陳 芳， 郭春雪， 劉一松， 沈 寧， 胡 完， 楊孟淵， 胡良平△

(1． 中國(guó)人民解放軍第一醫(yī)院， 甘肅 蘭州 730000； 2． 軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)咨詢(xún)中心， 北京 100850)

在生理學(xué)研究中如何正確把握試驗(yàn)設(shè)計(jì)三要素*

陳 芳1， 郭春雪2， 劉一松2， 沈 寧2， 胡 完2， 楊孟淵2， 胡良平2△

(1． 中國(guó)人民解放軍第一醫(yī)院， 甘肅 蘭州 730000； 2． 軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)咨詢(xún)中心， 北京 100850)

目的：為從事生理學(xué)研究的科研工作者制訂科學(xué)完善的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案提供一些有效的技術(shù)方法。方法：通過(guò)正面闡述三要素和正確把握每個(gè)要素的關(guān)鍵點(diǎn)；再通過(guò)分析已發(fā)表的學(xué)術(shù)論文中未妥善把握三要素的案例，為生理學(xué)研究工作者在制訂課題設(shè)計(jì)方案時(shí)能正確把握三要素提供具有可操作性的方法。結(jié)果：呈現(xiàn)出試驗(yàn)設(shè)計(jì)三要素的具體內(nèi)容，即“受試對(duì)象”、“影響因素”和“試驗(yàn)效應(yīng)”，并且，為如何正確把握每個(gè)要素提供具體措施。結(jié)論：試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三要素是從事試驗(yàn)研究的“物質(zhì)基礎(chǔ)”，正確把握它們是制訂出科學(xué)完善試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的重要環(huán)節(jié)之一。

生理學(xué)；統(tǒng)計(jì)學(xué)；試驗(yàn)設(shè)計(jì)；三要素

在開(kāi)展一項(xiàng)研究之前，研究者需要根據(jù)研究目的制定一個(gè)完善的試驗(yàn)計(jì)劃或方案，以保證試驗(yàn)順利開(kāi)展，并確保所得結(jié)果科學(xué)準(zhǔn)確。任何一項(xiàng)研究都離不開(kāi)受試對(duì)象、影響因素和試驗(yàn)效應(yīng)三個(gè)方面，故稱(chēng)其為試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三要素。三要素是試驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心和支柱，正確把握三要素也是保證研究結(jié)果科學(xué)可信的基本條件。三要素看似簡(jiǎn)單，然而在實(shí)際的科研中，在三要素方面出現(xiàn)問(wèn)題的研究并不少見(jiàn)，如受試對(duì)象選取過(guò)于隨意，無(wú)法正確辨別影響因素和重要的非實(shí)驗(yàn)因素，效應(yīng)指標(biāo)的選取不夠客觀、靈敏等等。本文基于生理學(xué)研究實(shí)例，對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三要素進(jìn)行詳細(xì)介紹，并重點(diǎn)闡述正確把握三要素需注意的關(guān)鍵點(diǎn)及常見(jiàn)錯(cuò)誤，使研究者對(duì)三要素有一個(gè)全面、準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)和把握，為制定科學(xué)合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案奠定基礎(chǔ)。

1 何為試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三要素

在文獻(xiàn)[1]中，研究者為探討血漿cfDNA水平能否成為反映大鼠過(guò)度訓(xùn)練的新監(jiān)控指標(biāo)，12只雄性SD大鼠隨機(jī)分為2組(n=6) :安靜組和過(guò)度訓(xùn)練組，過(guò)度訓(xùn)練組進(jìn)行5周遞增負(fù)荷的過(guò)度訓(xùn)練，每周運(yùn)動(dòng)6 d，運(yùn)動(dòng)的最后1天運(yùn)動(dòng)至力竭運(yùn)動(dòng)后36 h采集靜脈血，檢測(cè)大鼠血漿cfDNA睪酮(T)和皮質(zhì)酮(Cort)的活性。顯然，這是基于一個(gè)動(dòng)物試驗(yàn)研究而撰寫(xiě)的學(xué)術(shù)論文，其中，SD大鼠就是此試驗(yàn)的“受試對(duì)象”、是否讓大鼠接受過(guò)度訓(xùn)練就是影響因素，而血漿cfDNA睪酮(T) 和皮質(zhì)酮(Cort)等就是反映試驗(yàn)效應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。由于在任何一個(gè)具體的試驗(yàn)研究中，“受試對(duì)象”、“影響因素”和“試驗(yàn)效應(yīng)”都是不可回避的、缺一不可的，故稱(chēng)其為試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三要素。

