医学科研入门-科研设计和撰写申报书资料

医学科研入门——科研设计和撰写申报书资料第一页，共78页。科研设计概论医学科研的基本要素科研设计的基本原则科研设计的基本步骤统计学设计第二页，共78页。定义

医学科研设计是研究医学科学研究中如何科学、合理地安排实验因素，提高实验效应，及如何排除影响实验的非处理因素。考虑周全、设计合理的研究方案可收事半功倍之效，而设计不佳的研究方案常招致失败及时间、经费的浪费。

专业设计：指运用专业理论知识和技术进行设计,主要是解决研究的有用性、独创性和科学性,以回答、解决科学问题，验证专业假说。统计学设计：运用数理统计学理论和方法进行设计,包括资料的收集、整理、分析全过程的统计学设想和科学安排，以保证样本的代表性和样本间的可比性,以最少的调查、实验观察例数进行高效率的统计分析，得出准确的结果和可靠的结论。

第三页，共78页。专业设计错误苏联一神经论权威设计了免疫抗体形成的神经反射机制的实验：他将动物后肢与躯体分离，仅保留由肢体传入躯体的神经干，然后在“离体”后肢注射抗原，不久将该神经干切断。过些时候动物血中出现特异性抗体。该权威认为特异性抗体是由于抗原作用于神经感受器经反射而形成的。设计用动物急性感染实验模型研究Th1/Th2细胞在炎症中的作用。第四页，共78页。定义

医学科研设计是研究医学科学研究中如何科学、合理地安排实验因素，提高实验效应，及如何排除影响实验的非处理因素。考虑周全、设计合理的研究方案可收事半功倍之效，而设计不佳的研究方案常招致失败及时间、经费的浪费。

专业设计：指运用专业理论知识和技术进行设计,主要是解决研究的有用性、独创性和科学性,以回答、解决科学问题，验证专业假说。统计学设计：运用数理统计学理论和方法进行设计,包括资料的收集、整理、分析全过程的统计学设想和科学安排，以保证样本的代表性和样本间的可比性,以最少的调查、实验观察例数进行高效率的统计分析，得出准确的结果和可靠的结论。

第五页，共78页。实验设计实验设计主要为了保证科研结果符合四个性：－有用性：目的性和可行性－独创性：先进性－可重复性－经济性第六页，共78页。科研设计概论医学科研的基本要素科研设计的基本原则科研设计的基本步骤统计学设计第七页，共78页。是否主动施加干预?1.实验研究(干预):

受试对象：人——临床试验（clinicaltrial）动物——动物实验（animalexperiment

）临床试验：治疗——临床疗效实验预防——社区干预实验（communityinterventiontrial）2.调查研究(无干预):被动地观察、如实记录

联系：调查研究可为实验研究提供线索，而实验研究还需要通过调查研究加以证实。第八页，共78页。实验研究的基本要素降压药高血压病人血压值处理因素受试对象实验效应三要素：1.处理因素；2.受试对象；3.实验效应其他因素其他效应第九页，共78页。处理因素(studyfactor，treatment)

例：药剂、手术方法、毒物抓住主要处理因素区分处理与非处理因素处理因素必须标准化

处理因素是指外界施加于受试对象的因素，是在实验中需观察并阐明其效应功能的因素。第十页，共78页。单因素多水平孕激素对滋养细胞基质金属蛋白酶-9表达的影响

组别目的孕激素1×10-7mol/L观察不同浓度的孕激素对滋养细孕激素1×10-6mol/L胞表达基质金属蛋白酶-9的影响

孕激素1×10-5mol/L空白对照排除非处理因素的干扰第十一页，共78页。多因素单水平

美托康对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用

组别脑缺血再灌注美托康目的

处理组

++观察美托康对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用

对照A

假手术+观察美托康的影响对照B+-观察脑缺血再灌注的影响对照C假手术-排除手术的影响对照D不手术-排除其他因素的影响第十二页，共78页。多因素多水平

地塞米松抗过敏效应实验研究组别口服肌注目的处理组A0.1mg/kg口服小剂量地塞米松对过敏反应的作用处理组B0.5mg/kg口服中剂量地塞米松对过敏反应的作用处理组C1.0mg/kg口服大剂量地塞米松对过敏反应的作用处理组D0.1mg/kg肌注小剂量地塞米松对过敏反应的作用处理组E0.5mg/kg肌注中剂量地塞米松对过敏反应的作用处理组F1.0mg/kg肌注大剂量地塞米松对过敏反应的作用对照组G溶剂排除口服因素造成的影响对照组H

