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1、第十章第十章 动物物实验设计与与结果分析果分析 第一第一节 动物物实验设计第二第二节 动物物实验准准备与与预实验第三第三节 动物物实验数据收集与数据收集与处理理第四第四节 动物物实验结果分析及果分析及应注意的注意的问题 第五第五节 1实验动物学第十章动物实验设计与结果分析生物医学生物医学实验研究可分研究可分为整体水平、器官水平、整体水平、器官水平、细胞水胞水平、平、亚细胞水平、分子水平等胞水平、分子水平等层次研究，一个次研究，一个课题可以可以仅在一个水平在一个水平层次次进行研究，但更多的是多个水平行研究，但更多的是多个水平层次次的的综合研究。合研究。动物物实验研究是以整体水平研究是以整体水平层
2、次次为主的研主的研究。究。正确地正确地选题立立项：目的性目的性科学性科学性创造性造性可行性可行性第一第一节 动物物实验设计2实验动物学第十章动物实验设计与结果分析一、一、动物物实验设计的定的定义动物物实验设计是指研究者根据是指研究者根据实验目的和要求，目的和要求，运用有关科学知运用有关科学知识和原理，和原理，结合合统计分析及分析及伦理理学的要求而制定的在学的要求而制定的在动物身上物身上进行行试验的的实施施计划和方案，并用文字划和方案，并用文字记录或流程或流程图表述的表述的实验方方案和技案和技术路路线。动物物实验的的结果能否取得果能否取得预期效果、达到研究目期效果、达到研究目的很大程度上取决于研
3、究者的很大程度上取决于研究者动物物实验设计是否科是否科学、学、严密。密。3实验动物学第十章动物实验设计与结果分析根据研究根据研究课题和目和目标的不同，的不同，动物物实验设计可以可以很很庞大、复大、复杂，也可以很小、很，也可以很小、很简单。绝大部分研究大部分研究课题需要研究者需要研究者进行行动物物实验设计。一些一些测试、检验等的等的动物物实验方法已方法已经被大家公被大家公认成成为常常规，不需要，不需要进行行动物物实验设计。4实验动物学第十章动物实验设计与结果分析动物物实验设计包括三个基本要素包括三个基本要素：处理因素理因素处理因素是理因素是实验中需中需进行重点考察的内容，行重点考察的内容，处理因
4、素不同，理因素不同，实验结果果也不同。在整个也不同。在整个实验中中处理因素理因素应标准化，否准化，否则会影响会影响实验结果的果的评价。在一次价。在一次实验中中处理因素不宜理因素不宜过多，多，过多多则增加分析的增加分析的难度。度。受受试对象象在在动物物实验中，受中，受试对象是象是实验动物。根据研究物。根据研究课题不同，不同，选择适合适合本本课题研究的研究的动物的种属、品种品系、年物的种属、品种品系、年龄、性、性别（体重）等，确定（体重）等，确定分分组情况、每情况、每组的的样本量和受本量和受试对象象总数。在一般情况下，数。在一般情况下，应优先使先使用用标准化准化实验动物以保物以保证动物物实验的的质
5、量。量。实验效效应实验效效应是指是指处理因素作用于受理因素作用于受试对象后所起的作用，它通象后所起的作用，它通过观察指察指标来来实现。观察指察指标分分为主主观指指标和客和客观指指标。为保保证实验数据的可数据的可靠性和可比性，在靠性和可比性，在选择指指标时应尽可能尽可能选择客客观指指标，或尽可能将主，或尽可能将主观指指标转化成客化成客观指指标，并要求有一定的灵敏度和精确性。，并要求有一定的灵敏度和精确性。5实验动物学第十章动物实验设计与结果分析二、二、动物物实验设计原原则 （一）（一）对照性原照性原则 对照性原照性原则是要求在是要求在实验中中设立可与立可与实验组比比较，用以消除各种无关因素影，用
6、以消除各种无关因素影响的响的对照照组。 对照照应有可比性：同有可比性：同时同地同条件同地同条件 一个完整一个完整实验除了除了实验组外，外，还应包括下列包括下列对照照组，所有，所有动物物应根据随机原根据随机原则分配到各分配到各组内。内。 阴性阴性对对照照组组 阴性阴性对照照组包括空白包括空白对照照组、正常、正常对照照组和假手和假手术组，需要根据，需要根据实验的具体情况的具体情况设置置 阳性阳性对对照照组组 阳性阳性对对照照组组是用已知的能达到是用已知的能达到预预期阳性期阳性试验结试验结果的果的处处理因素作用理因素作用于于动动物，其余非物，其余非处处理因素理因素应应与其它与其它组组一致。一致。 阳
7、性阳性对对照照组组有有2 2个作用，一是个作用，一是检验试验检验试验体系是否正确，如果阳性体系是否正确，如果阳性对对照未出照未出现现阳性阳性结结果，就果，就应该检查试验应该检查试验体系的哪个体系的哪个环节环节出出现问题现问题；二是以阳性；二是以阳性对对照作照作为为参照物，比参照物，比较较和和评评价价实验组实验组的阳性的阳性结结果是高于果是高于还还是低于阳性是低于阳性对对照。照。 实验对实验对照照组组（模型（模型对对照照组组） 实验对实验对照照组组是指在研究是指在研究过过程中，程中，给对给对照照组组施加部施加部分分处处理因素，但不是被研究的理因素，但不是被研究的处处理因素。例如：理因素。例如：为
8、为了研究某种了研究某种药药物物对对某一病种某一病种或或证证型的治型的治疗疗作用，常常采用一定的作用，常常采用一定的动动物模型。物模型。对动对动物模型的物模型的处处理方法理方法实验实验治治疗组疗组和和实验对实验对照照组组完全相同，但是治完全相同，但是治疗组给疗组给予予药药物，而物，而实验对实验对照照组组不不给药给药物。物。6实验动物学第十章动物实验设计与结果分析 标标准准对对照照组组 在以在以动动物物为实验对为实验对照照组时组时，常，常设设立一个不造模立一个不造模处处理的正常理的正常对对照照组组，即，即标标准准对对照照组组，在与，在与实验组实验组和治和治疗组疗组同同样样的条件和的条件和环环境中完
