医学科研设计-假说+三要素

水平的选定 水平：实验因素的不同的量或状态
被试因素的效应与水平有依赖关系
药物如果没有量-效关系，为非特异作用 水平的选择与目的有关 药效筛选：最大安全量（通常LD50的1/10）
影响药效的因素：半数有效浓度（EC50）
半数有效剂量（ED50）
毒性实验：半数致死量（LD50）
最大致死量（LD100）
（3）剩余法 EDRF的发现
1998年获诺贝尔奖
Robert F. Furchgott
3.演绎推理----由一般到特殊
由已知规律推论未知事物
根据DNA碱基序列推出蛋白质的一级结构 从蛋白质的一级结构预测蛋白质的高级结构 从蛋白质的高级结构预测它的细胞定位和功能
4.类比推理----从特殊推向特殊
（二）注意事项
1.标本的采集于储存标准化 采样时间、部位、方法、保持、运输
2.测定方法标准化
方法、仪器、试剂、条件、人员
3.依据专业知识选指标
A、B两药治疗肝癌的近期效果
药物 显效 好转 无效 恶化 死亡 合计 有效率 A 55 80 0 15 88 238 56.7% 死亡率 37.0%
B
1
3
因素与水平的组合
单因素单水平： 简单易行，效率不高 单因素多水平：比较不同剂量
多因素单水平：比较不同因素（药物、疗法）
多因素多水平：探索联合用药方案、最佳反应条件
2.因素的施加
• 确保因素的施加 • 被试因素标准化：保证被试因素在 整个实验过程中始终保持一致 剂量、剂型、给药时间、用药 时间、给药途径、药品批号
医学科研设计
科学研究的第一步 ---提出假说
罗自强 中南大学基础医学院
假说是根据一定的科学事实和科学 理论，对拟研究的问题提出的假定性说 明或试探性解释 科学研究就是提出假说-实验检验假 说-修正和发展假说的过程
一、假说的作用 1. 为形成新理论提供毛胚 2. 为实验设计提供方向 3. 为科研发展提供焦点
3.受试对象的纯化 所用受试对象力求一致，尽力减少个体差异， 降低非被试因素对效应的影响 （1） 表现典型的确诊病例
（2） 病情轻重一致，先从病情中等的病例开始
（3） 使用统一、公认的诊断和分型分级标准
实验动物
种属、品系、窝别、性别、龄、体重、营养状 态和饲养条件
人体为研究对象 种族、性别、年龄、体重、职业、工种、 工龄、精神状态、居住条件、生活习惯、嗜好、 经济及社会因素 病人为研究对象 病种、病程、病期、病型、既往史、治 疗和护理条件
二、假说的特性
1.来源的科学性和客观性
＊ 胃肠道神经支配的第三成分假说的提出
2.说明的假定性 3.预见的可验性 可以被检验
4.发展的螺旋性
假设－检验－再假设－再检验
澳大利亚某地羊发生贫血
水草丰富，假定缺铁
＊粗制铁剂可预防－－假设成立 ＊纯铁剂无效－－第2假设：疗效来自铁的杂质 ＊各种微量元素，钴有效－－第2假设成立 ＊口服钴有效，注射无效－－第3假设：肠道微生物利用钴 合成抗贫血物质 ＊比较不同微生物利用钴，发现大肠杆菌可利用钴合成 B12，再抗贫血
内皮素-1对肺Ⅱ型细胞表面活性物质合成的调控
被试因素 实验对象
实验效应
一、被试因素
1. 因素（factor）与水平 （level） * 雌二醇对肺成纤维细胞增殖的调控
* 不同季节环磷酰胺对小鼠精子细胞致畸效应的研究
* 性别与年龄和心肌梗塞病死率的研究 * 心理应激与高血压发生的关系 * CC16 gene polymorphism influences the degree of airway responsiveness in asthmatic children
实验动物管理条例（国家科委，1988）
第四章 实验动物的应用 第十九条 应用实验动物应当根据不同的实验目的， 选用相应的合格实验动物。申报科研课题和鉴定科研 成果，应当把应用合格实验动物作为基本条件。应用 不合格实验动物取得的检定或者安全评价结果无效， 所生产的制品不得使用。 第二十条 供应用的实验动物应当具备下列完整的 资料： （一）品种、品系及亚系的确切名称； （二）遗传背景或其来源； （三）微生物检测状况； （四）合格证书； （五）饲育单位负责人签名。
Case
某人为了研究“补充维生素A对学龄前儿童血红 蛋白的影响”，选择1999年秋季入托的三岁儿童进行 体检，排除呼吸道、消化道等系统疾病，测定174名 儿童的血清VA、血红蛋白、血清铁浓度，将血红蛋白 <110g/L定为贫血。再将贫血组儿童随机分为两组， 一组为治疗组33例，每日投VA2000IU，另一组为对 照组25例。三月后，两组儿童分别查血清VA、血红蛋 白、血清铁浓度。结果：治疗组三月后血清VA、血红 蛋白、血清铁浓度明显升高P<0.01，对照组治疗后 无明显变化P<0.05。
实验动物管理条例（国家科委，1988）
下列情况一般不作为临床研究对象 * 存在影响结果的并发症 * 危重状态
* 多种疗法无效
* 不配合者
2.选择适当的研究水平 整体实验 （in vivo） ： 综合性实验 离体实验 （in vitro）： 分析性实验 器官水平 细胞水平 分子水平 半体内实验（ex vivo）： 分析性实验
