毒理學動物實驗設計PPT學習教案

1、會計學1毒理學動物實驗設計毒理學動物實驗設計一、毒理學毒性評價試驗的原則一、毒理學毒性評價試驗的原則毒理學實驗通常是毒性評價或安全性評價試驗，通常由權威機構規(guī)定評價程序。在描述毒理學的試驗中，有三個基本的原則:1.外來化學物在實驗動物產生的作用，可以外來化學物在實驗動物產生的作用，可以外推于人外推于人基本假設為：人是最敏感的動物物種；人和實驗動物的生物學過程包括化學物的代謝，與體重（或體表面積）相關。 第1頁/共22頁2.2.實驗動物必須暴露于高劑量實驗動物必須暴露于高劑量 是發(fā)現(xiàn)對人潛在危害的必需的和可靠的方法。 一般要設3個或3個以上劑量組，以觀察劑量-反應（效應）關系，確定受試化學物引起

2、毒效應及其毒性參數(shù)。 (1)毒性試驗的設計并不是為了證明化學品的安全性，而是為了表征化學品可能產生的毒作用。 (2)毒理學試驗中實驗模型所需的動物總是遠少于處于危險中的人群。為了在少量動物得到有統(tǒng)計學意義的可靠的結果，需要應用相對較高的劑量，以使效應發(fā)生的頻率足以被檢測。第2頁/共22頁3.成年的健康實驗動物和人可能的暴露途徑是成年的健康實驗動物和人可能的暴露途徑是基本的選擇基本的選擇 (1)成年的健康（雄性和雌性未孕）實驗動物作為一般人群的代表性實驗模型。幼年和老年動物、妊娠的雌性動物、疾病狀態(tài)作為特殊情況另作研究 。(2)毒理學試驗中染毒途徑的選擇，應盡可能模擬人接觸該受試物的方式。 第3

3、頁/共22頁1.1.對照原則對照原則在動物實驗中，要求相比較的各組間動物的種類、性別、年齡、體重等盡可能地一致。對照組與實驗組同等重要，兩組的動物數(shù)應相等。 (1)空白對照：又稱正常對照(2)標準對照：又稱有效對照或陽性對照(3)組間對照： (4)自身對照：科研設計遵循的三原則科研設計遵循的三原則第4頁/共22頁2.2.重復原則重復原則(1)足夠的實驗樣本數(shù)： (2)實驗結果的可重復性： 第5頁/共22頁3.3.隨機原則隨機原則 為了減少個體差異這種非處理因素的干攏，應于實驗前將實驗動物依統(tǒng)計學原則進行隨機分組，以此達到盡可能降低非處理因素的混雜效應，從而提高每組動物間均衡性的目的。 （1）隨

4、機分組方法：隨機數(shù)字表法；計算機軟件（如SPSS、SAS、Excel等）方法 。（2）例子：將32只動物按體重每4只組成一個區(qū)組，隨機分配到4種處理中，共組成8個區(qū)組。 第6頁/共22頁表1 SPSS程序隨機化區(qū)組分配設計方案行號行號程序程序01Input program.02Loop I=1 to 32.03Compute X=RND(I/4 + 0.25).04End case.05End loop.06End file.07End input program.08Execute.09Compute II=Uniform(1).10Rank Variables=II BY X.11Exec

5、ute.說明：第0107行是產生8個區(qū)組，第0910行是產生隨機數(shù)，對隨機數(shù)按區(qū)組再進行排秩分組。第7頁/共22頁二、毒理學毒性評價試驗的基本目的二、毒理學毒性評價試驗的基本目的1.1.受試物毒作用的表現(xiàn)和性質受試物毒作用的表現(xiàn)和性質 在急性和慢性毒性試驗中，觀察受試物對機體的有害作用，對有害作用的觀察應該是對每個實驗動物進行全面的、逐項的觀察和記錄。發(fā)現(xiàn)有害作用是進行劑量-反應(效應)研究的前提。 第8頁/共22頁LogDoseBiological ResponseNOEL: No Observable Effect LevelNOAEL:No Observable Adverse Effe

6、ct LevelLOEL: Lowest Observable Effect LevelLOAEL: Lowest Observable Adverse Effect LevelFEL: Frank Effect Level2.2.劑量劑量- -反應反應( (效應效應) )研究研究 第9頁/共22頁4.4.確定損害的可逆性確定損害的可逆性 5.5.其它其它毒作用的敏感檢測指標和生物學標志毒作用機制研究受試物的毒物動力學和代謝研究中毒的解救措施 3.3.確定毒作用的靶器官確定毒作用的靶器官 第10頁/共22頁三、毒理學動物實驗設計內容三、毒理學動物實驗設計內容1. 1. 實驗動物選擇：實驗動物選

7、擇：2. 2. 實驗動物分組與劑量選擇、實驗期限：實驗動物分組與劑量選擇、實驗期限：第11頁/共22頁LogDoseBiological Response低劑量組：低劑量組：NOAEL中劑量組：中劑量組：LOAEL高劑量組高劑量組第12頁/共22頁3. 3. 實驗觀察指標選擇：實驗觀察指標選擇：實驗指標（觀測指標）是指在實驗觀察中用于反映研究對象中某些可被檢測儀器或研究者感知的特征或現(xiàn)象標志。 實驗指標選擇的基本條件：（1）特異性 （2）客觀性 （3）靈敏度 （4）精確度 （5）可行性 （6）認可性 第13頁/共22頁實驗指標選擇依據(jù)通常有：（1）根據(jù)實驗的目的、任務和內容選擇指標。（2）根據(jù)