9、全境中完全按常按常规饲规饲养。例如在养。例如在老年病研究中，除了老年病研究中，除了设立老年立老年对照照组外，外，还需需设立立一个青年一个青年对照照组。青年。青年对照照组的的动物种物种类、性、性别与老年与老年对照照组和治和治疗组相同，只是月相同，只是月龄小（成年）。在小（成年）。在这里，青年里，青年对照照组相当于相当于标准准对照照组，其其实验数据数据对于老年于老年对照照组（模型（模型对照照组）而言，相当于）而言，相当于标准准值或正常或正常值。有的有的实验还可可设自身自身对照。照。同一个体身上同一个体身上观察察实验处理前后某种指理前后某种指标的的变化化同一同一动动物在施加物在施加实验实验因素的一因
10、素的一侧侧与不施加与不施加实验实验因素的另一因素的另一侧侧作左右的作左右的对对照照。 自体自体对对照可有效减少个体差异照可有效减少个体差异对试验处对试验处理反理反应应的影响。凡可的影响。凡可进进行自身行自身对对照照设计设计的的实验应实验应尽量加以采用。尽量加以采用。在在药药理学和毒理学理学和毒理学试验试验中，中，实验组还进实验组还进一步分成多个一步分成多个剂剂量量组组，以此，以此观观察察不同不同剂剂量的量效关系。不同量的量效关系。不同剂剂量量组组也可互也可互视为剂视为剂量量对对照照组组。7实验动物学第十章动物实验设计与结果分析( (二二) )随机性原随机性原则 随机性原随机性原则就是按照机遇均
11、等的原就是按照机遇均等的原则来来进行分行分组。其目。其目的是使一切干的是使一切干扰因素造成的因素造成的实验误差尽量减少，而不受差尽量减少，而不受实验者主者主观因素或其他偏性因素或其他偏性误差的影响。差的影响。 随机化的手段可采用随机化的手段可采用编号卡片抽号卡片抽签法，随机数字表或采用法，随机数字表或采用计算器的随机数字算器的随机数字键。 （三）重复性原（三）重复性原则 重复性原重复性原则是指同一是指同一处理要理要设置多个置多个样本数。本数。 重复的主要作用是估重复的主要作用是估计试验误差、降低差、降低试验误差和增差和增强代表性，提高代表性，提高实验结果的精确度，保果的精确度，保证实验结果能在
12、同一个果能在同一个体或不同个体中体或不同个体中稳定地重复出来。定地重复出来。8实验动物学第十章动物实验设计与结果分析（四）一致性原（四）一致性原则 一一致致性性原原则是是指指在在实验中中实验组与与对照照组除除了了处理理因因素素不不同同外外，非非处理因素基本保理因素基本保证均衡一致。均衡一致是均衡一致。均衡一致是处理因素具有可比性的基理因素具有可比性的基础。 非非处理因素：理因素： 实验对象：象：动物品系、体重、年物品系、体重、年龄、性、性别、 实验条件：条件：饲料和料和饲养方式、养方式、 实验环境：境：实验室温度、湿度、气室温度、湿度、气压、季、季节 实验时间： 药品品：药物物厂厂商商、批批号
13、号、纯度度、剂型型、剂量量、注注射射容容量量和和速速度度、酸酸碱碱度、温度、度、温度、给药途径和途径和给药顺序序 仪器器、设备：仪器器种种类、型型号号、灵灵敏敏度度、精精确确度度、零零点点漂漂移移、电压稳定性定性 操作人操作人员：操作步：操作步骤熟熟练程度程度9实验动物学第十章动物实验设计与结果分析( (五五) )客客观性原性原则 动物物实验设计中要力戒主中要力戒主观偏性干偏性干扰，选择观察指察指标时，不用或尽量少用不用或尽量少用带主主观成分的指成分的指标。结果判断要客果判断要客观，更不，更不能以主能以主观的意愿的意愿对结果或数据作任意的改果或数据作任意的改动和取舍。和取舍。如中医辨如中医辨证
14、“气虚气虚”症状症状为面色晃白，面色晃白，头晕目眩，少气目眩，少气懒言，神疲乏力，甚言，神疲乏力，甚则晕厥。在大小鼠厥。在大小鼠辩证中可用自中可用自发活活动仪记录小鼠的自小鼠的自发活活动情况、舌苔情况、舌苔颜色可用拍照和与色可用拍照和与标准色卡准色卡对比比记录，并与正常，并与正常对照照组比比较。 10实验动物学第十章动物实验设计与结果分析三、三、动物物实验设计的主要内容的主要内容（一）（一）动物物实验设计前前应考考虑的的问题1 1动动物福利和物福利和动动物物实验伦实验伦理理问题问题 在在进进行行动动物物实验设计实验设计前，前，实验实验者必者必须须思考：思考： 这个个实验是否一定要用是否一定要用
15、动物才能达到物才能达到实验目的？是否可用目的？是否可用其它其它试验方法来代替？方法来代替？ 如果如果实验必必须要在要在动物身上物身上进行，那么行，那么应该如何善待如何善待动物，物，在在实验中减中减轻动物的痛苦和不安？物的痛苦和不安？ 实验实验者必者必须须提出令人信服的理由提出令人信服的理由证证明明这这个个实验实验必必须须要要用用动动物做，而且在物做，而且在实验设计实验设计中采取了善待中采取了善待动动物和减物和减轻动轻动物物痛苦的具体措施，并承痛苦的具体措施，并承诺诺本本动动物物实验实验方法和目的符合人方法和目的符合人类类的道德的道德伦伦理理标标准和国准和国际惯际惯例，在例，在动动物物试验试验期
