第十章动物实验设计与结果分析课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,第十章 动物实验设计与结果分析,第一节 动物实验设计,第二节 动物实验准备与预实验,第三节 动物实验数据收集与处理,第四节 动物实验结果分析及应注意的问题,第五节,动物实验研究的局限性,1第十章 动物实验设计与结果分析 第一节 动物实验设计,1,2,生物医学实验研究可分为整体水平、器官水平、细胞水平、亚细胞水平、分子水平等层次研究，一个课题可以仅在一个水平层次进行研究，但更多的是多个水平层次的综合研究。动物实验研究是以整体水平层次为主的研究。,正确选题立项：,目的性,科学性,创造性,可行性,第一节 动物实验设计,2生物医学实验研究可分为整体水平、器官水平、细胞水平、亚细胞,2,3,一、动物实验设计的定义,动物实验设计是指研究者根据实验目的和要求，运用有关科学知识和原理，结合统计分析及伦理学的要求而制定的在动物身上进行试验的实施计划和方案，并用文字记录或流程图表述的实验方案和技术路线。,动物实验的结果能否取得预期效果、达到研究目的很大程度上取决于研究者动物实验设计是否科学、严密。,3一、动物实验设计的定义,3,4,根据研究课题和目标的不同，动物实验设计可以很庞大、复杂，也可以很小、很简单。,绝大部分研究课题需要研究者进行动物实验设计。,一些测试、检验等的动物实验方法已经被大家公认成为常规，不需要进行动物实验设计。,4根据研究课题和目标的不同，动物实验设计可以很庞大、复杂，也,4,5,动物实验设计包括三个基本要素,：,处理因素,处理因素是实验中需进行重点考察的内容，处理因素不同，实验结果也不同。在整个实验中处理因素应标准化，否则会影响实验结果的评价。在一次实验中处理因素不宜过多，也不应过少。过多增加分析的难度，过少则实验结果蕴藏的信息量不足。,受试对象,在动物实验中，受试对象是实验动物。根据研究课题不同，选择适合本课题研究的动物的种属、品种品系、年龄、性别（体重）等，确定分组情况、每组的样本量和受试对象总数。在一般情况下，应优先使用标准化实验动物以保证动物实验的质量。,实验效应,实验效应是指处理因素作用于受试对象后所起的作用，它通过观察指标来实现。观察指标分为主观指标和客观指标。为保证实验数据的可靠性和可比性，在选择指标时应尽可能选择客观指标，或尽可能将主观指标转化成客观指标，并要求有一定的灵敏度和精确性。,5动物实验设计包括三个基本要素：,5,6,二、动物实验设计原则,（一）对照性原则,对照性原则是要求在实验中设立可与实验组比较，用以消除各种无关因素影响的对照组。,对照应有可比性：同时同地同条件,一个完整实验除了实验组外，还应包括下列对照组，所有动物应根据随机原则分配到各组内。,阴性对照组,阴性对照组包括空白对照组、正常对照组和假手术组，需要根据实验的具体情况设置,阳性对照组,阳性对照组是用已知的能达到预期阳性试验结果的处理因素作用于动物，其余非处理因素应与其它组一致。,阳性对照组有2个作用，一是检验试验体系是否正确，如果阳性对照未出现阳性结果，就应该检查试验体系的哪个环节出现问题；二是以阳性对照作为参照物，比较和评价实验组的阳性结果是高于还是低于阳性对照。,实验对照组（模型对照组）,实验对照组是指在研究过程中，给对照组施加部分处理因素，但不是被研究的处理因素。例如：为了研究某种药物对某一病种或证型的治疗作用，常常采用一定的动物模型。对动物模型的处理方法实验治疗组和实验对照组完全相同，但是治疗组给予药物，而实验对照组不给药物。