科研設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)

袁秉祥（西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)系）82657724;ybx@科研選題,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理科研思路和選題創(chuàng)新第一節(jié)創(chuàng)新創(chuàng)新創(chuàng)新一、順向外展（uni-directionalextrapolation)1、沿最新發(fā)現(xiàn),思路,觀點(diǎn),方向提出2）應(yīng)用型、側(cè)向型或枝節(jié)性課題（新穎性）1）主導(dǎo)性、前沿性、深入性課題（更快,更高）2、沿著自己研究室的工作積累和長期堅(jiān)持的研究方向提出更深入、更全面的課題。3、經(jīng)過國內(nèi)外的技術(shù)合作、學(xué)習(xí)進(jìn)修、攻讀學(xué)位，將參與的課題延伸或擴(kuò)展，提出新的的課題。4、通過學(xué)術(shù)交流（特別是國際學(xué)術(shù)會議）獲得最新、最全面的科研信息，綜合分析后提出新問題。開辟新的方向和引導(dǎo)世界跟蹤5、技術(shù)引進(jìn)，填補(bǔ)空白二、逆向外展（reverseextrapolation）1、以一定線索為依據(jù)，對傳統(tǒng)理論、觀點(diǎn)提出有根據(jù)的疑問，并向相反的方向推論，進(jìn)而開創(chuàng)出新的研究領(lǐng)域，開創(chuàng)新的方向。缺血損傷研究抗缺血研究缺血再灌注損傷缺血預(yù)適應(yīng)保護(hù)缺血后適應(yīng)保護(hù)灌注治療短時(shí)間缺血舒張血管抑制血栓血液流變抗動脈硬化降低耗氧和代謝（耐缺氧）抑制調(diào)亡介入和手術(shù)藥物性保護(hù)2、通過偶然機(jī)遇、意外發(fā)現(xiàn)，對傳統(tǒng)觀點(diǎn)提出疑問，進(jìn)行反向思維，進(jìn)而開創(chuàng)出新的研究領(lǐng)域。提出疑問→內(nèi)皮細(xì)胞→

EDRPs→NO→心血管,免疫和神經(jīng)功能┄┄→1998年生理與醫(yī)學(xué)Nobel獎血管內(nèi)皮損傷血管內(nèi)皮完整RobertFFurchgottLouisJIgnarro,FeridMurad三、交叉擴(kuò)展（acrossextrapolation）1、學(xué)科借鑒原油管道輸送┄┄┄┄┄→血液流變學(xué)2、學(xué)科交叉生物學(xué)+信息學(xué)┄→生物信息學(xué)數(shù)學(xué)+醫(yī)學(xué)┄→數(shù)學(xué)藥理學(xué)，數(shù)學(xué)生理學(xué)…醫(yī)學(xué)+心理學(xué)┄→醫(yī)學(xué)心理學(xué)醫(yī)學(xué)+社會學(xué)┄→吸煙、酗酒，藥物成癮醫(yī)學(xué)+藥學(xué)┄→臨床藥學(xué)3、臨床-基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)交叉從臨床尋找實(shí)際問題；從基礎(chǔ)尋求技術(shù)和理論突破；基礎(chǔ)-臨床結(jié)合解決重點(diǎn)或重大問題。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第二節(jié)根據(jù)研究目的、工作積累和研究條件，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，進(jìn)行學(xué)術(shù)研討，充分掌握相關(guān)理論和技術(shù)方法，提出關(guān)鍵問題，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

重復(fù)、隨機(jī)、對照

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理和原則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則1.重復(fù)（replication）