16、期间间遵守有关的遵守有关的法法规规、实验动实验动物物伦伦理福利原理福利原则则和和动动物物实验实验室的室的规规章制度。章制度。11实验动物学第十章动物实验设计与结果分析2 2实验实验条件条件问题问题实验实验者必者必须须了解了解进进行本行本实验实验的所有条件是否均已具的所有条件是否均已具备备，如，如相相应应的的动动物物设设施、施、动动物来源、物来源、仪仪器器设备设备、试剂试剂、人、人员员、技、技术术熟熟练练程度等，程度等，这这些些实验实验条件的描述将充分体条件的描述将充分体现现在在实验实验方方案中。案中。3 3经费预经费预算算问题问题动动物物实验实验是需要是需要经费经费支持的，一般来支持的，一般来
17、说说，同一，同一课题经费课题经费不不同，所同，所选择选择的的实验实验条件会不同，研究的条件会不同，研究的层层次也会不同。本次也会不同。本着着节约经费节约经费的原的原则则，有多少，有多少经费经费做多少事情，量入做多少事情，量入为为出。出。特特别别注意的是注意的是实验过实验过程中会程中会发发生很多不可生很多不可预见预见的意外，增的意外，增加加额额外的外的经费经费。充分估。充分估计计到各种情况就能保到各种情况就能保证实验证实验方案的方案的顺顺利利实实施。施。12实验动物学第十章动物实验设计与结果分析（二）（二）实验方案的制定方案的制定一个完整的一个完整的动物物实验方案方案应包括以下内容：包括以下内容
18、：1 1实验动实验动物种属、品种品系、性物种属、品种品系、性别别、年、年龄龄（体重）的（体重）的选择选择2 2实验组实验组数的确定数的确定3 3动动物物实验实验分分组设计组设计的基本的基本类类型型单组比比较设计完全随机化完全随机化设计随机区随机区组设计配配对设计13实验动物学第十章动物实验设计与结果分析4 4每每组样组样本量的确定本量的确定每每组组的的样样本量反映了同一本量反映了同一处处理的重复个数。理的重复个数。样样本量本量过过小，小，抽抽样误样误差大，不易差大，不易发现实际发现实际存在的差异，得不出存在的差异，得不出统计统计学意学意义义的的结论结论；样样本量本量过过大，不符合大，不符合动动
19、物福利的原物福利的原则则，也浪，也浪费费人力、物力和人力、物力和财财力。一般情况下力。一般情况下啮齿类啮齿类大小鼠大小鼠实验实验分分组组每每组组10-2010-20只，雌雄各半即可只，雌雄各半即可满满足足统计统计学分析的要求。大学分析的要求。大动动物如兔、犬和猪的物如兔、犬和猪的实验实验一般每一般每组组6-106-10只。只。一般来一般来说说，各，各组样组样本量相等本量相等时时，统计统计效率最高。在效率最高。在实际实际工工作中，因一批作中，因一批动动物中个物中个别别不均一性而剔出、不均一性而剔出、实验实验人人员员操作操作技技术术不熟不熟练练或技或技术术复复杂杂、高、高剂剂量量组组因毒性的不确定
20、等而在因毒性的不确定等而在实验实验中致中致动动物死亡等的情况屡有物死亡等的情况屡有发发生，因而生，因而实际实际使用的使用的动动物数量物数量应应比理比理论计论计算的算的样样本量要适当增加。本量要适当增加。14实验动物学第十章动物实验设计与结果分析5 5实验处实验处理方法和指理方法和指标标的的选选定定实验处实验处理理方法包括方法包括处理因素、理因素、处理理时间、次数、次数、强度（度（剂量）、途径等，量）、途径等，这些都要在些都要在实验方案中确定下来。方案中确定下来。动物物实验指指标一般包括两部分：一般包括两部分：试验期期间活体活体观察指察指标和和实验结束束处死解剖死解剖观察取材察取材测试指指标。试
21、验期期间活体活体观察指察指标 包括一般包括一般观观察、无察、无创伤创伤性性测测定指定指标标和和创伤创伤性性测测定指定指标标。 一般一般观观察包括察包括动动物的精神、行物的精神、行为为、营营养、被毛、养、被毛、摄摄食情况、大小便及口鼻耳食情况、大小便及口鼻耳阴部分泌物等阴部分泌物等, ,一般无需惊一般无需惊动动动动物；物； 无无创伤创伤性性测测定指定指标标包括心包括心电图电图、血、血压压、呼吸、自主活、呼吸、自主活动动等等测试测试，有的需要无，有的需要无线线遥控遥控设备设备。无。无线线遥控无遥控无创伤观创伤观察察测试测试可避免干可避免干扰动扰动物，减少物，减少动动物物应应激，因激，因而而测试测试
22、数据准确、可靠。数据准确、可靠。 创伤创伤性性测测定指定指标标包括手包括手术术、取血取材等，、取血取材等，对动对动物物长长期期观观察忽多忽少察忽多忽少产产生影响。生影响。实验设计时实验设计时要考要考虑虑研究研究团队团队有无技有无技术术基基础础和和实验实验条件，以及条件，以及评评估估创伤创伤性性试验试验对动对动物物试验试验的影响。的影响。实验结实验结束束处处死解剖死解剖观观察取材察取材 测试测试涉及到麻醉、取全血涉及到麻醉、取全血/ /血血浆浆/ /血清、血清、脏脏器称重、器称重、病理病理组织组织取材及固定等一系列步取材及固定等一系列步骤骤，可依据，可依据实验实验目的和目的和检测检测指指标选择标
23、选择部分或部分或全部全部进进行。行。15实验动物学第十章动物实验设计与结果分析由于由于动物物实验几乎涉及到基几乎涉及到基础和和临床各个学科，不同的研床各个学科，不同的研究有不同的目的和要求，所用的究有不同的目的和要求，所用的试验方法、方法、仪器器设备和指和指标也各不相同，但无也各不相同，但无论选择何种何种实验方法，均方法，均应力求做到力求做到以下几点：以下几点：(1) (1) 可靠性可靠性：即方法切：即方法切实可行、指可行、指标稳定可靠，是受大家公定可靠，是受大家公认的方法，也称的方法，也称经典方法。典方法。(2) (2) 客客观观性性：尽量：尽量选用用仪器器设备检测，避免主，避免主观描述；能