2 如何正確把握受試對(duì)象

2.1 確定種類(lèi)

2.1.1 要符合敏感性 受試對(duì)象對(duì)被施加的處理因素應(yīng)有較高的敏感性，容易顯示效應(yīng)?！斗鸭t素與葡萄籽提取物聯(lián)合降血脂作用的研究》[2]中，為了研究番茄紅素與葡萄籽提取物降血脂的作用，需要使用高血脂生理過(guò)程與人類(lèi)高血脂生理過(guò)程相似的模型動(dòng)物，根據(jù)查詢(xún)已有的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，大鼠、豚鼠、金黃地鼠這三種動(dòng)物被施加此提取物后，都很容易產(chǎn)生預(yù)期的試驗(yàn)效應(yīng)。

2.1.2 要符合特異性 受試對(duì)象對(duì)被施加的處理因素應(yīng)有較強(qiáng)的特異性，排除非處理因素干擾。文獻(xiàn)[2]中的豚鼠、大鼠，都是屬于標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)動(dòng)物，可以排除因帶病毒、細(xì)菌、寄生蟲(chóng)和潛在性疾病對(duì)試驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)的影響。而且遺傳背景清楚，能夠排除試驗(yàn)動(dòng)物雜交、遺傳上不均衡、個(gè)體差異大、反應(yīng)不一致對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。這滿(mǎn)足了特異性的要求。

2.1.3 要符合穩(wěn)定性 受試對(duì)象對(duì)被施加的處理因素的反應(yīng)有較大的穩(wěn)定性，減少誤差。文獻(xiàn)[2]中，對(duì)豚鼠施加提取物后進(jìn)行觀察，很容易得到血壓降低的反應(yīng)，且反應(yīng)很容易辨別，具有較強(qiáng)穩(wěn)定性。

2.1.4 要符合同質(zhì)性 研究對(duì)象的種屬、生物學(xué)特性及其他條件保持均衡。文獻(xiàn)[2]中，對(duì)三種動(dòng)物的脂代謝生理與病理特點(diǎn)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)由于大鼠血漿中HDL是血漿膽固醇的主要載體，而人類(lèi)的血漿膽固醇的主要載體是LDL，物種差別比較大，而且，大鼠血漿中CETP(膽固醇酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)的活性?xún)H為人類(lèi)的14%。而豚鼠在血漿脂蛋白構(gòu)成、膽固醇和脂蛋白代謝及對(duì)飲食膽固醇和藥物治療的反應(yīng)性方面與人類(lèi)有許多相似之處。基于此，本文中實(shí)際選擇的豚鼠，更滿(mǎn)足同質(zhì)性的要求。

2.1.5 要符合依從性 受試對(duì)象接受處理因素的合作程度。文獻(xiàn)[2]中的受試對(duì)象豚鼠，是實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的試驗(yàn)對(duì)象，試驗(yàn)者熟練掌握對(duì)其操作手法，依從性極高。

2.1.6 要符合經(jīng)濟(jì)性 受試對(duì)象容易找到，費(fèi)用低[3]。對(duì)于[2]來(lái)說(shuō)，雖然原文中最終選擇的豚鼠與大鼠比較，成本更高，飼養(yǎng)需花費(fèi)更多精力。但綜合上述幾個(gè)原則來(lái)看，為了試驗(yàn)結(jié)果更加科學(xué)穩(wěn)定，與人類(lèi)相似性大，最終還是選用清潔級(jí)豚鼠。不同于上述五條，此項(xiàng)要求不是必要性要求，只是為了盡可能的節(jié)約試驗(yàn)成本。