生理盐水排除肌注因素造成的影响对照组I排除其他因素的影响

第十三页，共78页。受试对象(studysubjects)病例的选择：纳入标准、剔除标准动物的选择：种类、品系、年龄、体重、窝别、营养……离体器官、组织

细胞分子

须对处理因素敏感反应须稳定体内外实验相结合invitro，invivo，exvivo第十四页，共78页。人体实验常见的设计类型病例报告为疾病的发病表现、机理及诊治提供详尽的感性资料。病例报告往往是识别新出现或不常见的疾病或疾病罕见表现的第一线索。横断面研究包括普查和抽样调查。

病例对照研究回顾病例组暴露因素，通过与对照组进行比较，研究这些暴露因素的发生频率与某疾病之间的关系。(由果到因）队列研究按照所研究人群是否暴露于某种因素将受试对象分为实验组和对照组，随访观察两组人群某病的发病率，判断暴露因素与疾病发病率的关系。分为前瞻性队列研究(由因到果）和回顾性队列研究。临床试验临床试验中的受试对象一般采用随机化原则分为治疗组和对照组，观察治疗手段的疗效。

第十五页，共78页。实验效应(experimentaleffect)

处理因素作用于受试对象的结果，通过观察指标表达。观察指标应相关联、客观、精确、灵敏、特异。1.客观性：主观指标和客观指标。2.精确性：

准确度(accuracy)或真实性（validity）：观察值与真值的接近程度，受系统误差的影响(如灵敏度、特异度)。精密度(precision)或可靠性（reliabiliy）或重复性（repeatability）：重复观察时观察值与其均值的接近程度，受随机误差的影响（如一致百分率、Kappa值）。3.

灵敏性和特异性：指标的互补性、可靠性和稳定性（标准化）第十六页，共78页。科研设计概论医学科研的基本要素科研设计的基本原则科研设计的基本步骤统计学设计第十七页，共78页。试验设计的原则对照的原则：

-意义：消除系统误差，鉴别处理和非处理因素的差异

-类型：空白对照、阳性对照、阴性对照、自身对照、相互对照随机的原则：

-对照组和处理组除处理因素不同外，其余应全部相同。

-动物实验随机分组；观察切片也应随机选择视野重复的原则：

-随机原则可排除大部分非处理因素的影响，但不能全部消除；因此，有必要重复，以反映客观真实性。

-表现为一定的试验样本数（人、动物、细胞株）第十八页，共78页。对照(control)的原则

对照的意义：①区分处理因素与非处理因素的效应，是比较的必要基础

药物治疗例:老年性慢性支气管炎气候转暖,自然缓解②消除和减少实验误差处理组：对照组：比较结果处理因素非处理因素+处理效应+非处理效应非处理因素非处理效应处理因素处理效应第十九页，共78页。对照的形式

㈠空白对照(blankcontrol)：对照组不加任何处理因素。

例如：试剂空白、血样空白、无酶解空白、底物空白等。包括：空白对照、实验对照、标准对照、自身对照、相互对照、历史对照第二十页，共78页。对照的形式

实验对照(experimentalcontrol)：施加每一因素均需设置对照+非处理因素对照（安慰剂对照）。含赖氨酸面包+非处理因素→赖氨酸效应

+面包效应+非处理因素效应

面包+非处理因素→面包效应+非处理因素效应赖氨酸赖氨酸效应

非处理因素→+非处理因素效应第二十一页，共78页。对照的形式

标准对照(standardcontrol)：以现有的标准或正常值作对照。

例①某种新的方法能否代替传统方法的研究；②某病患者与正常人的某生理、生化指标是否相同。

——实验室应用较多第二十二页，共78页。对照的形式

自身对照：实验在同一受试对象上进行特点：简单易行，使用广泛。但若试验前后某些环境或自身因素发生改变，并且会影响试验结果，就难以说明问题。

第二十三页，共78页。对照的形式

相互对照：几个实验组互相对照例如：比较几种药物治疗同一疾病的疗效常用半数有效量、半数致死量比较几种药物之间的效应和毒性。第二十四页，共78页。对照的形式

历史对照：以过去的研究结果作对照。与本人或他人过去的研究结果作比较——不好！！！！！！第二十五页，共78页。对照设置方法配对对照法：节省样本数，抽样误差最小，统计效率最高

