醫(yī)學動物學實驗課題的設(shè)計及影響因素

1、醫(yī)學動物實驗課題的設(shè)計及影響因素,黃 芝 瑛,Tel：13922746546,E-mail: huangzhiying@21cn.com,提 綱,第一節(jié) 醫(yī)學動物實驗課題設(shè)計的意義、原則及要求第二節(jié) 實驗動物選擇的基本原則第三節(jié) 影響動物實驗效果的因素第四節(jié) 如何控制影響動物實驗效果的因素第五節(jié) 試驗結(jié)果的綜合分析,第一節(jié) 意義、原則及要求,一、實驗設(shè)計的意義：實驗設(shè)計（study design）是科研計劃（protoco

2、l)中的關(guān)鍵，影響著課題（project)的成敗。實驗設(shè)計是實驗過程的依據(jù)，是實驗數(shù)據(jù)處理的前提，是提高科研質(zhì)量的重要保證。例：目的：某個假設(shè)依據(jù)：目的、相關(guān)指南或法規(guī)、統(tǒng)計學要求實驗材料（受試物、試驗系統(tǒng)、儀器與試劑等）、實驗方法、影響因素、實驗誤差、統(tǒng)計學方法等,二、基本原則目的、需要創(chuàng)新、先進科學、重復(fù)可行、經(jīng)濟,三、科研工作基本程序提出假說、確定題目安排實驗、驗證假說數(shù)據(jù)處理、完成論文,,適當?shù)膶嶒灜h(huán)境,

3、精確的儀器設(shè)備,可靠的實驗系統(tǒng),可靠而完整的實驗記錄,科學的設(shè)計和研究方案,準確而可靠的研究結(jié)果,合格的試驗材料,,,,,,客觀而完整的總結(jié)報告,,合理的設(shè)施,正確的實驗操作,四、有關(guān)要求：1、實驗動物方面：種、系名稱確切來源、遺傳背景清晰微生物質(zhì)量分級清楚合格證書飼育單位負責人體檢狀況及背景數(shù)據(jù)免疫情況,2、動物試驗方面：試驗方案應(yīng)包括：課題名稱及研究目的試驗單位名稱及地址課題負責人和參加試驗的人員及

4、承擔的工作。受試物和對照品的名稱、批號、理化性質(zhì)及生物特性。儀器與試劑溶媒及其它介質(zhì),實驗系統(tǒng)及選擇理由。實驗動物的種、系、數(shù)量、年齡、性別、體重范圍、來源和等級、識別方法、飼養(yǎng)管理的環(huán)境條件、飼料名稱或代號。劑量設(shè)計依據(jù)。給藥途徑與方法、劑量、頻率、用藥期限。檢測指標、檢測方法及頻率統(tǒng)計學方法研究計劃日程表,第二節(jié) 實驗動物選擇的基本原則,一、實驗動物選擇的基本原則,相似性重復(fù)性可靠性適用性和可控性易行性和

5、經(jīng)濟性,1.選用與人體功能、 結(jié)構(gòu)、代謝和疾病特征相似的動物。非人靈長類動物----進化程度最高，是最接近與人類的理想動物，如，猴、猩猩。其他動物----雖進化程度低些，但可以達到實驗?zāi)康?，如，犬、貓、豬、鼠等。,二、實驗動物選擇的具體要求,2.選用解剖、生理特點符合實驗?zāi)康囊蟮膶嶒瀯游?、充分利用不同品種品系實驗動物存在的某些特殊反應(yīng)。發(fā)熱、解熱和熱源實驗-----兔；觀察藥物對排卵的影響，進行避孕藥研究-----兔、貓；動

6、脈粥樣硬化實驗-----兔、豬；嘔吐實驗----貓、狗；變態(tài)反應(yīng)、Vc缺乏癥研究----豚鼠；同品種不同品系的動物存在有很多特殊的反應(yīng)，應(yīng)注意選擇應(yīng)用。,3.根據(jù)課題研究目的內(nèi)容選用相匹配的標準化動物 標準化動物系指經(jīng)遺傳學、微生物學、環(huán)境及營養(yǎng)控制而繁育的動物。微生物學、環(huán)境及營養(yǎng)的控制才能排除動物因攜帶影響實驗結(jié)果的微生物、寄生蟲及潛在疾病對結(jié)果準確性的影響。遺傳學的控制才能排除實驗動物因雜交、遺傳學污染而造成個體之間的