2.2 質(zhì)量要求

在確定了合適種類(lèi)的受試對(duì)象之后，還必須對(duì)其提出質(zhì)量要求，分別包括納入標(biāo)準(zhǔn)、排除標(biāo)準(zhǔn)、中止標(biāo)準(zhǔn)、終止標(biāo)準(zhǔn)和剔除標(biāo)準(zhǔn)，仍然以文獻(xiàn)[2]為例來(lái)說(shuō)明。

2.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn) 使用成年豚鼠雄鼠：800～1 200 g；雌鼠：700～900 g，滿(mǎn)足此要求的豚鼠可以進(jìn)入試驗(yàn)。

2.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn) 體重過(guò)重或者過(guò)輕，疾病或者殘疾，對(duì)于此類(lèi)豚鼠不予選擇。

2.2.3 中止標(biāo)準(zhǔn) 豚鼠出現(xiàn)明顯的食欲不振，精神萎靡，連續(xù)7 d以上，懷疑或者確診患上豚鼠常見(jiàn)傳染性疾病，此類(lèi)情況出現(xiàn)，則該豚鼠的試驗(yàn)中止；

2.2.4 終止標(biāo)準(zhǔn) 在服用番茄紅素、葡萄籽提取物喂養(yǎng)15 d后，即終止試驗(yàn)。

2.2.5 剔除標(biāo)準(zhǔn) 豚鼠在建模期間死亡，豚鼠在實(shí)驗(yàn)期間死亡；或者在建模、實(shí)驗(yàn)期間受孕，雖已納入試驗(yàn)?zāi)Ｐ停€是要剔除這類(lèi)對(duì)象。

2.3 數(shù)量要求

受試對(duì)象的數(shù)量指的是：(1)在一個(gè)具體的生理學(xué)試驗(yàn)研究中總共需要多少樣本含量；(2)在整個(gè)試驗(yàn)研究中需要將受試對(duì)象分成若干個(gè)小組，更確切的樣本含量是指每個(gè)小組中的樣本數(shù)目。樣本含量估計(jì)是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，需要同時(shí)考慮數(shù)據(jù)分析時(shí)的比較類(lèi)型(如差異性檢驗(yàn)、非劣效性檢驗(yàn)、等效性檢驗(yàn)或優(yōu)效性檢驗(yàn))、觀測(cè)指標(biāo)的性質(zhì)(定量與定性)、有關(guān)的先驗(yàn)知識(shí)(如均值和標(biāo)準(zhǔn)差大約為多少)和有關(guān)結(jié)果精確度(允許估計(jì)或分析的結(jié)果中犯第Ⅰ類(lèi)和第Ⅱ類(lèi)錯(cuò)誤的概率大小)這些要求。比較好的做法是根據(jù)具體情況、利用相應(yīng)的計(jì)算公式來(lái)估算出樣本含量。在本刊中，《在生理學(xué)研究中如何準(zhǔn)確估計(jì)樣本含量》一文，針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述。文獻(xiàn)[2]中給出的樣本量，選擇數(shù)量30只，卻沒(méi)有給出任何樣本量的計(jì)算和估計(jì)的理由和過(guò)程，這是不符合科學(xué)完善試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求的。

3 如何正確把握影響因素

在影響因素中，除了確定的試驗(yàn)因素外，還有其他的因素會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響,即非試驗(yàn)因素。例如在文獻(xiàn)[4]中，試驗(yàn)因素為細(xì)菌脂多糖(LPS)處理，共4個(gè)水平；而重要的非試驗(yàn)因素有兩個(gè)，第一個(gè)是細(xì)胞培養(yǎng)方法對(duì)細(xì)胞的影響，第二個(gè)是細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境對(duì)細(xì)胞的影響。