24、用定描述；能用定量指量指标的就不要的就不要选用定性指用定性指标。(3) (3) 先先进进性性：当今重大科研成果的出：当今重大科研成果的出现几乎都利用了先几乎都利用了先进的的仪器器设备、技、技术和和检测指指标，将整体，将整体动物物实验与与细胞水平、胞水平、分子水平分子水平检测指指标结合起来合起来进行行综合分析。因此充分利用合分析。因此充分利用本本单位或其它位或其它单位的先位的先进仪器器设备为自己的自己的课题服服务对于于提升提升课题的的级别，提高，提高试验质量有着重要意量有着重要意义。16实验动物学第十章动物实验设计与结果分析6. 6. 实验实验周期的确定周期的确定一个一个动动物物实验实验周期要持
25、周期要持续续多多长时间长时间取决于取决于实验实验目的和是目的和是否能从否能从动动物物实验实验中得到所需要的中得到所需要的试验结试验结果。例如，用兔果。例如，用兔制作制作动动脉粥脉粥样样硬化模型，硬化模型，饲饲喂高脂、高胆固醇喂高脂、高胆固醇饲饲料后一料后一个半月，兔的主个半月，兔的主动动脉上可脉上可产产生肉眼可生肉眼可见见粥粥样样斑斑块块，表明，表明造模成功。如果此造模成功。如果此时时用用药药物干物干预预治治疗疗，还还需要再增加需要再增加4 4周以上治周以上治疗时间疗时间，总总的的实验实验周期在周期在3 3个月左右。在个月左右。在实验实验设计设计中需参照文献中需参照文献报报道或根据相关道或根据
26、相关实验实验室的室的经验经验，或通，或通过预试验过预试验摸索。摸索。17实验动物学第十章动物实验设计与结果分析（三）（三）药物物剂量的量的设计和和换算算中医中医药实验研究中很大一部分是研究中很大一部分是药效学和毒理学研究，效学和毒理学研究，实验研究研究结果的好坏与果的好坏与剂量量设计有很大的关系。一个有很大的关系。一个疗效好的效好的药物物剂量量过小可能在小可能在实验中中显示不出示不出药效，效，剂量量过大可能暴露其毒性作用。因此准确的大可能暴露其毒性作用。因此准确的剂量量设计对试验的成功起着重要的作用。的成功起着重要的作用。如果研究的是一种新如果研究的是一种新药，没有，没有临床床资料和料和动物物
27、试验资料，料，那么只能通那么只能通过设置多个置多个剂量量进行行预试验摸索。摸索。如果有人的如果有人的临床用床用药剂量或量或动物物实验参考参考剂量，那么可量，那么可转换成不同成不同动物的等效物的等效剂量。研究量。研究证明明药物的等效物的等效剂量量不是与不是与动物的体重成正比的，而是与物的体重成正比的，而是与单位体重的体表面位体重的体表面积成正比的，因此小成正比的，因此小动物的等效物的等效剂量往往是人的数倍。量往往是人的数倍。18实验动物学第十章动物实验设计与结果分析种属种属小鼠小鼠b b（0.020.02）大鼠大鼠b b(0.150)(0.150)地鼠地鼠b b(0.080)(0.080)豚鼠豚
28、鼠b b(0.4)(0.4)兔兔b b(1.8)(1.8)比格犬比格犬b b(10.0)(10.0)猕猴猕猴b b(3.0)(3.0)成人成人b b(60.0)(60.0)小鼠小鼠a a1.001.000.500.500.600.600.3750.3750.250.250.1500.1500.250.250.0810.081大鼠大鼠a a2.002.001.001.001.201.200.750.750.500.500.300.300.500.500.1620.162地鼠地鼠a a1.671.671.201.201.001.000.6250.6250.4170.4170.250.250.417
29、0.4170.1350.135豚鼠豚鼠a a2.672.671.331.331.601.601.001.000.6670.6670.400.400.6670.6670.2160.216兔兔a a4.004.002.002.002.402.401.501.501.001.000.600.601.001.000.3240.324比格犬比格犬a a6.676.673.333.334.004.002.502.501.671.671.001.001.671.670.5410.541猕猴猕猴a a4.004.002.002.002.402.401.501.501.001.000.600.601.001.0
30、00.3240.324人人a a12.3312.336.176.177.407.404.634.633.083.081.851.853.083.081.001.00注：引自黄继汉等,药理试验中动物间和动物与人间的等效剂量换算.中国临床药理学与治疗学.2004,9(9):1069-1072。括号中数值单位为kg。标准体重准体重动物由物由动物物a a到到动物物b b的的mg/kgmg/kg换算系数算系数19实验动物学第十章动物实验设计与结果分析中医在中医在长期的期的临床床实践中，践中，对一般常用中一般常用中药的用量的用量积累了丰富累了丰富的的经验，规定了每味中定了每味中药的的临床用量。在床用量。在
31、实验研究中，可将人研究中，可将人的的临床用量床用量换算成算成动物的用量。物的用量。中国中国药典典20102010年版年版规规定中定中药药雄黄的人雄黄的人临临床用量床用量为为0.05-0.1g0.05-0.1g，换换算成小鼠的用量是多少？算成小鼠的用量是多少？答：按人答：按人临临床最高用量床最高用量0.1g0.1g、体重、体重60kg60kg计计算，得算，得1.7mg/kg1.7mg/kg，换换算算成小鼠用量成小鼠用量时查时查表表1 1人人a a行小鼠行小鼠b b列的列的换换算系数算系数为为12.3312.33，故小鼠，故小鼠的等效的等效剂剂量是量是1.7mg*12.33=21.0mg/kg1.