結(jié)果應(yīng)穩(wěn)定重復(fù)，盡量增加例數(shù)，減少實(shí)驗(yàn)誤差：抽樣誤差偶然因素對抽樣的干擾，使總體不同質(zhì)。均衡隨機(jī)，樣本足夠。條件誤差實(shí)驗(yàn)條件（時(shí)間、環(huán)境……）不均衡所致。同步平行觀察。系統(tǒng)誤差實(shí)驗(yàn)平臺、測定標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)慣造成的單向偏差。提高實(shí)驗(yàn)條件和學(xué)科水平。過失誤差研究者和被研究者的主觀意愿、精神因素干擾了研究結(jié)果。嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如雙盲法設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)隨機(jī)目的是把一切干擾因素均衡地分配到各組（實(shí)驗(yàn)組和對照組）中，避免主觀因素和實(shí)驗(yàn)誤差的影響。獲得隨機(jī)數(shù)字……進(jìn)行隨即分組。在實(shí)際工作中常采用均衡隨機(jī)進(jìn)行分組，即先將可控制因素（如性別、體重、病情、病程……）進(jìn)行分層，然后在每一層次中再進(jìn)行隨機(jī)分組。2．隨機(jī)（randonmization）

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則對比的結(jié)論是：有無顯著性意義或是否具有生物等效性。對照分為陰性對照（或稱空白對照）和陽性對照，對照應(yīng)是在同時(shí)、同地、同條件下進(jìn)行，使對照組具有可比性。3．對照（control）

對照就是研究，是科研對比的基礎(chǔ)，只有對比才能得出統(tǒng)計(jì)學(xué)的結(jié)果和研究結(jié)論。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則

┌正常組對照（假手術(shù)組）

對照組┤模型組對照*

└陽性組對照

┌小劑量

實(shí)驗(yàn)組┤中劑量

└大劑量

通常以模型組對照為對照組陰性組對照二、分組對照設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì)以機(jī)體（動物、病人、標(biāo)本）自身作為對照的配對資料，即在同一個(gè)體上觀察處理前后的變化。如同一標(biāo)本（血樣、尿樣）用2種檢測方法的結(jié)果比較，一批病人兩個(gè)療程的比較。

給藥前A——→∣給藥后A’

┌A1——→∣給藥后A1’

└A2——→∣給藥后A2’AS1.單組自身比較設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)????????????????????(n=20)????????????????????(n=20)1個(gè)療程2個(gè)療程????????????????????(n=20)有效率=50%有效率=60%配對t檢驗(yàn)泊松分布關(guān)聯(lián)x2和優(yōu)勢x2正常對照組A——→*模型對照組B——→陽性對照組C——→實(shí)驗(yàn)組（1）D——→

實(shí)驗(yàn)組（3）E——→

實(shí)驗(yàn)組（10）F——→

2．單純平行對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì)量反應(yīng)：單因素（組間）方差分析→兩兩對比（t、t′或q、q′

檢驗(yàn)）最常用、最簡單的設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)組和對照組同步開始，同步結(jié)束。（對比組）∣∣∣∣∣∣質(zhì)反應(yīng)：x2檢驗(yàn)量效關(guān)系的顯著性檢驗(yàn)（tr）實(shí)驗(yàn)組和對照組同步開始，多次測量，同步結(jié)束，如：給藥前、給藥后10、30、60、120min、…。給藥前給藥后

對照組A―→。―→。―→

。―→∣

實(shí)驗(yàn)組B―→。―→

。―→

。―→∣

3．多次測量平行對照數(shù)據(jù)處理：多次測量的方差分析→兩兩對比(t,t′或q,q′檢驗(yàn))實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì)如給藥前數(shù)據(jù)已有差異，應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，用變化（差值）或變化率表示。某些研究和測定無法做到同時(shí)同地完成，經(jīng)常需要跨時(shí)間、多中心完成；但在數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)注意批間和順序變異。

對照組A∣∣∣實(shí)驗(yàn)組B∣∣∣對照組A實(shí)驗(yàn)組B對照組A實(shí)驗(yàn)組B對照組A實(shí)驗(yàn)組B第一批第二批第三批第1段第2段第3段4．平行分批分段對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì)不可將多批數(shù)據(jù)綜合一并處理，而應(yīng)求出批間變異進(jìn)行析因處理：析因t檢驗(yàn)；方差分析臨床研究中先將可控因素（如性別、體重、病情、病程……）進(jìn)行分層（如3個(gè)層次），然后在每一層次中再進(jìn)行隨機(jī)分組。1層∣2層∣