3.1 如何才能準(zhǔn)確選擇、合理安排試驗(yàn)因素和非試驗(yàn)因素

在生理學(xué)研究中，一定要慎重處置非試驗(yàn)因素。

第一種方法，將重要的定量非試驗(yàn)因素的取值準(zhǔn)確地記錄下來(lái)。例如，研究不同飼料對(duì)動(dòng)物體重增加量的影響，飼料種類(lèi)是試驗(yàn)因素，而動(dòng)物進(jìn)食量是一個(gè)很重要的非試驗(yàn)因素，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)階段難以嚴(yán)格控制，可以在試驗(yàn)中記錄每只動(dòng)物每餐進(jìn)食量，最后可求出每只動(dòng)物在整個(gè)試驗(yàn)時(shí)期內(nèi)的每餐平均進(jìn)食量，將來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)采用相應(yīng)設(shè)計(jì)定量資料的協(xié)方差分析方法，從而排除進(jìn)食量對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。

第二種方法，研究者通過(guò)隨機(jī)分組等方法，盡可能使全部非試驗(yàn)因素或重要的非試驗(yàn)因素在各組中分布均衡。例如[4]中，對(duì)于細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)細(xì)胞的影響的處理是，對(duì)照組中雖不經(jīng)LPS處理，但要培養(yǎng)在與處理組同樣的培養(yǎng)液中；對(duì)于細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境對(duì)細(xì)胞的影響，則是需要對(duì)照組和試驗(yàn)組在相同且適宜的環(huán)境下培養(yǎng)。最大限度控制非試驗(yàn)因素對(duì)結(jié)果的影響。此類(lèi)試驗(yàn)設(shè)計(jì)類(lèi)型包括, 配對(duì)設(shè)計(jì)、隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)、平衡不完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)、含區(qū)組因素的析因設(shè)計(jì)等。

第三種方法，則是恰當(dāng)?shù)厥褂枚嘁蛩胤治龌貧w模型來(lái)進(jìn)行分析。在文獻(xiàn)[5]中，要研究的試驗(yàn)因素是性別，但人體標(biāo)本的年齡是一個(gè)重要的非試驗(yàn)因素，于是研究者將年齡視為協(xié)變量，采用類(lèi)似“協(xié)方差分析模型”處理資料。此種情況下，人們常這樣描述：校正了年齡等因素的作用之后，得出某某結(jié)論。

3.2 科研工作者在確定試驗(yàn)因素方面常犯的錯(cuò)誤

3.2.1 試驗(yàn)因素命名不科學(xué) 沒(méi)有叫出明確的試驗(yàn)因素，籠統(tǒng)的把因素叫做“分組或組別”或是其他簡(jiǎn)單的歸納名詞，將分成的幾組當(dāng)做是該因素的各個(gè)水平。事實(shí)上，很多人眼中的“組別”實(shí)際上是多個(gè)非試驗(yàn)因素的“復(fù)合物”。此時(shí)，對(duì)于合理選擇統(tǒng)計(jì)分析方法是有害無(wú)益的。例如在《膀胱癌多藥耐受相關(guān)蛋白和P53的表達(dá)及相關(guān)性分析[6]》中，研究者用“組織”作為5個(gè)小組的“總稱(chēng)”，并未針對(duì)課題的研究目的提煉出“試驗(yàn)因素”，可改成“膀胱粘膜癌變程度”，因素有五個(gè)水平。

3.2.2 試驗(yàn)因素?cái)?shù)量過(guò)多 毫無(wú)根據(jù)的選擇很多試驗(yàn)因素，使試驗(yàn)研究變得十分復(fù)雜，往往因?yàn)樵囼?yàn)條件、人力物力、財(cái)力、技術(shù)水平和時(shí)間都達(dá)不到起碼的要求，使試驗(yàn)研究半途而廢或因安排不當(dāng)，組間夾雜著某些混雜因素的影響，導(dǎo)致結(jié)論可信度低。所以，要盡量按照3.1中的方法，進(jìn)行合理選擇。

3.2.3 將多因素試驗(yàn)拆分為多個(gè)單因素試驗(yàn) 將一個(gè)多因素試驗(yàn)拆分成多個(gè)單因素試驗(yàn)，難以提高試驗(yàn)的廣度、深度以及效率，同時(shí)所需時(shí)間較長(zhǎng)，費(fèi)用也很高[7]。