32、7mg*12.33=21.0mg/kg。已知某已知某药药20g20g小鼠用小鼠用4mg/kg4mg/kg，换换算成算成8kg8kg比格犬的用比格犬的用药剂药剂量？量？答：答：查查表表1 1小鼠小鼠a a行，比格犬行，比格犬b b列的列的换换算系数算系数为为0.150.15，故比格犬的，故比格犬的剂剂量量=4=40.15=0.60mg/kg0.15=0.60mg/kg以上以上换算是在各种算是在各种动物物标准体重情况下准体重情况下进行的。如果行的。如果动物物a a和和动动物物b b中一种或两种都不是中一种或两种都不是标标准体重，就需要根据表准体重，就需要根据表9-29-2折算成与折算成与标标准体重
33、的比率（准体重的比率（B=W/WB=W/W标标），再乘以校正系数），再乘以校正系数。20实验动物学第十章动物实验设计与结果分析非非标准准动物的物的换算：算： 非非标准准动物物换算成算成标准准动物：物：给药剂量量校正系数校正系数Sa Sa 换算系数算系数 标准准动物物换算成非算成非标准准动物：物：给药剂量量换算系数算系数校校正系数正系数SbSb 非非标准准动物物换算成非算成非标准准动物物: :给药剂给药剂量量校正系数校正系数Sa Sa 换算系数算系数校正系数校正系数SbSb例例3 3：长长期毒性期毒性试验试验350g350g大鼠用大鼠用10mg/kg10mg/kg，换换算成算成8kg8kg比格犬
34、比格犬的用的用药剂药剂量？量？答：答：查查表表2 2，B=W/WB=W/W标标=350/150=2.3=350/150=2.3，校正系数，校正系数Sa=1.301Sa=1.301。再再查查表表1 1大鼠大鼠a a行，比格犬行，比格犬b b列的列的换换算系数算系数为为0.300.30，故，故8kg8kg比格犬的比格犬的剂剂量量=10=101.3011.3010.30=3.90mg/kg0.30=3.90mg/kg21实验动物学第十章动物实验设计与结果分析B=W/WB=W/W标标校正系数校正系数Sa校正系数校正系数Sb0.30.30.6690.6691.4941.4940.40.40.7370.7
35、371.3571.3570.50.50.7940.7941.2601.2600.60.60.8430.8431.1861.1860.70.70.8880.8881.1261.1260.80.80.9280.9281.0771.0770.90.90.9650.9651.0361.0361.01.01.0001.0001.0001.0001.11.11.0321.0320.9690.9691.21.21.0631.0630.9410.9411.31.31.0911.0910.9160.9161.41.41.1191.1190.8940.8941.51.51.1451.1450.8740.8741.
36、61.61.1701.1700.8550.8551.71.71.1931.1930.8380.8381.81.81.2161.2160.8220.8221.91.91.2391.2390.8070.8072.02.01.2601.2600.7940.7942.22.21.3011.3010.7690.7692.42.41.3391.3390.7470.7472.62.61.3751.3750.7270.7272.82.81.4091.4090.7090.7093.03.01.4421.4420.6930.6933.23.21.4741.4740.6790.679表. 非标准体重动物的校正系数2
37、2实验动物学第十章动物实验设计与结果分析第二第二第二第二节节 动动物物物物实验实验准准准准备备与与与与预实验预实验一、知一、知识和技和技术的准的准备1.1. 掌握有关掌握有关实验动实验动物方面的基物方面的基础础知知识识2. 2. 掌握有关掌握有关动动物物实验实验方法学方面的基本技方法学方面的基本技术术。二、二、实验实验条件的准条件的准备备准准备备好好实验仪实验仪器、器、药药品、品、试剂试剂和和实验动实验动物等，尽可能使物等，尽可能使实实验验手段和手段和实验实验方法方法标标准化。准化。应应注意以下几个方面注意以下几个方面问题问题：1 1）了解和熟悉）了解和熟悉进行行动物物实验的各的各项规章制度，
38、并章制度，并严格遵守格遵守这些些规章制度。章制度。23实验动物学第十章动物实验设计与结果分析2 2）进行咨行咨询和和预约登登记，如，如实申申报动物物实验的名称、的名称、课题来来源、源、动物物实验的起止日期、所用的起止日期、所用动物的品种品系、等物的品种品系、等级、数量、年数量、年龄、性、性别等，并等，并说明供明供试品是否有毒、有害、有品是否有毒、有害、有感染性或放射性等、感染性或放射性等、实验的特殊条件和要求，以求得与的特殊条件和要求，以求得与实验动物室物室进行沟通，落行沟通，落实动物到达物到达时间，安排，安排饲养和养和实验场所。所。3 3）对于有毒、有害、有感染性或放射性的于有毒、有害、有感
39、染性或放射性的动物物实验，应在相在相应的的动物物实验设施施设备内内进行，并行，并执行有关的行有关的规章制度。章制度。4 4）由于屏障系）由于屏障系统管理管理严格，格，为防止病原微生物的防止病原微生物的带入，从屏入，从屏障系障系统内拿出的内拿出的动物不允物不允许再再进入屏障系入屏障系统，因此，因此动物物实验中所需的中所需的仪器器设备需在需在实验动物室的指物室的指导下下经消毒后方消毒后方可可带入屏障系入屏障系统。24实验动物学第十章动物实验设计与结果分析三、三、预实验预实验是是实验者在正式者在正式实验前前对实验方法和条件以及方法和条件以及实验对象象磨合磨合为一个整体的一个整体的过程，是正式程，是正