3層∣

1層∣

2層∣

3層∣

對照組實(shí)驗(yàn)組5.平行分層對照（均衡隨機(jī)）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì)多因素方差分析，按平行對照處理，t、t′（q、q′

）檢驗(yàn)。交叉對照設(shè)計(jì)適合于動物或病人狀態(tài)穩(wěn)定，刺激或藥物作用后可恢復(fù)到原來狀態(tài)，如自發(fā)性高血壓大鼠和二期高血壓病人對降壓藥的作用。在進(jìn)行相對生物度測定時(shí)，通常采用這種交叉配對設(shè)計(jì)。1)一次交叉（AOB，BOA）：交叉配對設(shè)計(jì)

A:對照組∣清洗期B:對照組∣

B:實(shí)驗(yàn)組∣（7t1/2）

A:實(shí)驗(yàn)組∣6.交叉對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì)所得數(shù)據(jù)可進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)或生物等效性分析（采用雙向單側(cè)t檢驗(yàn)）。ABC

ABCDABCDE

ABCDEFBCABCDABCDEABCDEFACABCDABCDEABCDEFAB

DABC

DEABCDEFABC

EABCDEFABCDFABCDE3×34×45×56×62）多次交叉（拉丁方設(shè)計(jì)）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì)拉丁方設(shè)計(jì)巧妙合理，同一病例、動物和標(biāo)本可多次使用，所需例數(shù)較少，消除了用藥順序影響和個(gè)體差異的干擾，統(tǒng)計(jì)效率很高。拉丁方設(shè)計(jì)特別適于病情和模型穩(wěn)定的珍貴病例或動物的研究。缺點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)周期成倍延長，方差分析數(shù)據(jù)庫稍復(fù)雜。6、多因素多水平實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正交設(shè)計(jì)（orthogonaldesign)均勻設(shè)計(jì)（uniformitydesign)權(quán)重配方法（weightedmodificationmethod）參數(shù)法（parametermethod）映射法（refectionmethod）正交t值法（orthogonalttest)綜合指數(shù)法（comprehensiveindexmethod）等效線法（Loewe）合并指數(shù)法（Chou-Talalay）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)多因素多水平設(shè)計(jì)1）正交設(shè)計(jì)(Orthogonaldesign)以嚴(yán)謹(jǐn)而巧妙的分組安排來分析多因素多水平的資料●均衡分散：試驗(yàn)點(diǎn)在試驗(yàn)范圍內(nèi)排列規(guī)律整齊●整齊可比：試驗(yàn)點(diǎn)在試驗(yàn)范圍內(nèi)散布均勻。●L是正交設(shè)計(jì)表的符號，例如L4表示4種組合，L4(23)表示3種因素各2個(gè)水平。L4(23)正交表的代號試驗(yàn)次數(shù)因素的水平數(shù)因素?cái)?shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)多因素多水平設(shè)計(jì)3因素2水平，用正交表需要安排L4(23)=4組試驗(yàn)；5因素5水平，用正交表需要安排L25(55)＝25組試驗(yàn)。組合實(shí)驗(yàn)組合安排實(shí)驗(yàn)次數(shù)及結(jié)果Ca2+K+Mg2+123合計(jì)A1(高）1(高）1(高）8.6B1(高）2(低)2(低)2.0C2(低)1(高）2(低)9.7D2(低)2(低)1(高）3.0Z1(1水平和)14.818.317.611.111.311.133.5Z2(2水平和)18.715.215.9D(Z1-Z2)-L4（23）三種營養(yǎng)液成分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及其數(shù)據(jù)處理Ca2+的|D|最大，說明Ca2+對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響最大，且低濃度效果最好；K+影響次之，高濃度效果好；Mg2+影響小，高濃度效果好；結(jié)論是：低Ca2+、高K+和高M(jìn)g2+為最佳組合。多因素多水平設(shè)計(jì)

