藥效學實驗設計藥理實驗設計三原則：對照control隨機random重復replication2藥效學實驗設計一．對照（control）1自身對照：是在同一個體身上觀察給藥前后某種指標的變化，此種對照可減少個體差異，但不能克服隨時間而變的因素的影響。如肝炎有自愈傾向，給藥后肝功好轉不一定是藥物的作用，故自身對照實驗可能會得出錯誤結論。除非有可靠證據說明檢測指標不隨時間而變或同時設組間對照，否則不宜使用自身對照。3藥效學實驗設計一．對照（control）2組間對照：是實驗中設若干平行組，進行各組間比較。這種設計符合平行對照的原則，最為常用。組間對照實驗設計：

1．正常對照組（或陰性對照組，或空白對照組）：正常動物，給藥物賦型劑。給藥途徑同給受試藥組。

2．模型對照組：如制備肝硬化、高血壓、心肌梗塞等。不用藥物治療，給賦型劑，給藥途徑同給受試藥組。

3．陽性對照組：制造動物病理模型，給已知藥物作對照。4藥效學實驗設計一．對照（control）

陽性對照藥的選則：選已知藥物，如研究目的是報批新藥，應選已批準上市的藥物作對照；如系理論研究，可選未上市藥物。所選藥物盡量是同類藥，以便比較作用強度，或公認的有效藥物，如抗潰瘍藥研究一般選法莫替丁。如抗癌藥研究一般選環磷酰胺。設陽性對照組的目的：考察實驗方法的可靠性、穩定性。考察受試藥的作用性質、強度，從而發現受試藥的優缺點。陽性對照藥的劑量選則：如要比較陽性藥與受試藥的作用強度，應設多個劑量組。如受經費等的限制，也可設一個劑量組，但此時設陽性對照組的作用只是考察方法的可靠性，不能得出受試物作用強弱的結論。陽性對照藥的給藥途徑，如能做到，盡量同受試藥組。5藥效學實驗設計一．對照（control）要使對照組與實驗組具有可比性，必須符合一致性原則：除處理因素不同外，非處理因素應均衡一致（同時、同地、同條件、同種、同批、同病情）6藥效學實驗設計一．對照（control）在用動物疾病模型（如高血壓）實驗時，在動物A的基礎上加了處理B高血壓，加上溶媒C，故欲判定藥物D的作用，給藥組的設計必須滿足下述設計：模型對照組：A+B+C藥物實驗組：A+B+D7藥效學實驗設計一．對照（control）為了判定實驗模型的成功與否，即此指標的變化（血壓升高）是否是由于造型的結果還是自發性波動，必須另設空白對照組。故更完整的實驗設計應如下：空白對照組：A+C模型對照組：A+B+C藥物實驗組：A+B+D8藥效學實驗設計一．對照（control）空白對照并不是不給任何處理的對照，而應施以和受試組相同的操作條件，如動物的質量、飼養條件、藥物溶媒、給藥途徑、給藥次數、手術過程。9藥效學實驗設計二．隨機（Random）隨機包括隨機分組和隨機操作。1．隨機分組：隨機分組就是按照機遇原則來進行抽樣或分組，其目的是使一切干擾因素分配到各組時只受純機遇的抽樣誤差的影響，由于機遇對每個組來說是相等的，未知因素可對每個組產生影響，使每個組的同一指標平行增加或減少，這就避免了實驗者主觀因素或其它偏差性誤差的影響。如觀察藥物對大鼠實驗性胃潰瘍的影響，應先造成大鼠胃潰瘍模型，然后將已成型動物隨機分配到各組中，從而避免了造型過程中人為的影響。對于短時內難完成的造型，應先確定隨機順序，按隨機順序操作，并將動物按隨機順序分配到各組。10藥效學實驗設計二．隨機（Random)