7、差異，影響結(jié)果的可重復(fù)性。其他特殊要求,第三節(jié)　影響動物實驗效果的因素,影響動物實驗效果的因素,自然因素（動物本身和環(huán)境）動物實驗技術(shù)因素實驗誤差因素,一、動物本身的因素,種屬：哺乳動物是其共性，但解剖、生理和對各種因素的反應(yīng)又各有不同。（反應(yīng)性質(zhì)的不同）品系：（反應(yīng)強度的不同）年齡和體重：解剖、生理和反應(yīng)性可隨年齡不同有明顯的變化。性別:敏感性不同生理狀態(tài)：懷孕、哺乳、體溫異常健康狀況：潛在的感染：,二、環(huán)境因素和

8、營養(yǎng)因素,微氣候溫度濕度氣流風速換氣光照噪聲,動物因素,理化因素臭氣二氧化碳粉塵噪聲照度消毒劑有毒物質(zhì),生物因素,人為因素：設(shè)施、飼養(yǎng)、管理,,,,,1、環(huán)境因素,微氣候因素溫度：20-25℃.濕度：與體熱的調(diào)節(jié)有關(guān)，40-70%氣流及風速：與體熱的散發(fā)有關(guān)通風和換氣：提供新鮮空氣。10-20次/小時,理化因素氣體污染：氨、硫化氫、二氧化碳空氣潔凈度：SPF級為10000級光照：可影響生理和行

9、為活動，一般為150-300LUX，采用明、暗交替形式。噪音： 85dB可引起嚙齒動物嗜酸性細胞減少、腎上腺重量增加、生育力減退等。（60dB以下） 清毒劑有毒物質(zhì),動物實驗設(shè)施環(huán)境指標（靜態(tài)）,居住因素：籠具：考慮動物的福利要求。墊料：無毒飲水,生物因素：微生物：動物飼養(yǎng)密度：過大造成溫度升高引起的相互刺激可影響試驗結(jié)果，如受試藥物的毒性可增加5倍。,2、營養(yǎng)因素,蛋白質(zhì)脂肪碳水化合物粗纖維礦物質(zhì)維生素水,

10、三、動物實驗技術(shù)因素,動物選擇（種屬及數(shù)量）實驗季節(jié)晝夜變化（體溫、血糖、基礎(chǔ)代謝率、內(nèi)分泌），如0.4ml/kg 25%乙醇腹腔注射給予小鼠，12時給藥的死亡率為12%，20時的為60%。,麻醉深度（過深可致深度抑制，過淺會引起強烈疼痛刺激）,手術(shù)技巧減少刺激減少受傷減少出血辦法： 了解動物的特征，組織、器官的位置，神經(jīng)、血管的走行特點等,實驗藥物（途徑、制劑、濃度、給藥量）,隨機分組對照空白對照實驗對照

11、陽性對照自身對照組間對照歷史對照重復(fù)與肯定,四、實驗誤差,人員素質(zhì)質(zhì)量監(jiān)督實驗設(shè)計實驗記錄環(huán)境控制實驗儀器,影響動物實驗效果的各種因素的關(guān)系,可用公式表示：R＝（A+B+C）?D+ER：動物實驗結(jié)果A：動物種的反應(yīng)B：動物品、系的反應(yīng)C：動物個體的反應(yīng)D：環(huán)境與實驗處理因素E：實驗誤差,第四節(jié) 影響因素的控制,1、強化管理，加強從業(yè)人員的培訓，提高職業(yè)責任心和業(yè)務(wù)能力（動物飼養(yǎng)、環(huán)境控制和動物實驗技能等

12、）：減少人為誤差穩(wěn)定環(huán)境因素提高動物本身因素,動物管理和使用委員會（Institutional Animal Care and Use Commission. IACUC）職能：監(jiān)督和評定研究機構(gòu)有關(guān)動物的計劃、操作程序和設(shè)施條件，以保證符合相關(guān)的法律和法規(guī)要求。成員：包括具有動物研究經(jīng)驗的科技人員(動物中心、基礎(chǔ)醫(yī)學院、藥學院、公衛(wèi)學院、生科院、醫(yī)院)、獸醫(yī)、代表有關(guān)動物福利方面的公眾利益和生物倫理的非科技人員。,IACU

13、C對動物管理和使用方案審核的內(nèi)容申請使用動物的理由與目的對申請的動物種類和數(shù)量闡明理由，對申請的動物數(shù)量應(yīng)盡可能按統(tǒng)計學方法闡述使用替代方法的可靠性參與實際操作的從業(yè)人員有足夠的訓練和經(jīng)驗特殊的飼養(yǎng)管理條件適當?shù)逆?zhèn)靜、鎮(zhèn)痛和麻醉措施實驗項目不必要的重復(fù)重大手術(shù)操作的實施意外事件的判斷原則和處理方式手術(shù)后的護理對動物實施安樂死或處置的方法從業(yè)人員工作環(huán)境的安全,2、保障動物飼養(yǎng)環(huán)境和營養(yǎng)符合相應(yīng)的要求。