2）均勻設(shè)計(jì)(Uniformitydesign)1978年，七機(jī)部由于導(dǎo)彈設(shè)計(jì)提出了一個(gè)五因素大于10水平的試驗(yàn)要求，而試驗(yàn)總數(shù)不超過50，顯然優(yōu)選法和正交設(shè)計(jì)都不能做到，方開泰與王元經(jīng)過幾個(gè)月的共同研究，提出了“均勻設(shè)計(jì)”試驗(yàn)設(shè)計(jì)用于導(dǎo)彈設(shè)計(jì)，并取得了成效。排列組合53＝125次試驗(yàn)73=343次正交設(shè)計(jì)52＝25次試驗(yàn)72=49次均勻設(shè)計(jì)5次試驗(yàn)7次每個(gè)表有一代號Un(qs)，U表示均勻設(shè)計(jì)，n次試驗(yàn)，每個(gè)因素有q個(gè)水平，s表示最多因素?cái)?shù)，即最多有s列，其中n=q。設(shè)計(jì)表U6表示有6個(gè)因素（如聯(lián)用藥物），做6次試驗(yàn)，每個(gè)因素有6個(gè)水平（如劑量水平），該表有6列，見表1均勻設(shè)計(jì)表符號表示的意義U7(76)均勻表的代號試驗(yàn)次數(shù)因素的水平數(shù)因素?cái)?shù)

3）權(quán)重配方法（weightedmodificationmethod）孫瑞元教授利用均勻設(shè)計(jì)和優(yōu)化（或超級）拉丁方設(shè)計(jì)原理，并根據(jù)復(fù)方藥物量效關(guān)系規(guī)律，建立的數(shù)據(jù)分析方法和科學(xué)、高效、簡便的新藥組方方法。權(quán)重配方法進(jìn)行規(guī)范的多比例、多劑量的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究手段。

均勻設(shè)計(jì)+優(yōu)化拉丁方設(shè)計(jì)6543216個(gè)組分藥配伍組1配伍組2配伍組3配伍組4配伍組5配伍組66個(gè)劑量組123456U6(66)均勻設(shè)計(jì)+6×6拉丁方設(shè)計(jì)配伍組1配伍組2配伍組3配伍組4配伍組5配伍組66543211236個(gè)劑量組3個(gè)組分藥3個(gè)組分藥及其18個(gè)劑量在6個(gè)配伍組中的均勻分布U6(66)均勻設(shè)計(jì)+3×3拉丁方設(shè)計(jì)42只♂SD大鼠正常對照組(6只)給藥組(36只)1ml/100g10d

11(3)28(6)

8(2)20(5)6(1)15(4)

7(2)11(4)20(6)5(1)9(3)15(5)

9(1)12(2)16(3)21(4)27(5)36(6)123456雙密達(dá)莫(D3)(mg/kg)亞硒酸鈉(D2)(μg/kg)塞來昔布(D1)

（mg/kg）配伍組量效數(shù)據(jù)：三藥配伍對血栓指數(shù)Q影響，E為1/Q均數(shù)，SD標(biāo)準(zhǔn)差各組分在配伍組中的劑量聯(lián)用藥效配伍組別

組分1

組分2

組分3ESD1

9

7

110.0700.01021211

280.0780.01531620

80.0730.021421

5

200.0690.010527

9

60.0650.01863615

150.0710.010Emax0.093Dmax36.0020.0028.00DEmax12.0011.0028.00DEmin27.009.006.00

標(biāo)化劑量

b(di)b(didj)P值優(yōu)化劑量優(yōu)化劑量注釋和相互作用定性結(jié)果組分1d1-0.067--0.07112.000為組分1DEmax組分2d21.811--0.03720.000為組分2Dmax組分3d31.853--0.01128.000為組分3Dmax主藥交互項(xiàng)d3d1---0.3050.14312.000為組分1劑量,兩組分間呈相加性交互項(xiàng)d3d2--2.3710.07911.000為組分2劑量,兩組分間呈相加性組分重要程度組分3>組分2>組分1理論優(yōu)化組方組分1劑量12.000組分2劑量15.500組分3劑量28.000(注:若同組分獲得不同兩劑量,則取其均數(shù))理論優(yōu)化比例組分1:組分2:組分3=1.00:1.29:2.33