40、式实验前的模前的模拟或者演或者演习，其目，其目的在于的在于检查各各项准准备工作是否完善，人工作是否完善，人员是否配是否配齐，实验方法方法和步和步骤是否切是否切实可行，技可行，技术是否熟是否熟练，仪器器设备是否运行正常，是否运行正常，测试指指标是否是否稳定可靠，定可靠，剂量是否量是否设计合理等，了解合理等，了解实验结果果与与预期期结果的距离，从而果的距离，从而为正式正式实验提供提供补充、修正的意充、修正的意见和和经验，是，是动物物实验必不可少的重要必不可少的重要环节。预实验可有效地避免可有效地避免匆忙匆忙进入正式入正式试验后才后才发现很多很多实验细节准准备不充分，以至于不充分，以至于影响影响实验
41、进展的展的现象。因此，象。因此，预实验不不仅不会浪不会浪费钱财，而且，而且会有事半功倍的效果，增会有事半功倍的效果，增强正式正式实验成功的信心。成功的信心。预备实验可使用少量可使用少量动物物进行，行，实验方法和方法和观测指指标应和正式和正式试验一一样。但是，。但是，预备实验的的结果不能果不能归入正式入正式试验的最后的最后结果中一同分析。果中一同分析。25实验动物学第十章动物实验设计与结果分析第三第三第三第三节节 动动动动物物物物实验实验实验实验数据收集与数据收集与数据收集与数据收集与处处处处理理理理动物物实验数据是指在数据是指在动物物实验过程中程中对动物采取某种（或物采取某种（或多种）多种）处
42、理的理的观察察记录或用物理、化学的方法或用物理、化学的方法检测而而获取取的原始的原始资料或数据。原始料或数据。原始资料料还包括照片、包括照片、图片和片和视频记录。通通过对实验过对实验数据的数据的记录记录，贮贮存，分存，分类类和整理，可使研究和整理，可使研究资资料系料系统统化，便于后期化，便于后期对实验对实验数据数据进进行行统计处统计处理。可以理。可以说说，实验实验数据的收集和整理是数据的收集和整理是实验结实验结果分析和果分析和评评判的基判的基础础，也，也是是动动物物实验实验最重要的工作内容之一。最重要的工作内容之一。26实验动物学第十章动物实验设计与结果分析一、一、实验数据的数据的记录与与贮存
43、存（一）（一）实验数据的数据的记录设计记录实验数据的表格数据的表格准确准确记录实验数据数据保存保存仪器器设备自自动打印的原始数据打印的原始数据（二）（二）实验数据的数据的贮存存一般一般记录的介的介质有有实验专用用记录本（卡）、本（卡）、计算算机的硬机的硬盘、光、光盘、U U盘等。等。应应做好必要的数据做好必要的数据备备份。份。27实验动物学第十章动物实验设计与结果分析二、二、实验数据的数据的检查与核与核对三、数据缺三、数据缺项与差与差错的的处理理四、四、实验数据的分数据的分类与整理与整理应先区先区别原始数据是数量性状原始数据是数量性状资料料还是是质量性状量性状资料。不料。不同同类型的数据采用不
44、同的整理方法。型的数据采用不同的整理方法。（一）数量性状（一）数量性状资料料1.1.计数数资料：指用料：指用计数方式而数方式而获得的得的资料。料。这类资料每个料每个变量或量或变数（数（variablevariable）必）必须以整数表示，在两个相以整数表示，在两个相邻的整的整数数间不允不允许有有带小数的数小数的数值存在。如存在。如产仔数、成活数、雌仔数、成活数、雌雄数等。雄数等。2.2.计量量资料：指通料：指通过直接直接计量而得来的以数量量而得来的以数量为特征的特征的资料，料，系用度量衡等系用度量衡等计量工具直接量工具直接测定的。如体重、血定的。如体重、血压、肺活、肺活量、量、脏器重量等。器重
45、量等。28实验动物学第十章动物实验设计与结果分析（二）（二）质量性状量性状资料料 指一些能指一些能观察到而不能直接察到而不能直接测量的性状量的性状资料，又称属性料，又称属性性状性状资料。如毛色、性料。如毛色、性别、生死等。、生死等。对于于质量性状量性状资料料的分析，必的分析，必须将将质量性状数量化，其方法有：量性状数量化，其方法有：1.1.统计统计次数法：根据次数法：根据动动物的某一物的某一质质量性状的量性状的类别统计类别统计其次其次数，以次数作数，以次数作为质为质量性状的数据。在分量性状的数据。在分组统计时组统计时，可按，可按质质量性状的量性状的类别进类别进行分行分组组，再，再统计统计各各组
46、组出出现现的次数。的次数。2.2.评分法：分法：对某一某一质量性状，因量性状，因类别不同，分不同，分别给予予评分分或用数字划分等或用数字划分等级，如，如动物物对某一病原的感染程度，可某一病原的感染程度，可分分为0(0(免疫免疫) )、1(1(一一过性感染性感染) )、2(2(顿挫性感染挫性感染) )、3(3(致致死性感染死性感染) )；病理；病理组织坏死情况可分坏死情况可分为：无（：无（- -），），25%25%以下坏死（以下坏死（+ +），），252550%50%坏死（坏死（+），），50%50%75%75%坏死坏死（+），），75%75%以上坏死（以上坏死（+）。）。这样就可将就可将质量性
47、量性状状资料量化，以利料量化，以利进一步一步统计处理与分析。理与分析。29实验动物学第十章动物实验设计与结果分析五、五、实验数据的数据的统计学学处理理与物理、化学与物理、化学试验可精可精细定量分析不同，定量分析不同，动物是一个非常复物是一个非常复杂的生命体，生命的生命体，生命现象的特点是具有象的特点是具有变异性（个体之异性（个体之间存在差异）存在差异）、随机性（、随机性（变异不能准确推算）和复异不能准确推算）和复杂性（影响因素众多，有性（影响因素众多，有些是未知的），如一些是未知的），如一组动物接受同一物接受同一处理后得到的反理后得到的反应数据是数据是各不相同的，但大多以平均数各不相同的，但大
48、多以平均数为中心作正中心作正态分布。用常分布。用常规的数的数学方法不能学方法不能进行分析，只能依靠生物行分析，只能依靠生物统计学方法用概率学方法用概率进行分行分析。析。生物生物统计学学处理数据的方法很多，最常用的理数据的方法很多，最常用的统计学方法有：各学方法有：各组间计量量资料的比料的比较用方差分析法（用方差分析法（F F检验），各），各组间计数数资料的比料的比较用卡方用卡方检验（X X2 2检验），通），通过概率概率计算得出各算得出各组间差差异是否具有异是否具有显著性意著性意义。一般。一般认为两两组数据之数据之间差异概率差异概率P0.05P0.05具有具有显著性意著性意义，P0.01P0.