,6二、动物实验设计原则,6,7,标准对照组,在以动物为实验对照组时，常设立一个不造模处理的正常对照组，即标准对照组，在与实验组和治疗组同样的条件和环境中完全按常规饲养。例如在,老年病研究中，除了设立老年对照组外，还需设立一个青年对照组。青年对照组的动物种类、性别与老年对照组和治疗组相同，只是月龄小（成年）。在这里，青年对照组相当于标准对照组，其实验数据对于老年对照组（模型对照组）而言，相当于标准值或正常值。,有的实验还可设,自身对照,。,同一个体身上观察实验处理前后某种指标的变化,同一动物在施加实验因素的一侧与不施加实验因素的另一侧作左右的对照,。,自体对照可有效减少个体差异对试验处理反应的影响。凡可进行自身对照设计的实验应尽量加以采用。,在药理学和毒理学试验中，实验组还进一步分成多个剂量组，以此观察不同剂量的量效关系。不同剂量组也可互视为,剂量对照组,。,7 标准对照组 在以动物为实验对照组时，常设立一个不造模处,7,8,(,二,),随机性原则,随机性原则就是按照机遇均等的原则来进行分组。其目的是使一切干扰因素造成的实验误差尽量减少，而不受实验者主观因素或其他偏性误差的影响。,随机化的手段可采用编号卡片抽签法，随机数字表或采用计算器的随机数字键。,（三）重复性原则,重复性原则是指同一处理要设置多个样本数。,重复的主要作用是估计试验误差、降低试验误差和增强代表性，提高实验结果的精确度，保证实验结果能在同一个体或不同个体中稳定地重复出来。,8(二)随机性原则,8,9,（四）一致性原则,一致性原则是指在实验中实验组与对照组除了处理因素不同外，非处理因素基本保证均衡一致。均衡一致是处理因素具有可比性的基础。,非处理因素：,实验对象：动物品系、体重、年龄、性别、,实验条件：饲料和饲养方式、,实验环境：实验室温度、湿度、气压、季节,实验时间：,药品：药物厂商、批号、纯度、剂型、剂量、注射容量和速度、酸碱度、温度、给药途径和给药顺序,仪器、设备：仪器种类、型号、灵敏度、精确度、零点漂移、电压稳定性,操作人员：操作步骤熟练程度,9（四）一致性原则,9,10,(,五,),客观性原则,动物实验设计中要力戒主观偏性干扰，选择观察指标时，不用或尽量少用带主观成分的指标。结果判断要客观，更不能以主观的意愿对结果或数据作任意的改动和取舍。,如中医辨证“气虚”症状为面色晃白，头晕目眩，少气懒言，神疲乏力，甚则晕厥。在大小鼠辩证中可用自发活动仪记录小鼠的自发活动情况、舌苔颜色可用拍照和与标准色卡对比记录，并与正常对照组比较。,10(五)客观性原则,10,11,三、动物实验设计的主要内容,（一）动物实验设计前应考虑的问题,1动物福利和动物实验伦理问题,在进行动物实验设计前，实验者必须思考：,这个实验是否一定要用动物才能达到实验目的？是否可用其它试验方法来代替？,如果实验必须要在动物身上进行，那么应该如何善待动物，在实验中减轻动物的痛苦和不安？,实验者必须提出令人信服的理由证明这个实验必须要用动物做，而且在实验设计中采取了善待动物和减轻动物痛苦的具体措施，并承诺本动物实验方法和目的符合人类的道德伦理标准和国际惯例，在动物试验期间遵守有关的法规、实验动物伦理福利原则和动物实验室的规章制度。,11三、动物实验设计的主要内容,11,12,2实验条件问题,实验者必须了解进行本实验的所有条件是否均已具备，如相应的动物设施、动物来源、仪器设备、试剂、人员、技术熟练程度等，这些实验条件的描述将充分体现在实验方案中。,3经费预算问题,动物实验是需要经费支持的，一般来说，同一课题经费不同，所选择的实验条件会不同，研究的层次也会不同。