各組分在組方中的作用及其相互作用

（DAS軟件）5）權(quán)重配方分析結(jié)論①復(fù)方塞來昔布抑制血栓形成，雙密達(dá)莫作用明顯(權(quán)重指數(shù)b=1.853，P<0.05)，②亞硒酸鈉作用也較明顯（b=1.811,P<0.05）；③塞來昔布對血栓形成具有潛在危險(xiǎn)性(b=-0.067),且與雙密達(dá)可能相互拮抗(b=-0.305,P=0.143)④理論優(yōu)化組方為塞來昔布12mg/kg+亞硒酸鈉16μg/kg+雙密達(dá)莫28mg/kg,三者的理論配伍比例為：1:0.0013:2.3。排列組合53＝125組73=343組正交設(shè)計(jì)52＝25組72=49組均勻設(shè)計(jì)5組7組權(quán)重配方設(shè)計(jì)6次試驗(yàn)4、正交t值法(Orthogonalttest)中藥復(fù)方藥味數(shù)較多，分析主藥、輔藥，找出最佳組合及最優(yōu)劑量是中藥組方定量分析的出路。孫衛(wèi)民和孫瑞元教授根據(jù)中藥方劑研究特點(diǎn)，按正交設(shè)計(jì)原理及F值與t值的特定關(guān)系，提出了正交t值法。例如研究由10味中藥組成的方劑分析中，利用正交t值的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，其統(tǒng)計(jì)用F檢驗(yàn)。

①分組：AB

A

B2A2B

*協(xié)同AB>2A,>2B

*相加AB>A或B

*拮抗AB<A或B

②分組：ABCABBCACABC2A2B2C

*協(xié)同ABC>A+B+C;AB>2A，2B;BC>2B，2C；……

*相加A+B+C>ABC>A、B或C;A+B>AB>A或B；B+C>BC>B或C;……

*拮抗ABC<A、B或C;AB<A或B;BC<B或C5）拆方設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)拆方設(shè)計(jì)通常藥物的實(shí)驗(yàn)劑量需要通過預(yù)實(shí)驗(yàn)摸索求得，或通過查閱資料獲得。經(jīng)常以mg/kg或g/kg作為劑量單位，人與動物之間，不同種屬動物之間的劑量呼應(yīng)關(guān)系應(yīng)按體表面積來計(jì)算。還應(yīng)注意藥效學(xué)研究與毒理學(xué)研究，臨床前研究與臨床研究之間的劑量呼應(yīng)關(guān)系。劑量設(shè)計(jì)關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗。四、劑量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)劑量設(shè)計(jì)小鼠20g大鼠200g豚鼠400g兔1.5kg貓2.0kg猴4.0kg犬12kg人70kg小鼠20g1.07.012.2527.829.7

64.1124.2387.8大鼠200g0.141.01.717.856.0豚鼠400g0.080.571.09.231.5兔1.5kg0.040.250.441.01.082.44.514.2貓2.0kg0.030.230.410.921.0猴4.0kg0.020.451.01.96.1犬12kg0.0080.030.521.03.1人70kg0.00260.0180.0310.070.0780.160.321.01.按體表面積比率換算等效劑量（標(biāo)準(zhǔn)體重）

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)劑量設(shè)計(jì)

從表中動物與人體表面積比值，直接計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)體重的人或動物的劑量。如大鼠劑量是50mg/kg，推算人的試用劑量。200g體重大鼠的劑量10mg，那么體重為70kg人的總劑量為10×56＝560mg，人的劑量為560÷70＝8mg/kg。規(guī)律：動物越小，劑量（/kg）越大。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)劑量設(shè)計(jì)

