药效学实验设计方法

自主设计实验(中药方剂药效学实验)点评总结

中药学院药理教研室沈旭华

【题目】

明确限定主题内容

动物实验还是临床试验

基本要素:处理因素(药物)受试对象实验效应

语法结构:偏正词组(核心,最常用)

【目的】

1.评价及掌握实验方法

实验方法名称及应用价值;注意方法中所检测的指标与药物效应之间的内在对应关系。

根据实验目标,比较相同意义的不同实验方法的利弊,作出合理的方法选择。

(参见《高血压大鼠模型的研究进展》(王东,蒋湘莲.中国动脉硬化杂志,2006,l4(3):271-273,276))

2.观察药物的效应(期望)

1)受试药物的效应(有或无;利或弊)

反映效应的指标选择要求:兼顾客观性、特异性、精确性、灵敏性

2)比较作用差异:效应性质;同质:强度、起效、维持

同一药物不同剂量

同一原料不同产地来源、培育方法、炮制、加工等

方剂加减(味、量)

同一效应不同药物

【原理】适当解释(注:科研论文无此项,相应内容在【讨论】中体现)

1.建立病理模型的依据与评判标准,阐明其病理机制;

2.病理模型与临床病症(证候)的对应关系,即病理模型如何模拟临床病症;

3.指出阳性对照药防治病理模型的依据;

4.病理模型与受试药应用时机的关系,即采用预防还是治疗说明药物的效应;

5.指标选择及其与效应的对应关系;

6.造模与不造模意义有何不同。

【材料】

药品(试剂):

制剂的完整表达:浓度(%、g/ml、U/ml、mol/L、…)药(剂)名称剂型;

凡属商品则还须注明:规格,厂家,批号。

1)造模剂:所造病症(证候)模型应成熟、可靠、稳定

2)受试药:

(1)方剂及其加减,即通过组方和拆方,探讨方剂配伍规律(君臣佐使增效减毒)

(2)单位中药不同方法的炮制品、提取物(有效部位)等

(3)单味或复方固定的中药制剂:如,复方丹参注射液

(4)同类成分:如,灵芝多糖

(5)单一组分:如,延胡索乙素

凡不是商品药物,都须说明药物的组成(种类及数量)、加工制备/提取过程,最终浓度(代表成分含量或生药含量m(g)/L )

3)阳性对照药:西药或中药选用的要求:

(1)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。

(2)可比性:其功用(作用环节或机制)、主治、剂型(给药途径)与受试药相似。(3)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。

2

4)阴性对照药:如,NS

5)检测所需试剂:常配在相应指标检测试剂盒中,若有缺则应另外准备

6)其他试剂:如,细胞培养基

如果药物使用前经过调配的,应注明配制方法。

动物:物种年(周、月)龄体重性别级别来源合格证(生产/饲养/使用)

器材:

常规器材可简略:例如,称重:电子称或天平与砝码给药:注射器(1.0ml、2.0ml、5.0ml)与针

头(4 号、5 号),大鼠或小鼠灌胃器

指标检测的特殊仪器/主要仪器:标明:型号/规格仪器名称

【方法】药效学的动物实验设计尽可能与临床病症防治要求及依据相一致

设计方案:

治疗性或预防性:前者更有临床指导价值,后者有助于探索机制。

分组:

组别:正常(空白)组、模型组、阴性对照组、阳性对照组、实验组(多组等比剂量:如,高、中、低;不同药物之间构成相互对照);(参见【结果】部分表格)

正常(空白)组、模型组有时可被省略。

方法:必须采用随机方法。例,按体重自低到高排序编号,依随机数字表法或随机排列法分组。

数量:满足统计学要求;

基本规律:

物种个体(体重)越小,其所需数量越多;

例如:计量资料,通常每组小鼠至少10 只,大鼠至少6~8 只。

变异程度越大,则需动物数量越多。

给药量:

先确定总量及每日给药量(g(生药/有效成分)/kg体重)

1.根据文献直接引用(同物种、同效应);

2.跨物种换算关系求出等效剂量;

根本依据:按单位体重体表面积之比确定单位体重给药量的倍数关系。

一般规律:物种个体(体重)越小,该物种单位体重给药量越大。

3.1 和2 所得经预试后,往往还需作出调整以确定正式实验时的给药剂量。

再根据适宜的单位体重给药容积(如,小鼠:0.1~0.4ml/10g)确定药物的配制浓度。

给药方法:给药途径每次给药量一天×次共给×天或×次

给药时机如,首次给药:造模前/后第×天;连续给×天或第×、×、…天各给一次。

关键操作(尤其检测、处理)步骤、方法与时间节点:

凡具体操作引用文献且文献中相应陈述足够详尽者,则不必细述,但必须标明文献出处

观测指标的时间及次数

实验观测的期限及依据

原始指标的观察与检测方法

统计分析及方法:

统计指标与换算方法:

例如,药物有无降压效应,原始观测指标为血压值,有意义的统计指标是血压差值。

药物有无抗炎效应,原始观测指标为足跖容积,有意义的统计指标是足跖肿胀百分率。

足跖肿胀百分率(%)==(致炎后足跖容积—致炎前足跖容积)/致炎前足跖容积×100% 数据表达:计量资料:均数±标准差(X ±S)(假定数据服从正态分布)

检验水平:α=0.05,一般取双侧(因事先不能肯定相比较的两者一定是“>”或“<”的关系)

统计软件:名称及版本号,如:SPSS 12.0;SAS 5.0

药效学中最常涉及如下的统计检验:(具体选用方法与实验设计及数据特征等相关)

计量资料检验:单因素方差分析组间比较用q 检验

计数资料检验:χ 2 检验

3

不同具体情况的统计检验归纳如下:

(摘自王洁贞主编,《医学统计学》,2002 年第1 版,郑州大学出版社,P117)

4

【结果】

药效学实验设计方法

假设上表内容为观察受试药对病理模型有无治疗作用,则2 组可省去,若造模以自身前后为对照作判断,则1 组也可省去,3~11 组都先造模后用药。

若指标值属计量资料,且假定各组数据呈正态分布,则其统计分析可用单因素方差分析,组间比较用q 检验。

统计分析过程:(统计软件在输入原始数据后按程序运行即可给出最终所需统计结果,但具体统计方法必须由人合理选择,故必须知道其统计学原理)

按上表3~11 组实验设计为例:

F 值法判断各组总体均数相等或不全相等。

若各组总体均数相等,则表明造模未成功,实验失败。

若各组总体均数不全相等,则可用q 检验作组间两两比较。

3 造模前后比较,若差别有统计学意义且为期望方向改变,则表明造模成功(a);

4 与3 造模前后同时段比较,若差别有统计学意义且为改善作用,则表明阳性药发挥药效

(b);

同时满足(a)和(b),则实验体系可靠,可用于检验受试药物有无效应。

5~11 分别与3 比较,若差别有统计学意义且为改善作用,则表明相应剂量的药物发挥药效。5~7 之间、8~10 之间的比较体现作用强弱有无剂量依赖性。

6 与11、9 与11 之间的比较体现不同药物之间效应有无协同性。

5 与8、

6 与9、

7 与10 之间的比较体现等量的不同药物效应有无差异。

【讨论】

预期结果与解释分析。

实验设计严格遵循随机、对照和重复的原则是实验结果有效可信的先决条件,也是实验结果可作统计分析的根本前提,否则实验结果和统计分析毫无意义。

根据数据的统计分析,在确定造模、阳性对照成功的基础上,才可对比判断受试药有无预想的效应。

因此实验要获得正确的结论推断,必须以实验设计严格遵循原则、正确的统计处理为前提条件,绝不是简单的同组前后或组间的数据大小的比较。

若有预想的效应,应作出合理解释和推断,陈述相应依据(常须引用相关参考文献)。

若结果不符合预期,尚需考虑实验设计是否合理、有无控制或均衡非处理因素的影响等,方可下否定结论。

【结论】

围绕实验主题作药效学判断:

(受试药物)增加/降低(指标),表明/提示:(受试药物)具有/不具有(效应);(受试药物A)比(受试药物B)增加/降低(指标)更明显,表明/提示:(受试药物A)比(受试药物B)(效应)作用强(弱)。

注意:仅依据单一方法的某一(些)指标,不宜下绝对的结论;针对某一效应,同时采用不同物种/方法、多项指标的实验,且都获得一致结果,才好下明确结论。

若受试药物能够降低(指标),提示:受试药物具有(效应);

若受试药物比阳性对照药更能降低(指标),表明:受试药物比阳性对照样对病毒的抑制作用更强。

(参见《中药、天然药物研究技术指导原则(集)》中的有关要求(PDF 文档))

启示

自主设计实验涉及设计和实施两大环节,本次自主设计实验要求按照科研实验设计的规范思路拟定实验方案,并在有所选择的基础上进行实践验证。

自主设计实验的设计阶段需要整合多学科知识,不仅要知其然,更需知其所以然。

所拟方案理论上具有科学依据,实践上具有可操作性(即按所列方法步骤能顺利无误地进行操作)。

现阶段自主设计实验,重在演练思维方法,宜从验证性实验开始,可从教学实验内容入手,查阅相关文献资料,按科研的规范补充完善实验设计,以效仿科研论文的形式呈现设计方案。此类自主设计一经亲历并成功实施完成,无疑有助于积聚和完善实验设计能力,为今后最终围绕解决

临床现实问题而展开的以药效学为核心的创新性的探究性的科研实验打下基础。

药效学实验在药效获得确认后还需作进一步设计实验(深入及拓展),探讨药物的作用机制、药动学、等药理学范畴的科研内容。

一般而言,新药研发应先做毒理学实验,如,LD50、最小致死量、最大耐受量、最大给药量等。总之,药物最终作为医疗手段用以解决临床问题,但用药必须同时满足安全(毒理学)

有效(药效学)。

(参见《中药、天然药物研究技术指导原则(集)》中的有关要求(PDF 文档))

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