季节节律
苯丙胺 LD50 1月小于7月
实验组和对照组平行进行
给药途径 * 吸收速度 静脉注射>吸入>肌肉=腹腔 >皮下>口服>经肛>贴皮 * 药物的生物转化 口服→ 先经肝转化
皮下、肌肉、静脉→ 先经肺转化
正确选择剂量
口服 灌胃 灌肠 皮下 肌肉 100% 100% 100-200% 30-50% 25-30%
膜磷脂
去二甲6－酮－PGFI
MDA
血小板AA代谢
自由基
膜磷脂
异构前列腺素 （isoprostane)
2.客观化
X线胸片读片结果
结果 两名医生读 同一批片子 名医生在两次 不同时间读片
结果一致
结果不一致
6245
2686（30%）
701
192（21%）
三、试验效应
（一）指标的要求
1.扣题----关联性
比较生物效应
可以用引起同一水平效应所需要的量
半数致死量 LD50
半数有效量 ED50
半数有效浓度 EC50
阈强度
比较生物效应的时间
潜伏期
半衰期
效应持续期：从起效到作用消失所需时间
三、试验效应
（一）指标的要求
1.扣题----关联性
TXA2 TXB2 11－脱氢TXB2
PGI2
自由基
6－酮－PGFI
2
30
18
51
7.1%
33.3%
4.多指标
5.尽量选高、精、尖、新指标 6.重视实验方法的可靠性
7.减少其他因素对指标的干扰
三、假说形成的方法
假说形成的基础
假说建立在客观事实的基础上 假说是科学的想象和推理 假说应能解释已有现象
假说需突破传统思维
假说的提出需要创新性思维
假说形成的方法
1.比较分类
比较对象间的异同，并进行分类 ＊受体分类
＊血型的发现
2.归纳推理----由特殊到一般
（1）求同法 根据事物发生的一致性 （2） 求异法 根据事物间的差异
因素
外源性的： 人为给予的物理、化学、生物因素 外界客观存在的：气候、季节等 内源性的的自身特征： 性别、年龄、心理、遗传因素
实验的目的是阐明被试因素的作用
被试因素（T）+非被试因素（N）→ t + n
实验组： T + N → t + n 对照组： N → n 效应 T →t
必须明确被试因素；各组间非被试因素必须一致
腹腔
静脉
25-30%
20-25%
二、受试对象
实验对象的确定取决于试验目的 1.受试对象的选择
（1）敏感、稳定 动脉粥样硬化 过敏反应 心肌缺血 降压治疗 兔 豚鼠 狗、兔、大鼠、猪 高血压II期
（2）可行性
（3）病人诊断明确（客观指标）
实验动物 种属、品系、窝别、性别、龄、体重、营养状 态和饲养条件 实验动物分为四级： 一级，普通动物（conventinal animal）：教学和 预试 二级，清洁动物（clean animal）：大多数的科研 三级，无特定病原体动物（specific pathogen free animal）：为国际标准级，所有科研 四级，无菌动物（germfree animal）：特殊课题
5.指标的精确性
准确度：与真实值的接近程度，测定的正确性 主要取决于系统误差
血糖正常值：100-120mg/100ml（化学法)
80-100mg/100ml（酶法)
精密度：各次测定值的集中程度，测定的可重复性
主要取决于随机误差
准确度和精确度都好
Biblioteka Baidu
准确度差、精确度好
准确度？、精确度差
准确度和精确度都差
休克的细胞因子学说
简单性原则 可检验性原则
假说上升为理论的条件
能解释旧理论能解释的事实
能解释旧理论不能解释的事实 能够正确预见尚未观察到的自然现象
证实与证伪
天下乌鸦一般黑 证实：观察每一只都是黑的后才成立
证伪：只要发现一只不是的就不成立 破译西塔潘猜想
医学科研方法学
医学科研的基本要素
罗自强 中南大学基础医学院生理学系
指标与研究主题要有本质联系
2.客观化
* 统一标准 * 仪器相对定量 * 多人盲法，加权平均
3.灵敏度
能正确反映效应变化的最小数量或水平
4.指标的可用性
敏感度：是否可检出发生的变化，真阳性率
特异度：检出变化的专一性，真阴性率
真阳性率=a/（a+c）
真阴性率=d/（b+d） 漏诊率=1-真阳性率 误诊率=1-真阴性率
4.受试对象的依从性
按预定计划接受被试因素的合作程度 * 增加患者的信任感
* 实验时间不要太长
* 盲法（单盲、双盲、三盲）
三、试验效应
客观指标
主观指标
定量指标
定性指标
率
定量和定性指标的转换
特异性指标
非特异性指标 如肌酸激酶(CK):
CK-BB(主要在脑），CK-MB(主要在心）， CK-MM（主要在骨骼肌和心肌）
根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其 他属性也相同 EDRF与NO生物学作用的相似性
半衰期短 被Hb和超氧阴离子灭活 舒张血管作用伴随cGMP的增高
推测：EDRF本质可能是NO
建立假说的原则
解释性原则 * 有事实依据 * 解释已有事实 能解释旧理论能解释的事实 能解释旧理论不能解释的事实 相容性原则 不应与已有的基本理论相矛盾 如 休克的微循环学说