3.2.4 多因素試驗(yàn)中不考慮因素之間的相互作用 由于研究者試驗(yàn)設(shè)計(jì)水平貧乏，不會(huì)科學(xué)地利用多因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)，只能將其他試驗(yàn)因素視而不見(jiàn)或固定在各自的特定水平上，每次只讓自己關(guān)心的某個(gè)試驗(yàn)因素取不同的水平，當(dāng)試驗(yàn)因素之間不獨(dú)立時(shí)，基于這樣的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案指導(dǎo)所獲得的結(jié)果，即使統(tǒng)計(jì)分析方法選擇正確，也難免得出錯(cuò)誤的結(jié)論。

4 如何正確把握試驗(yàn)效應(yīng)

4.1 指標(biāo)選擇原則

4.1.1 指標(biāo)的針對(duì)性 試驗(yàn)效應(yīng)是通過(guò)評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)的，評(píng)價(jià)指標(biāo)是用來(lái)反映試驗(yàn)因素作用于受試對(duì)象后所產(chǎn)生的試驗(yàn)效應(yīng)大小的尺子，故指標(biāo)的選擇必須注意它的針對(duì)性。選用的指標(biāo)必須與所研究的目的具有本質(zhì)性聯(lián)系，且能確切反映試驗(yàn)因素的真實(shí)效應(yīng)，否則，不可能做出正確的判斷。在文獻(xiàn)[8]中，研究目的是觀察電化學(xué)沉積鈣磷涂層和鈣磷-殼聚糖涂層的體外降解情況，則選擇的指標(biāo)就是鈣離子吸光度，這是可以準(zhǔn)確達(dá)到研究目的指標(biāo)。在文獻(xiàn)[9]中，為了研究對(duì)免疫性肝損傷小鼠肝臟、脾臟、胸腺臟器指數(shù)的影響，眼球采血后，立即取動(dòng)物肝臟、脾臟、胸腺，稱(chēng)其濕重，計(jì)算各臟器的臟器指數(shù)。

4.1.2 指標(biāo)的合理性 所謂“合理”就是指所選指標(biāo)能真實(shí)客觀地反映出干預(yù)措施的試驗(yàn)效應(yīng)，在專(zhuān)業(yè)上能得到合理的解釋?zhuān)辉谖墨I(xiàn)[10]中，選擇細(xì)胞凋亡百分率這個(gè)指標(biāo)，一是滿(mǎn)足了針對(duì)性，二是可以完全反映出受試對(duì)象在試驗(yàn)因素影響后的狀態(tài)。

4.1.3 指標(biāo)的客觀性 在臨床試驗(yàn)中應(yīng)該盡量選擇客觀性指標(biāo)，即通過(guò)測(cè)試儀器或工具獲得觀測(cè)結(jié)果的指標(biāo)，應(yīng)盡量避免選用由研究者主觀判斷觀測(cè)結(jié)果或根據(jù)受試對(duì)象主訴獲取觀測(cè)結(jié)果的主觀性指標(biāo)。若不得不使用某些主觀指標(biāo)時(shí)，最好制訂出較為嚴(yán)格的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)資料收集者進(jìn)行嚴(yán)格技術(shù)培訓(xùn)，使主觀指標(biāo)趨向于客觀化。在文獻(xiàn)[11]中，選擇指標(biāo)有3個(gè)，LDH漏出率測(cè)定、MTT法測(cè)定細(xì)胞存活率和形態(tài)學(xué)觀察，用這3個(gè)指標(biāo)來(lái)說(shuō)明復(fù)方腦康膠囊對(duì)Aβ導(dǎo)致神經(jīng)毒性的保護(hù)作用。漏出率、存活率這樣的客觀性強(qiáng)的指標(biāo)，易于觀察。而形態(tài)學(xué)觀察這個(gè)主觀性指標(biāo)，最好是給予一個(gè)嚴(yán)格的定義，將其定量化，這樣可以避免人為心理因素造成的偏差。

