1、中医药实验研究的专业设计,肝病研究所徐列明,专业设计的定义,主要是运用专业理论及技术知识进行研究课题的设计。必须紧紧围绕科学假说或要解决的问题，基于立项依据，制定研究方案或技术路线。,一、构思研究基本框架二、实验观察的具体内容和方法三、实验研究中要注意的问题,研究课题确立之后，要围绕科学假说，构思研究基本框架。,构思研究基本框架,课题名称立项依据（背景资料）科学假说（拟解决的关键科学问题）研究目的研究内容研究方法研究方案（或技术路线）研究工作基础和条件研究计划进度安排课题组成员研究经费,科学研究的指导思想和基本要求,指导思想 解放思想、实事求是、与时俱进基本要求 科学性 先进性 实用性 可行性
2、 创新点,设计前准备,大量阅读国内外专业文献 获得思路专题检索 获得方法查新检索 获得创新点,确立研究课题,一般选常见病、多发病推荐选热点，也可选空白点或失败点有利于中医学或中西医结合医学发展社会效益和经济效益,拟解决的关键问题,一般为12个。对基础研究来说，可以是假说本身，也可以是为证明假说所要解决的关键问题。对应用研究来说，则是为获取新观点、新知识、新方法所要解决的关键问题。 拟解决的关键问题一直困惑设计者，需要根据实验的特点认真考虑这一试验设计的核心问题。,研究目标：为什么要做本项研究？问题或假说：研究的动因。课题名称：包括研究的主体、客体（和方法）。研究内容：如何得到研究结果。,二、实
3、验观察的具体内容和方法,对每一项具体的实验内容和方法从专业技术理论角度进行设计。即是从专业技术理论角度考虑该实验或试验观察应该怎么做？需要注意什么？怎样才能排除干扰因素，使实验更为合理，结果更具说服力？,实验设计中的整体观念,实验设计中的“整体观念”体现在考虑问题的全面性和严密性。一种整体观念是“大呼隆”，选了大量的指标，应用各种技术方法，前人已做过的都要重复再现，全面开花。另一种是一项研究只深入解决一两个问题，但把有关各方影响因素尽可能都考虑到，逐一证实或排除，得到明确结论。,MARK,ERK,JNK,p38,细胞核,丹参酚酸B(SA-B)抑制TGF-1刺激的HSC内ERK1/2的磷酸化,E
4、RK,TGF-1受体,细胞核,中药,TGF-1,PDGF-BB,肝星状细胞,Walter KOLCH . Biochem. J. (2000) 351, 289-305 TGF-1的MAPK通路中的细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）通路与纤维化发生密切相关。,1、SA-B抑制TGF-1刺激的HSC内ERK1/2的磷酸化,TGF-1（10ngml-1）SA-B (10-6 ML-1),+ + - - + - + -,TGF-1（10ngml-1）SA-B (10-6 ML-1),- - + + - + - +,p-ERK1 p
5、-ERK2,ERK1,2 SA-B抑制TGF-1刺激的HSC内MEK的磷酸化,TGF-1（10ngml-1）SA-B (10-6 ML-1),- - + + - + - +,MEK1,-actin,P-MEK,-actin,3、SA-B对TGF-1刺激的HSC内Raf的磷酸化无明显影响,TGF-1（10ngml-1）SA-B (10-6 ML-1),- - + + - + - +,Raf-1,-actin,P-Raf,-actin,实验观察对象,医学研究的实验观察对象一般分为人、动物和组织细胞三类。实验对象应具备两个基本条件：对处理因素敏感；对处理因素的反应必须稳定。,体内实验和体外实验,体内