2.體型系數(shù)估算法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)劑量設(shè)計(jì)在動物和人的體重與標(biāo)準(zhǔn)體重相差較遠(yuǎn)時(shí)用下列公式劑量：DB為欲求算動物劑量，DA是已知動物劑量，WA和WB分別是它們的體重。RA和RB分別是它們的體重系數(shù)，各種動物和人的體型系數(shù)見下表：種屬小鼠大鼠豚鼠兔貓猴犬人R0.060.090.0990.0930.0820.1110.1040.11非標(biāo)準(zhǔn)體重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)劑量設(shè)計(jì)如大鼠（200g體重）的有效劑量是50mg/kg，推算45kg人的試用劑量：45kg體重人的估算總量是10×45=450mg，為了更安全，取其1/5～1/3做為臨床研究的初試劑量（100mg)。人、各種動物之間的劑量不同，動物的體重越小,劑量（/kg）越大。動物和人的劑量比例關(guān)系（按／kg計(jì)算）如下：3.粗略估算法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)劑量設(shè)計(jì)人犬猴貓兔豚鼠大鼠小鼠12-33-55-77-99-111）臨床前藥效學(xué)劑量：一般在同種動物L(fēng)D50的1/10至1/50之間。2）人的首次試用劑量：①一或二種動物L(fēng)D50的1/600或ED50的1/60～1/10；②長期毒性試驗(yàn)引起可逆性不良反應(yīng)劑量的1/60；③相當(dāng)于犬最大耐受劑量的1/10～1/5。④按體表面積折算，用藥效學(xué)有效預(yù)測劑量的1/5。4.根據(jù)ED50、LD50、最大耐受量來換算實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)劑量設(shè)計(jì)1）以成人劑量估算：用最小分布容積確定最大濃度成人劑量/血液總量（4.5L)=最大實(shí)驗(yàn)濃度（脫水藥）成人劑量/體液總量（15L)=最大實(shí)驗(yàn)濃度2）以動物實(shí)驗(yàn)有效劑量來估算：動物實(shí)驗(yàn)有效劑量/（體重/4）=最大實(shí)驗(yàn)濃度3）以血藥濃度（閾濃度）為實(shí)驗(yàn)濃度4）常用實(shí)驗(yàn)濃度：10-93×10-910-83×10-810-73×10-710-63×10-6

10-5mol/L離體試驗(yàn)濃度（mol/L）估計(jì)方法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)劑量設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理第三節(jié)1、統(tǒng)計(jì)學(xué)2、量效關(guān)系C-T曲線數(shù)據(jù)處理顯著性優(yōu)效性等效性非劣性量反應(yīng)-受體動力學(xué)質(zhì)反應(yīng)-機(jī)率單位法

3、藥動學(xué)房室模型判斷消除動力學(xué)參數(shù)計(jì)算：t1/2(α)、t1/2(β)

、

k10、k12、k21、CL、Vd、F、AUC

累積動力學(xué)參數(shù)計(jì)算：Css、CssCss(max)、Css(min)、生物利用度的等效性研究群體動力學(xué)研究PK/PD研究非線性動力學(xué)量效曲線顯著性界值顯著性S-δ

significanceTS+δS優(yōu)效性superiorityS+δST藥效學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理等效性界值非劣性等效性S-δTnoninferiorS-δS+δSSequivalentT藥效學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理單率述描泊松分布或二項(xiàng)分布法（可信限區(qū)間）兩率對比無配對關(guān)系構(gòu)成比相同例數(shù)≥3χ2（2×2）例數(shù)<3直接機(jī)率法構(gòu)成比不同χ2權(quán)重法有配對關(guān)系關(guān)聯(lián)χ2法＋優(yōu)勢χ2法多率對比有等級順序等級序值法、Ridit法無等級順序多率綜合對比χ2（R×C）組間兩兩對比χ2（2×2）一、統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)數(shù)資料（質(zhì)反應(yīng)）數(shù)據(jù)處理兩均數(shù)對比常態(tài)分布(參數(shù)資料)無配對關(guān)系方差整齊t值法方差不齊t′檢驗(yàn)有配對關(guān)系配對t值法偏態(tài)分布（非參數(shù)資料）秩和檢驗(yàn)，序值法等效性檢驗(yàn)雙向單側(cè)t檢驗(yàn)多均數(shù)對比多組對比單因素方差分析+兩兩對比多因素分析方差分析多批資料析因t值法,方差分析兩兩對比t、t′或q、q′檢驗(yàn)拉丁方設(shè)計(jì)方差分析二、計(jì)量資料（量反應(yīng)）數(shù)據(jù)處理〖例1〗藥效學(xué)研究：對照藥為100±8(n=10)；新藥為94±7(n=10)。判斷差異性和等效性。1）計(jì)算2組標(biāo)準(zhǔn)誤：Se＝3.36；2）差異性判斷：t=｜100-94｜／3.36=1.79，P＞0.05，無顯著意義。3）等效性判斷：查表或計(jì)算得T=1.734，等效判斷標(biāo)準(zhǔn)D=0.1，等效界值：L＝0.1×100－1.734×3.36＝4.17均數(shù)差絕對值為6，大于L值，故等效性不合格。可見t檢驗(yàn)P＞0.05，并不能說明兩藥等效?！祭?〗藥效學(xué)研究：對照藥為60±2（n=20），新藥為64±3（n=20），判斷差異性和等效性。1)兩組標(biāo)準(zhǔn)誤，Se=0.81。2)差異性判斷：t＝(｜60-64｜)／0.81=4.94，P＜0.01，差異有非常顯著性意義3)等效性判斷：L＝0.1×60-[1.644+1.55／(38-0.75)]×0.81=4.64均數(shù)差絕對值（4）小于L值（4.64），故等效性合格，可見t檢驗(yàn)P＜0.01，并不拒絕兩藥等效。