49、01具有极具有极显著性意著性意义，表明两，表明两组数据之数据之间的差异不是抽的差异不是抽样误差，而是差，而是处理因素作用所致。理因素作用所致。现在一般在一般实验数据的数据的统计学学处理有理有专用用软件，如件，如SPSSSPSS、SASSAS、SYSTATSYSTAT、GraphPad PrismGraphPad Prism等。等。30实验动物学第十章动物实验设计与结果分析第四第四第四第四节节 动动物物物物实验结实验结果分析及果分析及果分析及果分析及应应注意的注意的注意的注意的问题问题一、一、实验结果的分析与解果的分析与解释建立在真建立在真实可靠的事可靠的事实和数据之上和数据之上科学、合理的解科
50、学、合理的解释不要不要轻轻易否定自己在易否定自己在严严密的密的实验设计实验设计和和严谨认严谨认真真的的实验实验操作下做出的操作下做出的实验结实验结果和果和结论结论31实验动物学第十章动物实验设计与结果分析二、二、动动物物实验结实验结果的果的评评价价1.1.动动物物实验结实验结果的外推果的外推动物和人之物和人之间的差异可能的差异可能导致致动物物试验结果并不一定在果并不一定在人身上可以重复出来，有的甚至是相反的。因此将人身上可以重复出来，有的甚至是相反的。因此将动物物实验结果的数据果的数据简单外推到其他物种外推到其他物种( (包括人包括人类类) )上将可上将可能是不可靠的。能是不可靠的。在肯定一个
51、在肯定一个实验结实验结果果时时最好采用两种以上最好采用两种以上动动物物进进行比行比较较观观察。一般所察。一般所选选的的实验动实验动物中一种物中一种为啮齿类动为啮齿类动物，另物，另种种应为非非啮类动物。物。啮齿类动物物选用小鼠或大鼠，非用小鼠或大鼠，非啮齿类动物物选用犬或猴。如一种用犬或猴。如一种实验处理在多种理在多种动物身上物身上产生共性生共性结果，往往用在人身上也会有意果，往往用在人身上也会有意义。32实验动物学第十章动物实验设计与结果分析2. 2. 谨谨慎慎评评价近交系价近交系动动物物实验结实验结果果近交系近交系动动物因其物因其遗传遗传背景清楚，背景清楚，实验实验研究研究结结果数据整果数据
52、整齐齐、重复型好，目前制作的很多突重复型好，目前制作的很多突变变系疾病系疾病动动物模型的突物模型的突变变基因大多基因大多导导入到近交系入到近交系遗传遗传背景中。但不同近交品系具背景中。但不同近交品系具有各自不同的敏感特性，在近交系育成有各自不同的敏感特性，在近交系育成过过程中所造成的程中所造成的近交衰退与人体的正常生理条件差异很大，因此在某些近交衰退与人体的正常生理条件差异很大，因此在某些研究中很研究中很难说难说正确地反映了人体的条件。正确地反映了人体的条件。对对近交系近交系动动物物的的实验结实验结果果评评价更要慎重，避免因价更要慎重，避免因实验结实验结果的果的误导误导而造而造成成难难以想象的
53、后果。以想象的后果。33实验动物学第十章动物实验设计与结果分析第五第五节 动物物实验研究的局限性研究的局限性一、一、动物物实验研究研究仅是生物医学研究是生物医学研究诸多手段中的一个多手段中的一个生物医学研究的生物医学研究的领域和范域和范围很广，很广，动物物实验研究研究仅是生物医学研是生物医学研究的一部分。究的一部分。许多人往往多人往往认为医学上很多研究离不开医学上很多研究离不开动物物实验。但是有些疾病如糖尿病、冠心病研究、先天性免疫缺陷症的病因但是有些疾病如糖尿病、冠心病研究、先天性免疫缺陷症的病因研究等的研究等的许多成果并不完全多成果并不完全归功于功于动物物实验，而主要是来自人群，而主要是来
54、自人群的流行病学的流行病学调查的的结果。果。癌症研究中也癌症研究中也显显示出示出动动物物实验实验有一定的局限性。而有一定的局限性。而对对人群人群观观察却察却提供了十分重要的提供了十分重要的线线索。索。结结果表明，多食用蔬菜、水果和低脂肪果表明，多食用蔬菜、水果和低脂肪食物的癌症患者存活的食物的癌症患者存活的时间时间更更长长，而且复，而且复发发的危的危险险性性较较小。小。此外，有些研究以前用此外，有些研究以前用动动物物实验实验，现现在一般不再采用在一般不再采用动动物物实验实验。如病毒如病毒传传代和代和鉴鉴定以前通常采用定以前通常采用动动物接种，物接种，现现在除了个在除了个别别病毒病毒（如柯（如柯