6、实验（in vivo）：实验对象是正常的实验动物、已制作成类似于人类疾病的模型动物、天然基因缺陷或基因变异的动物、转基因或基因剔除的动物等。体外实验（in vitro）：现在多指组织或细胞体外培养的一类实验，实验对象是培养的器官、组织、原代或传代培养的细胞或细胞株。,两种实验类型的特点和适用范围,体内实验 体外实验实验周期 急性实验较短， 一般较短，但须重复。 慢性实验较长。实验设备 较少需要。 需要细胞分离设备、超净 和耗材 工作台、培养箱和显微镜等， 用于培养的耗材量较大。实验条件 受体内多系统的影响， 可控性强。 较难控制。组内差异 存在个体差异， 同源细胞差异不明显， 样本例数需要较多
7、。 样本例数需要少。技术要求 需动物实验技术， 需细胞分离培养技术， 难度较低。 难度较高。适用范围 药效学研究、毒理学研究， 大通量药物筛选、 整体水平上形态和功能方面 组织、细胞水平上发病机制、 的分子生物学和药理学研究。 分子生物学和药理学研究。,目前相当多的研究是两种实验研究互相交叉，例如应用克隆技术和转基因技术的应用。利用体外实验的方法研究中药复方的药理作用。从模型动物中分离细胞作体外研究。不同的实验要解决的具体问题不同，须根据需要选择适当的实验类型。有部分初学者认为体外实验的水平比体内实验要高，这种观点是没有根据的。,对大多数体内实验来说，需慎重选择实验动物的种类和品系。,应尽量选
8、择那些机能代谢、结构和人类相似的实验动物。要选择那些解剖、生理特点符合实验目的要求的实验动物。选用不同种系实验动物的某些特殊反应，使之适合于不同研究目的的需要。应选用对同一刺激反应大的品系动物。,实验动物的随机化分组,随机化的特征：不可预测性无人力干预不以人们的意志为转移独立于时间随机，随意，随便,实验动物的随机化分组,实验动物随机化的意义：让每个动物均有平等的机会被选中。随机化方法可以避免抓动物过程中产生的偏差，使每只动物都有均等的机会被选入任何组。分配完毕，每个组都有老的少的，重的轻的。表面上看起来乱哄哄，从总体看来却是相当均衡的。这种以乱对乱的方法是达到均衡的手段。,实验动物的随机化分组
9、,提高显著性检验的灵敏度随机化分配的起始P值多为0.2-0.4，容易达到P0.05，即检验是敏感的。系统化的起始P值靠近0.95，检验不灵敏。以F检验为例：F=组间方差/剩余方差 也可写成F=组间方差/（总方差-组间方差）系统化：组间方差小，剩余方差大，F不灵敏随机化：组间方差大，剩余方差小，F较灵敏,实验动物的随机化分组,随机化ABCD0.5710.9100.4180.196组间方差：0.035190.3650.7580.1240.829剩余方差：0.094170.3750.0990.8590.495F=0.373710.5110.8150.9800.355P=0.773541.8222.5
10、822.3811.875 =8.660,=2新组间方差F值P值P+A0.512571.8143430.19742+B1.272574.5045130.024490.05+C1.719576.086760.00938650.05+B0.7792.524300.0613440.05+C0.7732.504850.1080070.05 +D0.6932.245620.1346430.05,人类疾病动物模型的选择,按对象或材料可分为：动物模型、细胞模型、微生物模型、数学模型等；按复制形式分：有自发性疾病模型，实验诱发性模型等。按用途分：有机制性疾病模型、疗效性疾病模型等。 能否作为人类疾病模型，必须具
11、有三个条件：必须反映现实原型的本质特征或关系；能对所研究的问题进行定性、定量分析；在模型上得出的结果能用在原型中解决实际问题。,人类疾病模型在医学科学研究中的主要用途,(1)探讨和揭示疾病的发病因素，发病机制、病理变化和病程转归。(2)探讨或寻求新的诊断和治疗方法。(3)筛选和研制新药。 证候模型一直是中医学界关注的问题，但由于证候的病理本质尚未探明，即缺乏证候原型的本质特征的参比，尚需作长期的探索和积累。当前中医药研究仍以疾病模型为主，进行药效学观察或以药(复方方剂)测证。,人类疾病动物模型选择的基本原则,(一)尽可能选择与人类疾病相近相似的模型。自发性疾病模型和转基因动物模型较理想。但品种