14、嚴格按照國家有關(guān)標準，結(jié)合具體實驗要求，控制微氣候、理化、微生物、居住、營養(yǎng)等因素，并準確、及時地作好記錄。,3.制定相應(yīng)的管理制度和標準操作規(guī)程（SOP）并認真實施。是保證取得滿意結(jié)果的關(guān)鍵。SOP包括了與實驗動物和動物實驗相關(guān)的所有操作對每一操作均應(yīng)作準確、及時的記錄,屏障環(huán)境動物實驗室建設(shè)的意義屏障環(huán)境動物實驗室的管理責任屏障環(huán)境動物實驗室工作人員職責屏障環(huán)境動物實驗室人員進出的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室物品進出

15、的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室動物進出的標準操作規(guī)程使用屏障環(huán)境動物實驗室的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室實驗動物購買的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室實驗動物接收和檢疫的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室實驗動物飼料、飲水、墊料管理的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室實驗動物抓取和保定的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室實驗動物逃脫處理的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室實驗動物死亡和傷病處理的標準操作規(guī)程高壓蒸汽滅菌器使用與維護的

16、標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室傳遞窗使用與維護的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室渡槽使用與維護的標準操作規(guī)程,SPF動物室標準操作規(guī)程,屏障環(huán)境動物實驗室內(nèi)噴霧消毒器使用與維護的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物室照明及紫外線設(shè)備使用與維護的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室消毒滅菌方法的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室日常管理的標準操作規(guī)程屏障系統(tǒng)日常衛(wèi)生與消毒的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室空調(diào)凈化系統(tǒng)使用與維護的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境

17、動物實驗室凈化的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室動物實驗室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室實驗動物籠子標記的標準操作規(guī)程屏障環(huán)境動物實驗室純水系統(tǒng)使用的標準操作規(guī)程屏障系統(tǒng)動物實驗室實驗動物尸體和廢物處理的標準操作規(guī)程,SPF動物室標準操作規(guī)程,4、科學的實驗設(shè)計5、有效的質(zhì)量保證體系。,第五節(jié) 試驗結(jié)果的綜合分析,分析目的各組間的數(shù)據(jù)差異是否有統(tǒng)計學意義。差異的生物學意義與統(tǒng)計學意義的關(guān)系： 沒有統(tǒng)計學意義不

18、等于沒有生物學意義； 有統(tǒng)計學意義也不等于有生物學意義；分析原則綜合分析，注意系統(tǒng)性和關(guān)聯(lián)性。,分析步驟 分析計數(shù)和計量資料，數(shù)據(jù)屬于正態(tài)分布，用t檢驗或方差分析；數(shù)據(jù)是非正態(tài)分布，應(yīng)用非參數(shù)統(tǒng)計分析Ridit或秩和檢驗（如半定量的計分數(shù)據(jù)）,具體分析方法（計數(shù)和計量資料）統(tǒng)計學家：往往強調(diào)P值，不考慮實際情況；臨床醫(yī)生：更多考慮臨床的實際意義；動物實驗研究者：應(yīng)將二者結(jié)合起來考慮，才是客觀、可信、可靠的結(jié)論。,分析

19、受試動物流行病學的背景資料動物飼養(yǎng)條件、實驗人員的責任心等等，有必要結(jié)合參考；考慮文獻資料和所在實驗室正常值范圍不同時間點檢測數(shù)據(jù)的波動情況；自己實驗室的(data background)正常范圍值；注意別將動物結(jié)果不加分析地外推到人,藥品動物試驗毒性與臨床毒性一致性的國際研究,動物毒性試驗與人臨床毒性反應(yīng)的陽性一致率為70%非嚙齒類動物單獨預(yù)測的陽性一致率為63%嚙齒類動物為43%,結(jié)論表述的科學性可以認為。。。，本試

20、驗條件下所得的結(jié)果提示。。。，在本試驗條件下未見。。。The results obtained in this study indicated that There was no evidence of a consistent inter-group differentIt is consider that these findings are of doubtful toxicological significant.

21、No adverse reactions were observed in ….,試驗報告應(yīng)包括：試驗題目試驗單位名稱和地址試驗起止日期試驗的管理受試物和對照品的名稱、批號、含量、組分以及其它。受試物和對照品在給藥條件下的穩(wěn)定性。溶媒及其它介質(zhì)儀器與試劑,實驗動物的種、系、年齡、性別、體重范圍、來源、動物合格證號動物接收日期、飼養(yǎng)條件（環(huán)境、飼料、飲水、墊料）、動物使用許可證號。劑量設(shè)計依據(jù)。給藥途徑與方法、劑量