隨機化手段可用隨機數字表，這在一般統計學書上均可撿索到。也可用電腦統計學軟件生成。近年來提倡均衡下的隨機（隨機區組法），即先將能控制的因素（性別、體重、病情嚴重程度等）均衡地分檔，然后在每一檔中隨機取出等量動物分配到各組，使哪些較難控制因素（如活潑程度、饑飽程度、疲勞程度）得到隨機安排。11藥效學實驗設計二．隨機（Random)典型分組舉例：某實驗者有小鼠60只，♀♂各半，體重18-22g,欲分為6組，如何分組？分別將♀♂鼠分開，各一籠，每籠30只。

2．將♀鼠30只按體重分籠，分別為18g,19g,20g,21g,22g,共5籠。每籠有同一體重鼠4-8只。12藥效學實驗設計二．隨機（Random)3．按電腦統計軟件，生成隨機順序如下：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：3，6，1，5，2，413藥效學實驗設計二．隨機（Random)4.備好6只鼠籠，分別標為A.正常對照組，B.模型對照組，C.陽性對照組，D.某藥低劑量組，E.某藥中劑量組，F.某藥高劑量組。

5.從18g籠（如有4只小鼠）開始取小鼠，按第一批隨機順序，依次放入F組、C組、B組、D組。A組和E組各缺1只鼠，從體重最為接近的19g籠中取出，依次放入A組和E組。第二批和第五批隨機方法依此類推。重復上述過程，將30只♂鼠隨機分入6個實驗組中。分組結果，各實驗組小鼠同性別鼠數量相等，各組平均體重相近，各組在不同體重檔次中的小鼠數相近。各組鼠的營養狀態及活潑程度接近。14藥效學實驗設計二．隨機（Random)2．隨機操作：實驗過程如可能受隨時間變化而變化的已知和未知因素的影響，則操作過程的順序（不論是組間或是組內）也應是隨機的，不應按一固定順序進行，否則會出現順序誤差。操作典型錯誤舉例：某實驗者進行抗心肌梗塞實驗，60只大鼠，分為6組進行冠狀動脈結扎，分別分為假手術對照組（只開胸不結扎冠狀動脈）10只、模型對照組10只，陽性對照組10只，藥物低、中、高劑量組各10只。實驗時按組別順序依次對第1-6組進行手術。15藥效學實驗設計二．隨機（Random)錯誤：該實驗各組手術依次進行，未遵照隨機操作的原則，實驗結果可能會受隨時間變化因素的影響，如受麻醉、動物體內生理狀態（如血糖水平）的時晨變化、環境的經時性變化，如室溫等。這些因素可能導致順序誤差。體外實驗如一次操作時間短（如在一個細胞培養平板上的操作），對指標不發生影響時，可以順序操作，此時應嚴格控制實驗條件，使其穩定不變，特別是環境變化。樣品數不宜過多，以便縮短操作時間。體外實驗如在短時間內分批進行（如在幾塊細胞培養平板上的實驗），每批均應同時做對照組，以消除順序誤差。正確的操作順序：共分10批進行。第1批手術動物，每組各做一只（平行操作），各組順序隨機排列。第2-10批如法進行。16藥效學實驗設計三．重復藥理實驗的結果應能穩定地重現出來，重現實驗過程稱重復。重復有二個含義：一是只做一批實驗，在不同個體身上重復，如每一實驗組要做多只動物，小鼠和大鼠一般每組要在10只以上，這種重復適合于絕大多數實驗。另一種重復的含義是，每次每組做10只小鼠（體內）或4管樣品（體外），反復重復3次，這主要是一些特殊實驗的要求，如抗腫瘤藥的研究。17藥效學實驗設計三．重復