量效關(guān)系顯著性檢驗(yàn)t(r)檢驗(yàn)散點(diǎn)回歸得回歸系數(shù)(r)，n為散點(diǎn)數(shù)

數(shù)據(jù)處理自由度=n-2謝謝！六、量-效關(guān)系設(shè)計(jì)和受體動力學(xué)量效曲線量效實(shí)驗(yàn)曲線直線化量反應(yīng)（Scott比值法）質(zhì)反應(yīng)（Bliss法）直線直線回歸回歸參數(shù)量反應(yīng)KD,EmaxLD50,ED50質(zhì)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)量-效關(guān)系

1.量反應(yīng)：效應(yīng)以可測量的連續(xù)變量表示（x±S）

┍縱坐標(biāo)┍效應(yīng)直方雙曲線

量效曲線┤┕?jié)舛?效應(yīng)對稱s形

┕橫坐標(biāo)┍普通劑量或濃度直線（Scott法）

┕對數(shù)劑量或濃度

EEC/E

ClgCC

E＝─────·Emax10log[D]KD＋10log

E[D]───＝─────EmaxKD＋[D][D]1KD──＝＝───[D]＋───

E

EmaxEmax實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)量-效關(guān)系

縱坐標(biāo)（效應(yīng)）累加反應(yīng)數(shù)或率量效曲線機(jī)率單位

橫坐標(biāo)（劑量）普通劑量對數(shù)劑量Bliss’s法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)量-效關(guān)系2.質(zhì)反應(yīng)：可進(jìn)行率的對比，反應(yīng)頻數(shù)縱坐標(biāo)（效應(yīng)）反應(yīng)頻數(shù)或率橫坐標(biāo)（劑量）普通劑量對數(shù)劑量量效曲線偏態(tài)分布曲線正態(tài)分布曲線長尾s形曲線對稱s形直線舉例：競爭性拮抗

阿托品阻斷M受體對Ach腸管收縮量效關(guān)系的影響

Ach[D]3×10-810-73×10-710-63×10-610-53×10-5104阿托品[A]0mol/L72040627310-8mol/L08184458723×10-8mol/L0051647647410-7mol/L000927456571

E

1

2log(R-1)-lg[A]pA2.C.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).量-效關(guān)系lgC

pD2和pA2的計(jì)算：

log(R-1)=-(-log[A])+(-logKA)

第一步：求出R1、R2、R3直線回歸求出未加阿托品前Ach的KD0；同樣求出加入阿托品后Ach的KD1、KD2和KD3，求出R1、R2，R3：R1=KD1／KD0

第二步：計(jì)算pA2值輸入3組X、Y數(shù)據(jù)組：y=log(R-1)，x=-log[A]；計(jì)算X的理論值[0][x]，求得pA2。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)量-效關(guān)系