4.1.4 指標(biāo)的靈敏性和特異性 靈敏性是指所選用的指標(biāo)對(duì)干預(yù)措施反應(yīng)的靈敏程度。特異性是指檢測(cè)結(jié)果的專(zhuān)一性，以便把假陽(yáng)性結(jié)果控制在最低水平。最好是選用靈敏度高、特異性又好的指標(biāo)。在文獻(xiàn)[12]中，主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)有：(1)不同時(shí)間點(diǎn)各組大鼠體質(zhì)量及李氏指數(shù)；(2)不同時(shí)間點(diǎn)各組大鼠攝食量結(jié)果；(3)大鼠血脂和血糖水平；(4)不同組別大鼠血清雌激素、孕激素和胰島素水平。對(duì)于所要研究的目的，結(jié)合試驗(yàn)因素作用于受試對(duì)象的反映，選擇的這幾個(gè)指標(biāo)都具有很好的靈敏性和特異性。

4.1.5 指標(biāo)的精確性 包括指標(biāo)的精密度(即多次測(cè)定結(jié)果與其算術(shù)平均值都非常接近，簡(jiǎn)稱(chēng)為重現(xiàn)性好)與準(zhǔn)確度(多次測(cè)定結(jié)果與其真值都非常接近，簡(jiǎn)稱(chēng)為準(zhǔn)確度高)的兩重含義[13]。精密度可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)偏差或者相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差等指標(biāo)來(lái)判斷，而準(zhǔn)確度一般是以回收率評(píng)價(jià)。影響精密度和準(zhǔn)確度的原因，除了方法完善程度外，還與操作人員的測(cè)量熟練程度、經(jīng)驗(yàn)和儀器穩(wěn)定性等因素有關(guān)[14]。

4.1.6 指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)性 檢測(cè)成本應(yīng)在患者所能承受的范圍之內(nèi)。

4.1.7 指標(biāo)的可操作性 指標(biāo)取值的測(cè)定通常需要相應(yīng)的儀器設(shè)備或試劑，若選定的指標(biāo)過(guò)新或?qū)`敏度要求過(guò)高，目前的儀器設(shè)備或試劑還達(dá)不到要求，就屬于指標(biāo)的可操作性差。

4.2 指標(biāo)的分類(lèi)與主次的確定

結(jié)合基本常識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并匯集眾多同行專(zhuān)家的意見(jiàn)和建議，從三類(lèi)指標(biāo)(診斷性指標(biāo)、療效性指標(biāo)和安全性指標(biāo))的每一類(lèi)中，挑選出一、二個(gè)主要指標(biāo)，其他指標(biāo)一律視為次要指標(biāo)。若實(shí)在無(wú)法找出少量的主要指標(biāo)，可找出5到10個(gè)相對(duì)重要的指標(biāo)，先對(duì)它們進(jìn)行“趨同化處理”，即使它們都轉(zhuǎn)變成“高優(yōu)指標(biāo)(即指標(biāo)取值越大越好)”或“低優(yōu)指標(biāo)(即指標(biāo)取值越小越好)”，再采用綜合評(píng)價(jià)方法將它們合并成一個(gè)復(fù)合型的“主要指標(biāo)”。

確定一個(gè)研究項(xiàng)目中的主要指標(biāo)至少有以下三點(diǎn)好處：其一，重點(diǎn)突出；其二，便于試驗(yàn)前估算樣本含量；其三，可以有效避免統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果出現(xiàn)自相矛盾的現(xiàn)象。

4.3 在確定指標(biāo)方面常出現(xiàn)的問(wèn)題

4.3.1 指標(biāo)過(guò)多 這是效應(yīng)指標(biāo)選擇時(shí)最常見(jiàn)的問(wèn)題。指標(biāo)過(guò)多，比如研究者要么羅列出幾十項(xiàng)觀測(cè)指標(biāo)，且不告知哪些是主要的、哪些是次要的；這樣做的不妥之處在于：在眾多指標(biāo)中分不清主次，導(dǎo)致“眉毛胡須一把抓”、“出現(xiàn)互相矛盾的分析結(jié)果”等混亂局面和無(wú)法做出肯定結(jié)論的尷尬結(jié)局，而且從經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)考慮，實(shí)際上也會(huì)造成浪費(fèi)。所以在實(shí)際指標(biāo)選擇中，盡量按照4.1和4.2中提到的方法，嚴(yán)格篩選。

