阳性对照组，D.某药低剂量组，E.某药中剂量组，F.某药高剂量组。

5.从18g笼（如有4只小鼠）开始取小鼠，按第一批随机次序，依次放入F组、C组、B组、D组。A组和E组各缺1只鼠，从体重最为靠近19g笼中取出，依次放入A组和E组。第二批和第五批随机方法依这类推。重复上述过程，将30只♂鼠随机分入6个试验组中。分组结果，各试验组小鼠同性别鼠数量相等，各组平均体重相近，各组在不一样体重档次中小鼠数相近。各组鼠营养状态及活泼程度靠近。药效学实验设计第13页二．随机（Random)2．随机操作：试验过程如可能受随时间改变而改变已知和未知原因影响，则操作过程次序（不论是组间或是组内）也应是随机，不应按一固定次序进行，不然会出现次序误差。操作经典错误举例：某试验者进行抗心肌梗塞试验，60只大鼠，分为6组进行冠状动脉结扎，分别分为假手术对照组（只开胸不结扎冠状动脉）10只、模型对照组10只，阳性对照组10只，药品低、中、高剂量组各10只。试验时按组别次序依次对第1-6组进行手术。药效学实验设计第14页二．随机（Random)错误：该试验各组手术依次进行，未遵照随机操作标准，试验结果可能会受随时间改变原因影响，如受麻醉、动物体内生理状态（如血糖水平）时晨改变、环境经时性改变，如室温等。这些原因可能造成次序误差。体外试验如一次操作时间短（如在一个细胞培养平板上操作），对指标不发生影响时，能够次序操作，此时应严格控制试验条件，使其稳定不变，尤其是环境改变。样品数不宜过多，方便缩短操作时间。体外试验如在短时间内分批进行（如在几块细胞培养平板上试验），每批均应同时做对照组，以消除次序误差。正确操作次序：共分10批进行。第1批手术动物，每组各做一只（平行操作），各组次序随机排列。第2-10批如法进行。药效学实验设计第15页三．重复药理试验结果应能稳定地重现出来，重现试验过程称重复。重复有二个含义：一是只做一批试验，在不一样个体身上重复，如每一试验组要做多只动物，小鼠和大鼠普通每组要在10只以上，这种重复适合于绝大多数试验。另一个重复含义是，每次每组做10只小鼠（体内）或4管样品（体外），重复重复3次，这主要是一些特殊试验要求，如抗肿瘤药研究。药效学实验设计第16页三．重复

重复时要求每组要有足够动物数或标本数，不一样试验要求样本数不一样，基本规律是试验个体指标变异愈小，则均数标准差愈小，所需样本数愈小，反之要增大样本数。普通说来，计量资料从每个个体中取得信息多，所需样本数小，计数资料对信息浪费大，所需样本多。预试时对照组与试验组有差异，但显著性检验时P>0.05,可能系样本数不足所致，正式试验时可增大样本数，如组间确有差异，样本数增大后可达显著性水平，如组间确无差异存在，样本数增大后对照组与试验组在预试时出现差异就会消失。至于增大到多少适当，应参考预试结果进行统计学运算，运算方法可参考《药理试验方法学》（第2版）第177页“试验设计中样本数问题”一节。药效学实验设计第17页三．重复

重复试验时要严格控制试验条件，在各次重复中使条件尽可能前后一致，严防干扰原因对各批试验影响。应控制干扰原因包含：（1）动物：品系、性别、体重、年纪、饲料、喂养环境，（2）药品：批号、剂量、溶解度、稳定性、注射容量、注射速度、酸碱度、温度、保留条件。（3）仪器：灵敏度、准确度、零点飘移、电压稳定性及操作熟练程度。（4）环境：室温、气压、湿度、季节，甚至试验早晨或下午、动物群养和独养也影响试验结果。药效学实验设计第18页四剂量确定受试药组：制造动物病理模型，给未知药品。剂量组：最少设2个剂量组，普通在三个剂量组以上。剂量选则：剂量最终确定，应以预试结果为据。在进行预试时，可参考以下方法：（1）依据文件资料，参考结构类似药品有效剂量。（2）依据文件资料，参考本药在其它试验模型中有效剂量。（3）参考LD50，主要药效试验时普通应<1/3~1/5LD50,如有效剂量靠近LD50，所测试验结果应用价值不大。（4）参考药动学数据，从有效浓度推算有效剂量。药效学实验设计第19页（5）参考人用量推算：

早在十九世纪末年，生理学家Voit氏等发觉即使不一样种类动物每kg体重单位时间内散热量相差悬殊，但都如折算成每m2体表面积散热量，则基本一致。比如马、猪、狗、大鼠和人每m2体表面积每24小时散热量都在1000kCal左右。药理学家研究药品在体内作用时则习惯于以mg/kg或g/kg等方式来计算药品剂量。这种方法行之于同种动物不一样个体时，问题似乎不大；但用于不一样种类动物时，经常会出现严重偏小或偏大，以致无法完成试验。1958年Pinkle氏汇报6-MP等抗肿瘤药品在小鼠、大鼠、狗和人身上治疗剂量，按mg/kg计算时差距甚大，但如改为按mg/m2体表面积计算，就都非常靠近（见表2-5），今后，按体表面积计算剂量概念逐步为药理学家接收，被认为尤其适合用于不一样动物之间剂量换算。药效学实验设计第20页药效学实验设计第21页动物体表面积普通计算法：

从体重推算体表面积，普通认为Meeh-Rubner公式较为适当：

A=k

(W2/3)/10,000式中A为体表面积，以m2计算；W为体重，以g计算；K为常数，随动物种类而不一样，小鼠和大鼠9.1,豚鼠9.8,兔10.1，猫9.9,狗11.2,猴11.8,人10.6。应该指出，这么计算出来体表面积仍是粗略预计，不一定完全符合实测数据。药效学实验设计第22页例：试算一体重为1.5kg家兔体表面积：解：A=10.1

(15002/3)/10,000

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

药效学实验设计第23页人或动物之间药品剂量换算：为使用方便，可按“mg/kg折算mg/m2转换因子”进行换算：药效学实验设计第24页药效学实验设计第25页药效学实验设计第26页由上表可见，按mg/kg剂量折算成等效剂量，人为小鼠1/12，大鼠1/6，家兔、猴1/3，狗1/2。药效学实验设计第27页

高低剂量确实定：如已知某药剂量范围，进行药效对比时，普通选中效剂量；进行拮抗试验或解毒试验时，剂量应偏高；进行多药协同试验时，剂量应偏低。药效学实验设计第28页量效曲线测定时多剂量确定：普通方法，确定最适剂量时应从小剂量开始（产生20%左右疗效），在离体器官上按3倍或10倍递增，在整体动物上按2倍或3.16倍（√10=3.16）。不一样药品有不一样量效曲线斜率，故递增百分比不一样，普通应按等比级数递增。在预试中确定了最小有效量A、最大有效量B、欲分组数N情况下，各组间剂量比r可