12、有限，且较难获得，因而多需要人工诱发复制。 (二)选用的模型要稳定，具有良好的可重复性。不同动物个体之间的差异越小，稳定性越好。 (三) 注意适用性和可控性。选用动物必须适合于某种模型的制备要求，复制出的模型要适合于研究目的；所用动物及复制出的模型要易于控制。(四) 应尽可能采用国际认可的模型及造模方法。 (五)复方作用机制或以方测证的研究因尽可能采用同一疾病不同发病机制的多种模型。,体外实验,应根据细胞的特点来选择以满足于不同的实验要求。原代培养的细胞可用于增殖实验，但不能传代的细胞一般不宜用作细胞增殖实验，细胞株因增殖率几近极限，也不能用于增殖实验。原代培养的细胞的特性最接近体内生长环境中
13、的生物特性，但是要获得大量高纯度细胞，对分离技术要求高；传代培养的细胞数量多、纯度高，适宜作生长和功能的抑制实验，但是此时细胞特性可能与其在体内的生物特性相差较远。细胞株不需分离，但应用有限制。体外实验时，每组至少要设计3个培养皿的样本，每项实验还需要重复3次。,确立处理因素,处理因素或受试因素 根据研究目的欲施加或欲观察的能作用于实验对象并引起直接或间接效应的影响因素，其确立取决于实验观察的目的和内容。处理因素可以是研究者主动施加的某种外部干预处理因素，也可以是实验对象所客观存在的。非处理因素 处理因素以外的影响因素。在试验设计时需对重要的非处理因素进行控制，中医药研究中非处理因素的控制尤为
14、重要。,确立处理因素,确立处理因素的基本要求：必须可控。注意标准化与稳定性，在整个实验过程中保证处理因素始终如一。注意处理因素的强度，即将处理因素分为不同水平。注意处理因素之间的交互作用，在设计中医兼挟证型或中药复方观察时尤为重要。,观测指标的选择,观测指标亦称效应指标，是判断实验观察结果的尺度。按效应指标的性质可分为定性指标和定量指标、客观指标和主观指标、绝对指标和相对指标、综合性指标和单一性指标、直接指标和间接指标等。按大体分类可分为功能性指标、形态学指标。按生物医学手段可分为生理指标、病理指标、生化指标、生物物理指标。,计量指标和计数指标,计量指标 能通过检测并以计量单位表示的指标，亦称
15、定量指标。计数指标 无适当尺度可以测量的指标，亦称定性指标。 以计量或计数指标表达的资料为计量或计数资料，计数资料大都以研究对象中出现或不出现某一属性的“率”或“比”来表达。一般来说，计量指标优于计数指标。,客观指标和主观指标,客观指标 借助仪器等手段进行测量得到的观察结果。主观指标 由受试者或研究者主观判断的指标，易受研究者或受试者心理因素的影响而导致结果的偏倚。 有些指标的来源虽然是客观的，但判断上却受主观影响，如x线片，B超、病理切片、化验上絮状反应的观察等。,绝对指标和相对指标,绝对指标 主要指习惯所称的“金指标”，敏感性特异性很强。相对指标 敏感性特异性相对较差。 绝对指标和相对指标
16、要与检测指标的绝对值、相对值区别开来。,直接指标和间接指标,直接指标 能直接反映观察目的的指标。间接指标 仅间接反映观察目的的指标。 在条件容许的情况下，应尽可能选择直接指标。,综合性指标和单一性指标,单一性指标 其敏感性或特异性均有一定的局限性。综合性指标 采用多种指标进行综合判断。 一般来说，综合性指标说明的问题要优于单一指标。,功能性指标和形态学指标,功能性指标 反映脏器或器官、组织及细胞功能的指标。形态学指标 观察脏器或器官、组织及细胞形态学变化的指标。 可根据不同的研究目的选择应用，但若条件允许，尽可能选择密切相关的功能性指标和形态学指标作同时观测，可使结果更客观、分析更深入。,指标选择的基本原则,1、有用、合理、勿滥。2、主次分明：主要指标一个不能少，次要指标依其重要性择优选用。3、尽可能采用计量指标、客观指标、直接指标和无创性指标。4、计量指标与图像指标结合。5、可行。,