4.3.2 測(cè)量量表 運(yùn)用幾十項(xiàng)、甚至上百項(xiàng)內(nèi)容的“測(cè)量量表”，并采用量表中多項(xiàng)得分之和作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)的觀測(cè)值。從表面上看，用量表的總分反映每位受試者的試驗(yàn)效應(yīng)似乎滿(mǎn)足合理性。需要注意的是，第一，量表中有些項(xiàng)目是高優(yōu)指標(biāo)，有些是低優(yōu)指標(biāo)；第二，眾多指標(biāo)彼此之間的重要性程度不同，某兩項(xiàng)指標(biāo)同樣得8分，但反映實(shí)際程度可能相差很多。由于上述兩方面原因，所以對(duì)每位受試對(duì)象的量表中的幾十項(xiàng)、甚至上百項(xiàng)指標(biāo)所得分值簡(jiǎn)單求和作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)的取值，這樣的做法科學(xué)性和準(zhǔn)確性會(huì)受到質(zhì)疑[15]。

4.3.3 偏性觀察 對(duì)受試對(duì)象施加影響因素后，接下來(lái)就要對(duì)確定好的評(píng)價(jià)指標(biāo)的取值進(jìn)行測(cè)量。若是客觀性指標(biāo)就沒(méi)問(wèn)題，但若是主觀性指標(biāo)，那么在觀測(cè)時(shí)，研究者有預(yù)期的試驗(yàn)結(jié)果，有可能會(huì)對(duì)觀察結(jié)果記錄時(shí)產(chǎn)生偏倚。此時(shí)，采用盲法設(shè)計(jì)可以有效地提高觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。還有一種方法是，可以對(duì)與指標(biāo)測(cè)定有關(guān)的過(guò)程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，例如，對(duì)采集方法、部位、時(shí)間、保存、運(yùn)輸、測(cè)定時(shí)間、測(cè)定方法、測(cè)定條件等方面事先給予固定。

4.4 規(guī)定好觀察指標(biāo)的常規(guī)方法

選好反映試驗(yàn)效應(yīng)的指標(biāo)以后，還要規(guī)定觀察指標(biāo)的常規(guī)方法，如觀察方法、標(biāo)準(zhǔn)、時(shí)間、記錄方法及記錄格式等。指標(biāo)的觀察或測(cè)量應(yīng)避免偏性，否則會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確度。在生理學(xué)文章中，常常發(fā)現(xiàn)研究者遺漏了這方面的說(shuō)明，例如在文獻(xiàn)[4]中，不同組不同時(shí)期收集的細(xì)胞上清液置于-20℃冰箱中保存，最后一起檢測(cè)其中的NO濃度，但沒(méi)有說(shuō)明在存放過(guò)程中，隨著存放時(shí)間的增加，上清液中的NO含量是否會(huì)有所變化。而且四個(gè)采集上清液的時(shí)間點(diǎn)的確定也沒(méi)有明確可信的依據(jù)，是否合適也未有預(yù)試驗(yàn)給予證明。

5 小結(jié)

在進(jìn)行試驗(yàn)研究之前，需要根據(jù)研究的目的制訂出科學(xué)完善的設(shè)計(jì)方案，以便指導(dǎo)試驗(yàn)順利進(jìn)行，并保證以較少的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間得到準(zhǔn)確可靠的試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的核心內(nèi)容包括試驗(yàn)設(shè)計(jì)三要素、四原則以及試驗(yàn)設(shè)計(jì)類(lèi)型。本文只簡(jiǎn)要概述在生理學(xué)研究中，如何正確把握試驗(yàn)設(shè)計(jì)三要素方面的內(nèi)容，因篇幅所限，其他兩項(xiàng)內(nèi)容在此不便介紹。

綜上所述，“受試對(duì)象”、“影響因素”、“試驗(yàn)效應(yīng)”是試驗(yàn)設(shè)計(jì)不可或缺的三要素，在書(shū)寫(xiě)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)給予高度的關(guān)注。

[1] 郭志成， 殷 亮， 王曉慧. 檢測(cè)大鼠血漿游離DNA的定量PCR方法的建立及意義[J]. 中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志， 2015， 31(2)： 186-190.