非競爭性拮抗

麥角酸二乙胺非競爭性拮抗5-羥色胺犬離基底動脈條收縮作用EAmaxEABmaxLSD（mol/L）010-103×10-1010-93×10-9

5-HT效應(yīng)（Emax）16mm13mm11mm8mm6mmR(EAmax／EABmax)1.23081.454522.6667-log[B]

x109.522998.5228log(R

-1)y-0.6368-0.342400.2218實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)量-效關(guān)系

Emax50%EmaxEClog(R

-1)-log[B]pD2’....log(R-1)=-(-log[B])+(-logKB)輸入4組x、y數(shù)據(jù)組，x為-log[B]，y為log(R

-1)，直線回歸，取回歸參數(shù)和計(jì)算pD2'，計(jì)算X的理論值[0][x]，求得pD2’實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)量-效關(guān)系實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)七、藥動學(xué)研究設(shè)計(jì)血藥濃度C-T曲線臨床血藥濃度監(jiān)測指導(dǎo)臨床合理用藥（劑量、給藥速度、聯(lián)合用藥）臨床生物等效性研究藥動學(xué)研究設(shè)計(jì)房室模型線性模型動力學(xué)模型PK/PD模型給藥途徑和劑型機(jī)體狀態(tài)微分方程→指數(shù)方程→直線方程基礎(chǔ)藥動學(xué)臨床藥動學(xué)1）顯著性檢驗(yàn)（significancetrial）顯示試驗(yàn)藥的效應(yīng)是否不同于對照藥或安慰劑。2)優(yōu)效性檢驗(yàn)（superioritytrial）顯示試驗(yàn)藥的效應(yīng)是否大于對照藥或安慰劑。3）等效性檢驗(yàn)（equivalencetrial）確認(rèn)藥物效應(yīng)差別無重要意義，即試驗(yàn)藥與陽性對照藥在效應(yīng)上相當(dāng)。4）非劣性檢驗(yàn)（noninferioritytrial）顯示試驗(yàn)藥的效應(yīng)不小于陽性對照藥。臨床藥效學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理顯著性界值顯著S-δ

significanceTS+δS優(yōu)效superiorityS+δST藥效學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理等效性界值非劣效等效S-δTnoninferiorS-δS+δSSequivalentT藥效學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理

袁秉祥（西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)系）82657724;ybx@

正交設(shè)計(jì)以嚴(yán)謹(jǐn)而巧妙的分組安排來分析多因素多水平的資料，可以分析出哪個(gè)因素是主要因素，哪個(gè)因素是次要因素；哪個(gè)因素起獨(dú)立作用，哪些因素有相互影響。正交設(shè)計(jì)使得方差分析的計(jì)算過程比一般方差析因分析簡便明確，應(yīng)大力提倡。1.正交配方設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)注意：用正交設(shè)計(jì)選出最佳組方后，應(yīng)繼續(xù)做確認(rèn)性藥效試驗(yàn)，以確定藥物效應(yīng)和相互作用。三、藥物相互作用和配方設(shè)計(jì)配方設(shè)計(jì)另章論述

例1：L4（23）設(shè)計(jì)，L是正交設(shè)計(jì)的符號，L4表示4種組合，23表示3種因素各2個(gè)水平。

營養(yǎng)液中的三種成分：Ca2+、K+、Mg2+，各有2個(gè)水平（高、低濃度），分析各成分的影響和相互作用，找出最佳組合。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)配方設(shè)計(jì)例1：L4（23）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及其數(shù)據(jù)處理組合實(shí)驗(yàn)組合安排實(shí)驗(yàn)次數(shù)及結(jié)果Ca2+K+Mg2+123……合計(jì)A1（高）1（高）1（高）8.6B1（高）2（低）2（低）2.0C2（低）1（高）2（低）9.7D2（低）2（低）1（高）3.01水平和(Z1)14.818.317.633.52水平和(Z2)18.715.215.9差值D(Z1-Z2)-實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)配方設(shè)計(jì)Ca2+的|D|最大，說明Ca2+的濃度變化對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響最大，且低濃度效果最好；K+影響次之，高濃度效果好；Mg2+影響小，高濃度效果好；結(jié)論