55、萨萨奇病毒、乙型奇病毒、乙型脑脑炎病毒以及病因未明的病毒感染）外，炎病毒以及病因未明的病毒感染）外，普遍采用普遍采用细细胞培养和胞培养和组织组织培养技培养技术术，因，因为细为细胞培养和胞培养和组织组织培养生培养生产产疫苗的疫苗的现现代方法更安全、更有效。代方法更安全、更有效。34实验动物学第十章动物实验设计与结果分析二、二、动物种属差异可能物种属差异可能导致致实验结果不一致的果不一致的现象象药物或化学物物或化学物质的安全性的安全性评价主要在价主要在实验动物身上物身上进行。但是，不同种行。但是，不同种属属动物所物所测得的得的结果往往不一致，甚至相互矛盾。例如，果往往不一致，甚至相互矛盾。例如，1
56、9881988年，年，Lester LaveLester Lave在在自然自然杂志上志上报道，用大鼠和小鼠道，用大鼠和小鼠测试214214种化合物的种化合物的致癌性的双重致癌性的双重试验试验，其反，其反应应一致性的一致性的仅仅有有7070。啮齿类动啮齿类动物和人之物和人之间间的的相关性将会更低。相关性将会更低。David SalsburgDavid Salsburg也也发现发现，已知，已知1919种人种人类摄类摄入入时时会致癌会致癌的化合物，如采用的化合物，如采用现现定的定的标标准用量，只有准用量，只有7 7种化合物能在小鼠和大鼠身种化合物能在小鼠和大鼠身上引起癌症。上引起癌症。许许多多动动物
57、，特物，特别别是大鼠和小鼠，其体内合成是大鼠和小鼠，其体内合成维维生素生素C C的量的量为为人人类类推荐的每日允推荐的每日允许摄许摄入量的近入量的近100100倍，表明倍，表明动动物物对对外界外界诱变剂诱变剂的抵的抵抗能力比人抗能力比人强强得多。得多。动动物物实验实验研究研究结结果有果有时时是模棱两可的，不同的是模棱两可的，不同的试验试验者在其者在其试验试验方案中往方案中往往采用不同的往采用不同的动动物，得到不同的物，得到不同的实验结论实验结论。香烟是否致癌就是。香烟是否致癌就是个典型个典型的例子。同的例子。同样开展的是开展的是动物物试验，结果有的研究果有的研究认为香烟致癌，有的却香烟致癌，有
58、的却认为不致癌。不致癌。35实验动物学第十章动物实验设计与结果分析三、三、动物物实验的毒性的毒性结论与与临床不一致的床不一致的现象象许多多药物在物在动物物试验中中证明是安全的，并明是安全的，并获得得药政部政部门的的批准，允批准，允许用于人用于人类临床，但上市后却被床，但上市后却被证明明对人有人有严重重危害。危害。中中药注射注射剂西布曲明西布曲明罗格列格列酮与此相反，有的与此相反，有的动动物物试验结试验结果果显显示示为为无效或有毒性，而在无效或有毒性，而在人身上人身上应应用却用却显显示有效或无毒，因而我示有效或无毒，因而我们们无法估无法估计计有多少有多少有潜在有潜在应应用价用价值值的的药药物被放
59、弃或禁止使用。物被放弃或禁止使用。36实验动物学第十章动物实验设计与结果分析四、四、动物物实验的局限性所的局限性所产生的生的误导现象象 一些一些动动物物试验结论误导试验结论误导了科学家而使得一些医了科学家而使得一些医药药学学领领域的重要域的重要进进展被推展被推迟迟了。了。脊髓灰脊髓灰质质炎病毒炎病毒疫苗的研疫苗的研发烟草与癌症之烟草与癌症之间关系。关系。客客观地地评价价动物物实验，理性地看待，理性地看待动物物实验，正是，正是为了了坚持持动物物实验，合理，合理应用用动物物实验，减少不必要的，减少不必要的动物物实验，促，促进多学科的融合和多学科的融合和发展。展。37实验动物学第十章动物实验设计与结
60、果分析动物物实验只是生物医学研究中只是生物医学研究中许多可用的多可用的实验方法之一。方法之一。除了除了动物物实验外，外，还有有许多好方法可供研究人多好方法可供研究人员采用，包采用，包括流行病学括流行病学调查、临床干床干预试验、临床床观察和察和检验、人体、人体组织和和细胞培养、尸体解剖、内胞培养、尸体解剖、内窥镜检查、活体、活体组织检查以及新的以及新的图像成像技像成像技术等等。人等等。人类健康是和精神活健康是和精神活动及社及社会行会行为、社会、社会组织等等紧密密联系的。系的。因此，因此，对对于生命与健康于生命与健康规规律的律的认识认识，应应更加向以人的整体更加向以人的整体为为研究研究对对象象这这一目一目标转变标转变，同，同时时医学模式也必医学模式也必须须要有一个要有一个大的大的转变转变。2121世世纪纪的医学将更加重的医学将更加重视预视预防，重防，重视视“环环境境社社会会心理心理工程工程生物生物”医学模式，重医学模式，重视视整体医学整体医学观观和有关和有关复复杂杂系系统统的研究。的研究。38实验动物学第十章动物实验设计与结果分析