重復實驗時要嚴格控制實驗條件，在各次重復中使條件盡量前后一致，嚴防干擾因素對各批實驗的影響。應控制的干擾因素包括：（1）動物：品系、性別、體重、年齡、飼料、飼養環境，（2）藥物：批號、劑量、溶解度、穩定性、注射容量、注射速度、酸堿度、溫度、保存條件。（3）儀器：靈敏度、精確度、零點飄移、電壓穩定性及操作熟練程度。（4）環境：室溫、氣壓、濕度、季節，甚至實驗的上午或下午、動物的群養和獨養也影響實驗結果。19藥效學實驗設計四劑量確定受試藥組：制造動物病理模型，給未知藥物。劑量組：至少設2個劑量組，一般在三個劑量組以上。劑量的選則：劑量的最終確定，應以預試結果為據。在進行預試時，可參考下列方法：（1）根據文獻資料，參考結構類似藥物的有效劑量。（2）根據文獻資料，參考本藥在其它實驗模型中的有效劑量。（3）參考LD50，主要藥效試驗時一般應<1/3~1/5LD50,如有效劑量接近LD50，所測實驗結果應用價值不大。（4）參考藥動學數據，從有效濃度推算有效劑量。20藥效學實驗設計（5）參考人用量推算：

早在十九世紀末年，生理學家Voit氏等發現雖然不同種類的動物每kg體重單位時間內的散熱量相差懸殊，但都如折算成每m2體表面積的散熱量，則基本一致。例如馬、豬、狗、大鼠和人的每m2體表面積每24小時的散熱量都在1000kCal左右。藥理學家研究藥物在體內的作用時則習慣于以mg/kg或g/kg等方式來計算藥物的劑量。這種辦法行之于同種動物的不同個體時，問題似乎不大；但用于不同種類動物時，常常會出現嚴重偏小或偏大，以致無法完成實驗。1958年Pinkle氏報告6-MP等抗腫瘤藥物在小鼠、大鼠、狗和人身上的治療劑量，按mg/kg計算時差距甚大，但如改為按mg/m2體表面積計算，就都非常接近（見表2-5），此后，按體表面積計算劑量的概念逐漸為藥理學家接受，被認為尤其適用于不同動物之間劑量的換算。21藥效學實驗設計22藥效學實驗設計動物的體表面積的一般計算法：

從體重推算體表面積，一般認為Meeh-Rubner公式較為合適：

A=k(W2/3)/10,000式中A為體表面積，以m2計算；W為體重，以g計算；K為常數，隨動物種類而不同，小鼠和大鼠9.1,豚鼠9.8,兔10.1，貓9.9,狗11.2,猴11.8,人10.6。應當指出，這樣計算出來的體表面積仍是粗略估計，不一定完全符合實測數據。23藥效學實驗設計例：試算一體重為1.5kg的家兔的體表面積：解：A=10.1(15002/3)/10,000

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

24藥效學實驗設計人或動物之間藥物劑量的換算：為使用方便，可按“mg/kg折算mg/m2的轉換因子”進行換算：25藥效學實驗設計26藥效學實驗設計27藥效學實驗設計由上表可見，按mg/kg劑量折算成等效劑量，人為小鼠的1/12，大鼠的1/6，家兔、猴的1/3，狗的1/2。28藥效學實驗設計

高低劑量的確定：如已知某藥的劑量范圍，進行藥效對比時，一般選中效劑量；進行拮抗實驗或解毒實驗時，劑量應偏高；進行多藥協同實驗時，劑量應偏低。29藥效學實驗設計量效曲線測定時的多劑量確定：一般方法，確定最適劑量時應從小劑量開始（產生20%左右的療效），在離體器官上按3倍或10倍遞增，在整體動物上按2倍或3.16倍（√10=3.16）。不同藥物有不同的量效曲線斜率，故遞增比例不同，一般應按等比級數遞增。在預試中確定了最小有效量A、最大有效量B、欲分組數N的情況下，各組間的劑量比r可按下式求出。

r=各組劑量分別為a,ar,ar2,ar3,……30藥效學實驗設計例如：如某藥A=1mg/kg,B=10mg/kg,劑量組N=3,則計算劑量比如下：

r==3.16劑量分組如下：低劑量組：劑量為a:1mg/kg

中劑量組：劑量為ar:1×3.16=3.16mg/kg

高劑量組：劑量為ar2:1×3.16×3.16=9.9856≈10mg/kg31藥效學實驗設計錯誤設計舉例：低劑量組：劑量為1mg