自体配对：指在同一个体处理前后或不同部位作为对照组和处理组，比较两组间差异。

异体配对：选择同窝，性别、体重一致的动物，或相同疾病、性别、年龄、病情等相当的病人配对，在每个对子内部随机分至对照组和实验组，比较两组间差异。组间对照法：组间对照是将条件基本一致的不同个体随机分组，分别接受对照处理与实验处理，比较两组或几组间差异。交叉对照法：即先接受对照处理的个体随后接受试验处理，先接受试验处理的个体随后接受对照处理，通过交叉而减少个体差异。第二十六页，共78页。试验设计的原则对照的原则：

-意义：消除系统误差，鉴别处理和非处理因素的差异

-类型：空白对照、阳性对照、阴性对照、自身对照、相互对照随机的原则：

-对照组和处理组除处理因素不同外，其余应全部相同。

-动物实验随机分组；观察切片也应随机选择视野重复的原则：

-随机原则可排除大部分非处理因素的影响，但不能全部消除；因此，有必要重复，以反映客观真实性。

-表现为一定的试验样本数（人、动物、细胞株）第二十七页，共78页。随机化(randomization)

分组的原则

随机化原则：随机≠“随便”,指每个受试对象以机会均等的原则随机地分配到试验组和对照组。目的是使各组非实验因素的条件均衡一致，以消除对实验结果的影响。第二十八页，共78页。随机化分组方法1.

抽签等2.随机数字表3.

计算器或计算机第二十九页，共78页。随机数字表分组例试将10头动物应用随机数字表分配到甲、乙两组。⑴按动物体重编号⑵从随机表的第21行，第21列往上查10个随机数⑶规定双号为甲组，单号为乙组⑷调整：再接着查一个“6”以内的随机数，以决定甲组中哪一号拨到乙组。本例查得随机数为4，将甲组第4个（5号）调到乙组。第三十页，共78页。计算(器)机随机化分组第三十一页，共78页。试验设计的原则对照的原则：

-意义：消除系统误差，鉴别处理和非处理因素的差异

-类型：空白对照、阳性对照、阴性对照、自身对照、相互对照随机的原则：

-对照组和处理组除处理因素不同外，其余应全部相同。

-动物实验随机分组；观察切片也应随机选择视野重复的原则：

-随机原则可排除大部分非处理因素的影响，但不能全部消除；因此，有必要重复，以排除偶然因素的影响。

-表现为一定的试验样本数（人、动物、细胞株）第三十二页，共78页。重复的原则

重复(replication)是指各处理组与对照组要有一定样本含量(samplesizes)。

无限地增加样本含量，将加大实验规模，延长实验时间，浪费人力物力，反而增加系统误差出现的可能性。样本含量不足，检验效能（Power，1－β）偏低，导致总体中本来具有的差异无法检验出来。第三十三页，共78页。科研设计概论医学科研的基本要素科研设计的基本原则科研设计的基本步骤统计学设计第三十四页，共78页。最有成就的实验家常常是这样的人：他们事先对课题加以周密思考，并将课题分成若干关键的问题，然后，精心设计为这些问题提供答案的实验．第三十五页，共78页。实验设计步骤研究目标主要实验内容实验路线的设计实验方案的设计第三十六页，共78页。确定研究目标：即该课题解决的科学问题

-不要定的目标太大：如解决肿瘤治疗问题

-不要定的目标太多：最多2-3个目标。一个课题最好集中解决某个问题（总目标），如TNF在内毒素性休克中的作用

-不要定不可达到的目标主要研究内容：善于把要解决的问题分支成若干小的问题，从不同角度进行研究。如研究某因素杀瘤作用：杀伤肿瘤谱、杀伤效率、诱导死亡方式，体内外试验、杀伤机制等。

第三十七页，共78页。研究路线的设计：根据研究内容不同而不同：－对某基因表达的研究：mRNA、蛋白表达、定位及功能－基因调控：EMSA、报告基因等－新基因的研究：差显表达、RACE、基因克隆、蛋白表达、功能研究－蛋白组研究：二维电泳、资料比对、消化、酶解、质谱实验方案：－试验对象（包括试验模型）：人、动物、细胞、分子等－处理因素：高糖、LPS、激素、细胞因子等；单因素多水平、多因素单水平、多因素多水平－检测指标：关联性、客观性、灵敏性、精确性、稳定性