[2] 唐 紅. 番茄紅素與葡萄籽提取物聯(lián)合降血脂作用的研究[D]. 烏魯木齊，新疆醫(yī)科大學(xué): 2010.

[3] 陳光磊. 生理學(xué)實(shí)驗(yàn)中受試對(duì)象的選擇與分組[J]. 河南教育學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2005, 14(2): 39-41.

[4] 段慧琴, 喬 健, 張永東, 等. LPS對(duì)大鼠腸黏膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌NO的影響[J]. 畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào), 2005, 36(9): 974-976.

[5] 曲春城, 張延慶, 趙萬(wàn)巨, 等. P16基因改變與腦膠質(zhì)瘤生物學(xué)特性相關(guān)性的研究[J]. 中華神經(jīng)外科雜志, 2000, 16(6): 353-356.

[6] 章小平, 楊紅枚, 魯功成. 膀胱癌多藥耐受相關(guān)蛋白和P53的表達(dá)及相關(guān)性分析[J]. 臨床泌尿外科雜志, 2000, 15(8): 368-370.

[7] 胡平成, 賀石林. 醫(yī)學(xué)科研三要素[J]. 湖南醫(yī)學(xué), 1997, 14(6): 364-366.

[8] 孫 琛, 王玉琛, 王貽寧, 等. 電化學(xué)沉積鈣磷涂層在兔股骨內(nèi)的早期骨結(jié)合[J]. 中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù), 2009, 13(38): 7507-7510.

[9] 張祥偉, 陳佩虹, 金曉艷, 等. 小柴胡湯超微飲片與傳統(tǒng)飲片藥效學(xué)劑量對(duì)比研究[J]. 中成藥, 2011, 33(2): 225-228.

[10]李寧麗, 路麗明, 沈佰華, 等. 重組人可溶性TRAIL分子誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡機(jī)理探討[J]. 第二醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 23(1): 10-14.

[11]胡文軍, 鄧朝暉, 李國(guó)鋒. 復(fù)方腦康膠囊對(duì)β-淀粉樣肽誘導(dǎo)SH-SY5Y細(xì)胞凋亡的保護(hù)作用研究[J]. 中國(guó)藥房, 2012, 23(7): 594-596.

[12]Si JC, Zhang XY, Lin ML, et al. Effects of Ephedra on the body mass and levels of blood lipids, blood glucose and hormones in ovarietomized obese rats[J].ChinJClinRehabil, 2006, 10(47): 209-212.

[13]胡良平. 科研設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析[M]. 北京：軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社， 2014: 129-135

[14]朱秋林. 科學(xué)實(shí)驗(yàn)的精密度與準(zhǔn)確度[J]. 河南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)， 1980, 15(4): 263-268.

[15]胡良平. 醫(yī)學(xué)期刊中常見(jiàn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)錯(cuò)誤及對(duì)策[J]. 中國(guó)卒中雜志, 2006, 1(12): 865-878.

How to master the three important factors of research design in physiological study

CHEN Fang1， GUO Chun-xue2, LIU Yi-song2, SHEN Ning2, HU Wan2, YANG Meng-yuan2, HU Liang-ping2△

(1. The First Hospital of Chinese People’s Liberation Army, Lanzhou 730000； 2. Consulting Center of Biomedical Statistics, Academy of Military Medical Sciences, Beijing 100850, China)

Objective: To offer a series of efficient methods for physiologists to make a scientific and rational experimental program. Methods: We bring about two questions as follows: Which are the common mistakes of statistics in the process of a physiological research? How to identify all the three essential factors? From the answers to these two questions, we highlight the methods to conduct a rigorous and accurate research design. Results: We summarized the special content of three essential factors in the experimental design: subject, influential factors, and effective indicators, which provide a basis for the design of the experimental program. Conclusion: In statistics studies, three essential factors which are “subject”“influential factors”“effective indicators”should be given considerable attention by the physiologists.

physiology； statistics； study design； three important factors

2016-01-11

2016-05-18

R181

A

1000-6834(2016)05-477-05

10.13459/j.cnki.cjap.2016.05.024

△【通訊作者】Tel： 010-66932127； E-mail： lphu812@sina.com