8、化學物的種類和用途來選擇國家標準、部委和各級政府發(fā)布的法規(guī)、規(guī)定和行業(yè)規(guī)范中相應的程序中的實驗方法要求來選擇指標。 4. 4. 統(tǒng)計學處理方法：統(tǒng)計學處理方法： 第14頁/共22頁數(shù)據(jù)類別和統(tǒng)計學要求數(shù)據(jù)類別和統(tǒng)計學要求統(tǒng)計學方法統(tǒng)計學方法1“有或無有或無”數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：動物間的比較動物間的比較個別組的比較個別組的比較Fisher精確分布檢驗精確分布檢驗(不分層的數(shù)據(jù)不分層的數(shù)據(jù))22校正的卡方檢驗校正的卡方檢驗(分層或不分層的數(shù)據(jù)分層或不分層的數(shù)據(jù))非均勻性非均勻性 2K卡方檢驗卡方檢驗(分層或不分層的數(shù)據(jù)分層或不分層的數(shù)據(jù))與劑量相關的趨勢與劑量相關的趨勢 Armitage檢驗檢驗(分層或不

9、分層的數(shù)據(jù)分層或不分層的數(shù)據(jù))動物內部比較動物內部比較個別組的比較個別組的比較McWemar檢驗或符號檢驗檢驗或符號檢驗非均勻性非均勻性Cochran檢驗檢驗變量問的相關性變量問的相關性Fisher精確分布檢驗精確分布檢驗2X2校正的卡方檢驗校正的卡方檢驗2分級數(shù)據(jù)：分級數(shù)據(jù)：動物間的比較動物間的比較個別組的比較個別組的比較Mann Whitney u檢驗檢驗非均勻性非均勻性KruskalWallis單向方差檢驗單向方差檢驗與劑量相關的趨勢與劑量相關的趨勢非參數(shù)趨勢檢驗非參數(shù)趨勢檢驗動物內部的比較動物內部的比較個別組的比較個別組的比較Wilcoxon配對符號秩和檢驗配對符號秩和檢驗非均勻性非均

10、勻性Friedman雙向方差分析雙向方差分析與劑量相關的趨勢與劑量相關的趨勢Page檢驗檢驗變量間的相關性變量間的相關性Spearman等級相關系數(shù)等級相關系數(shù)3連續(xù)數(shù)據(jù)：連續(xù)數(shù)據(jù)：動物間的比較動物間的比較個別組的比較個別組的比較 t檢驗檢驗非均勻性非均勻性單向方差分析單向方差分析與劑量相關的趨勢與劑量相關的趨勢線性回歸分析線性回歸分析動物內部比較動物內部比較個別組的比較個別組的比較 配對配對t檢驗檢驗非均勻性非均勻性雙向方差分析雙向方差分析與劑量相關的趨勢與劑量相關的趨勢線性回歸分析線性回歸分析變量間的相關性變量間的相關性各組變量間相關性的變化各組變量間相關性的變化Pearson相關系數(shù)協(xié)方

11、差的分析相關系數(shù)協(xié)方差的分析變量隨時間而變化變量隨時間而變化用方差分析評估第二個時間與第一個時間的差別用方差分析評估第二個時間與第一個時間的差別表表2 IPCS2 IPCS專家組推薦的統(tǒng)計學分析方法專家組推薦的統(tǒng)計學分析方法 第15頁/共22頁四、實驗和觀察四、實驗和觀察2.2.實驗及其結果的觀察記錄實驗及其結果的觀察記錄(1)按照預備實驗確定的步驟進行實驗；(2)熟練掌握實驗方法，用量準確，嚴肅認真地操作；(3)經分析屬于錯誤操作或不合理的結果應重做實驗(4)仔細、耐心地觀察實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象（結果），并進行思考。 1.1.實驗準備和預備實驗實驗準備和預備實驗 第16頁/共22頁通常實驗記

12、錄的項目和內容為：通常實驗記錄的項目和內容為：（1）實驗名稱、實驗日期、實驗者；（2）受試對象：動物種類、品系、編號、體重、性別、健康狀況、飼料、離體器官名稱等；（3）實驗藥物或試劑：名稱、來源（生產廠）、劑型、批號、規(guī)格、含量、濃度、給藥體積、給藥劑量、給藥時間、給藥間隔、療程等；（4）實驗儀器：主要儀器名稱、生產廠、型號、規(guī)格等；第17頁/共22頁（5）實驗條件：實驗時間、室溫、動物飼養(yǎng)環(huán)境（種名、合格證號）、恒溫條件等；（6）實驗方法及步驟：動物麻醉、固定、分組、染毒劑量和途徑、測量方法等；（7）實驗指標：名稱、單位、數(shù)值及不同時間的變化、實驗方法或主要儀器等；（8）數(shù)據(jù)處理： 實驗結果的整理、統(tǒng)計方法與結果等。第18頁/共22頁五、環(huán)境化學物對機體損害作用的評價五、環(huán)境化學物對機體損害作用的評價 鎘是環(huán)境中廣泛存在的有毒重金屬元素之一，鎘污染及其危害己是一個全球性的環(huán)境醫(yī)學問題，急性鎘暴露可損害機體多種靶器官組織，包括腎臟和肝臟等。 肝臟是急性鎘暴露的主要靶器官，肝實質細胞的腫脹、嗜酸性變、淋巴細胞浸泣及核固縮等鏡