本着节约经费的原则，有多少经费做多少事情，量入为出。特别注意的是实验过程中会发生很多不可预见的意外，增加额外的经费。充分估计到各种情况就能保证实验方案的顺利实施。,122实验条件问题,12,13,（二）实验方案的制定,一个完整的动物实验方案应包括以下内容：,1实验动物种属、品种品系、性别、年龄（体重）的选择,2实验组数的确定,3动物实验分组设计的基本类型,单组比较设计,完全随机化设计,随机区组设计,配对设计,13（二）实验方案的制定,13,14,4每组样本量的确定,每组的样本量反映了同一处理的重复个数。样本量过小，抽样误差大，不易发现实际存在的差异，得不出统计学意义的结论；样本量过大，不符合动物福利的原则，也浪费人力、物力和财力。一般情况下啮齿类大小鼠实验分组每组,10-20只，雌雄各半即可满足统计学分析的要求。大动物如兔、犬和猪的实验一般每组6-10只。,一般来说，各组样本量相等时，统计效率最高。在实际工作中，因一批动物中个别不均一性而剔出、实验人员操作技术不熟练或技术复杂、高剂量组因毒性的不确定等而在实验中致动物死亡等的情况屡有发生，因而实际使用的动物数量应比理论计算的样本量要适当增加。,144每组样本量的确定,14,15,5实验处理方法和指标的选定,实验处理包括处理因素、处理时间、次数、强度（剂量）、途径等，这些都要在实验方案中确定下来。,动物实验指标一般包括两部分：试验期间活体观察指标和实验结束处死解剖观察取材测试指标。,试验期间活体观察指标,包括一般观察、无创伤性测定指标和创伤性测定指标。一般观察包括动物的精神、行为、营养、被毛、摄食情况、大小便及口鼻耳阴部分泌物等,一般无需惊动动物；无创伤性测定指标包括心电图、血压、呼吸、自主活动等测试，有的需要无线遥控设备。无线遥控无创伤观察测试可避免干扰动物，减少动物应激，因而测试数据准确、可靠。创伤性测定指标包括手术、取血取材等，对动物长期观察忽多忽少产生影响。实验设计时要考虑研究团队有无技术基础和实验条件，以及评估创伤性试验对动物试验的影响。,实验结束处死解剖观察取材,测试涉及到麻醉、取全血,/血浆/血清、脏器称重、病理组织取材及固定等一系列步骤，可依据实验目的和检测指标选择部分或全部进行。,155实验处理方法和指标的选定,15,16,由于动物实验几乎涉及到基础和临床各个学科，不同的研究有不同的目的和要求，所用的试验方法、仪器设备和指标也各不相同，但无论选择何种实验方法，均应力求做到以下几点：,(1),可靠性,：,即方法切实可行、指标稳定可靠，是受大家公认的方法，也称经典方法。,(2),客观性,：,尽量选用仪器设备检测，避免主观描述；能定量的就不要选用定性指标。,(3),先进性,：,当今重大科研成果的出现几乎都利用了先进的仪器设备、技术和检测指标，将整体动物实验与细胞水平、分子水平检测指标结合起来进行综合分析。因此充分利用本单位或其它单位的先进仪器设备为自己的课题服务对于提升课题的级别，提高试验质量有着重要意义。,16由于动物实验几乎涉及到基础和临床各个学科，不同的研究有不,16,17,6.实验周期的确定,一个动物实验周期要持续多长时间取决于实验目的和是否能从动物实验中得到所需要的试验结果。例如，用兔制作动脉粥样硬化模型，饲喂高脂、高胆固醇饲料后一个半月，兔的主动脉上可产生肉眼可见粥样斑块，表明造模成功。如果此时用药物干预治疗，还需要再增加,4周以上治疗时间，总的实验周期在3个月左右。在实验设计中需参照文献报道或根据相关实验室的经验，或通过预试验摸索。,176