第三十八页，共78页。尼科尔属于那种在制定实验方案之前周密考虑，精心构思，从而取得成功的人．他绝不象第二流人物，做那种心思来潮而常常是考虑不周的实验，自己急得如热锅蚂蚁。…相对来说，尼科尔做的实验很少，很简单。但是，他做的每一个实验都是长时间智力孕育的结果，要考虑到一切可能的因素，并要在最后的实验中加以检验。然后，他单刀直入，不做虚功。这就是巴斯德的方法，也是我们这个职业中所有伟大人物的方法。他们简单的、结论明确的实验，对于那些能够欣赏的人来说，是一种莫大的精神享受。－津泽（美国细菌学家）第三十九页，共78页。试验设计方案简述Fas和FasL的作用。请设计一个实验方案，说明肿瘤细胞表达FasL后，可逃避免疫系统的攻击。

第四十页，共78页。实验目的：表达FasL的肿瘤细胞可逃避免疫攻击实验内容：－肿瘤细胞是否表达FasL－肿瘤细胞对活化的淋巴细胞是否具有杀伤作用－体内实验观察表达和不表达FasL的肿瘤细胞的致瘤率实验方案：－FACS:检测肿瘤细胞是否表达FasL

－凋亡检测：肿瘤细胞对活化的淋巴细胞是否具有杀伤作用（活化淋巴细胞、肿瘤细胞＋活化淋巴细胞、肿瘤细胞＋非活化淋巴细胞、肿瘤细胞＋活化淋巴细胞＋抗FasL抗体）体内实验

第四十一页，共78页。课题申请书

（开题报告）的撰写第四十二页，共78页。课题设计书的撰写对课题评价的标准立论依据研究目的与研究内容研究路线和研究方案项目的创新性和特色研究的前期工作研究团队和研究条件

第四十三页，共78页。国家自然科学基金的资助方向基础理论研究2.应用基础研究以实验医学为基础的第四十四页，共78页。国家自然科学基金的主要种类常规基金：

面上项目（青年基金和地区基金） 重点项目 重大项目 杰出青年基金特殊基金：

主任基金 专项基金 创新群体基金 合作基金（海外，港澳）

第四十五页，共78页。国家自然科学基金的评审程序初审（函审）评审专家1评审专家2评审专家5评审专家3评审专家4终审（会审）选择超出拟批准项目120-130%的预选项目进行评审学部批准第四十六页，共78页。申请人是否具有科研能力？课题是否有科学意义、创新性和可行性？是否具备研究条件？课题评审者主要考虑的问题第四十七页，共78页。课题设计书的撰写对课题评价的标准立论依据研究目的与研究内容研究路线和研究方案项目的创新性和特色研究的前期工作研究团队和研究条件

第四十八页，共78页。

所研究的是重要领域的重要问题具有重要的理论价值或应用前景课题研究的意义第四十九页，共78页。科学性

研究的背景：国内外目前的研究现状；包括自己前期实验结果与数据存在的问题：提出研究的切入点与假说研究设想：研究目标及思路第五十页，共78页。对国内外研究现状的了解广度和深度：近5年的主要研究进展 研究中存在的主要问题参考文献： 国外文献 近5年 数量：20-30

杂志等级第五十一页，共78页。学术思想及创新性

理论创新：新学说或理论方法创新：新方法技术创新：技术改进或完善第五十二页，共78页。立项依据（2-2.5张）

该研究项目的重要性：2-3行即可

常见问题：写得太多！介绍在这个领域的国内外进展，包括自己的工作，并引用自己发表的SCI文献（注意围绕主题）常见问题：写得太多/太少、重点不突出、介绍与主题无关的进展凝练科学问题，提出假说（创新性、科学性及实用性）常见问题：不知道问题在哪儿？或提与主题无关的问题根据自己前期工作（最好已发表SCI文章）提出假说常见问题：没有形成假说、无逻辑性简介本项目拟开展的工作、思路及意义

常见问题：不写第五十三页，共78页。科学问题凝练过程问项：科学问题是在一定科学知识背景下,存在于科学知识体系内和科学实践中有待解决的疑难，需要深层思考及高度凝练。答域：是对求解范围的限定。

-全域：对解答范围不给予任何限制的科学问题。（疟疾是什么引起的？）

-类域：若对某科学问题有了初步认识,希望能进一步深入,问题的解答范围即相应有了一定程度的限定。（清除污水为何减少疟疾的发生？）-特域：一旦科学问题的答域限定为某个具体答案，此时的答域称为特域。研究者根据科学推理给出尝试性解答或假说。（疟疾是由蚊子传播的。）第五十四页，共78页。课题设计书的撰写对课题评价的标准立论依据景研究目的与研究内容研究路线和研究方案项目的创新性和特色研究的前期工作研究团队和研究条件

第五十五页，共78页。研究目标、研究内容

和拟解决的关键问题研究目标：明确、集中，用2-3句话描述。

常见问题：太大、分散或不明确研究内容：根据假说，将研究问题分支，从不同侧面或角度进行研究；每一分支就组成一个研究内容。注意研究内容要集中，围绕假说从不同角度（平行）及不同层次（纵深）开展研究。常见问题：太细、与研究方案混淆拟解决的关键问题：包括解决的关键科学问题、整个研究中最关键的环节及技术难点（如模型的制备、分子表达率和纯化等）常见问题：找不准第五十六页，共78页。研究内容和拟解决的关键问题范围合适：3-5个内容重点突出：1-2个重点关键问题选择准确：1-3个关键问题第五十七页，共78页。课题设计书的撰写对课题评价的标准立论依据景研究目的与研究内容研究路线和研究方案项目的创新性和特色研究的前期工作研究团队和研究条件

第五十八页，共78页。研究路线和研究方案

研究路线：整个实验流程及线路，可以用线路图表示，但要简明易懂。常见问题：未写，或线路图画得太复杂研究方案：研究对象、处理因素、分组、用某种技术检测某种指标等。可按照研究内容在分标题下描述。

常见问题：将方法写得太细、检测指标太多，不突出重点；或不写具体检测哪种信号分子；未设计正确对照；临床病例要排除和纳入标准及样本数；仅做平行检测，无深度；

注意问题：设计巧妙、尽量使用先进技术、尽量从不同角度去验证一个问题、注意合理应用抑制性、促进性和排除性实验手段第五十九页，共78页。肝脏缺血－再灌注损伤及药物的保护

（技术路线）培养肝窦内皮细胞缺氧－再氧化细胞凋亡缺血－再灌注损伤体外实验体内实验肝脏缺血－再灌注功能评价活性氧NOMMPs

药物保护（PGE、API、764-3)TunelstainingDNAladderFACS细胞凋亡第六十页，共78页。技术路线

设计合理：基础与临床 体外与体内 分子、细胞、整体第六十一页，共78页。研究路线和研究方案

研究路线：整个实验流程及线路，可以用线路图表示，但要简明易懂。常见问题：未写，或线路图画得太复杂研究方案：研究对象、处理因素、分组、用某种技术检测某种指标等。可按照研究内容在分标题下描述。

常见问题：将方法写得太细；检测指标太多，不突出重点，不相关；或不写具体检测哪种信号分子；未设计正确对照；临床病例要排除和纳入标准及样本数；仅做平行检测，无深度；

注意问题：设计巧妙、尽量使用先进技术、尽量从不同角度去验证一个问题、注意合理应用抑制性、促进性和排除性实验手段第六十二页，共78页。研究方案及手段方法先进技术成熟可靠有创新，设计科学及可行要求：紧密相关、清晰、科学判断、独到模型和材料、先进、创新、有替代方案第六十三页，共78页。研究的预期目标明确，可以达到，留有余地。发表的研究论文申请的技术专利可应用产品的开发第六十四页，共78页。课题设计书的撰写对课题评价的标准立论依据景研究目的与研究内容研究路线和研究方案项目的创新性和特色研究的前期工作研究团队和研究条件

第六十五页，共78页。创新性要充分利用这一栏，展示本项目的创新点、优势和特色实事求是，切忌吹嘘或说绝对的话常见问题：国内无报道、说过火的语言、没有体现到创新在何处？

注意问题：为了更好地突出本项目的创新点，可在项目背景一栏，打下伏笔，直接说明关于此点尚未见国内外报道。

第六十六页，共78页。课题设计书的撰写对课题评价的标准立论依据景研究目的与研究内容研究路线和研究方案项目的创新性和特色研究的前期工作研究团队和研究条件

第六十七页，共78页。研究基础与本项目有关的工作积累：与本研究相关的前期研究（包括项目和重要结果）本研究预备实验的结果（直接相关