实验动物的随机分组方法

实验动物的随机分组方法实验动物在运来之后，要经历什么样的步骤呢？首先，要确认品系、雌雄、数量，并观察有无不良状态。这相当于一般商品交易中的''验货”环节。第二，要进行适应性喂养。在此期间只需按雌雄分笼，每笼饲养适当数目即可。这个时间至少三天，多则一周。在前面的专题中巳有述及。第三，对动物进行标号。有多种方法，下面将一一具体介绍。第四，随机分组。注意，不是随机分组再标号，而是标号后再分组。因为没有标号是没法随机的。第五，进行实验处理。从这里开始，才是真正进入主题的实验了。包括造模、给药、手术等等处理。分组的设计前巳述及，经过适应性喂养、编号之后，我们就可以着手来分组了。但是，如何分组，要考虑两方面的问题：一是分几组？这涉及到实验设计的问题；二是如何把动物随机地分到这些组中去？下面我们来讨论第一个问题。如何随机在下一贴中再述。分几组？每一组的干预处理是如何设计的？这是在还没做实验之前就应该确定好的方案。至少应是大体确定，一般不允许在实验开始时临时更换，更不允许将动物养了一段时间之后再决定如何分组。做动物实验，很讲究、、齐同对比"。因此，第一个设计原则就是：要设立对照组。按对象不同，可分为自身对照和平行对照；按目的不同，可分为空白对照（正常对照［模型对照和阳性对照。1自身对照组自身对照是把实验动物本身在动物实验前、后两阶段的各项相关数据，分别作为对照组和实验组的结果并进行统计学处理。也可以是自身不同部位的对照，如：左侧和右侧，前面和后面等。2平行对照组平行对照组就是与实验组平行地设置另外的组，使之与实验组能够进行对比。它可分为分正常对照组、模型对照组和阳性对照组。空白对照就是对动物不施加任何处理，正常饲养；或者必要时给予蒸馏水、生理盐水或其它药物的溶剂等。空白对照的设立就是为了突出正常动物与造成疾病的动物之间有何差别？模型对照组通常就是以一定的方法造成动物的疾病，而不施加任何的处理。也就是说，想看在疾病状态下，没有任何干预措施的动物表现是如何的？模型对照的设立就是为了与空白相对比。当然，如果实验中不研究动物在疾病状态下的表现，而只需看看药物或化合物对正常动物的作用，则可不设立模型组。阳性对照组通常是将模型动物给予一定的确实有效的药物加以处理，看看其治疗效果如何？阳性对照药的目的，就是看在此模型状态下，药物是否对之有效？假如阳性对照药都没有效的话，那可能此模型或者给药方式有问题；而阳性对照药有效，被测试的药物没有效，则说明被测药物不行。另一方面，被测药物与阳性药物对照，可看出孰优孰劣。因此，经此对比，可以突出被测药物的作用。但，并不是每一个实验都能找到阳性对照药，也不是每一个实验都需要设置阳性对照组。例如：要观察某种药物对糖尿病的药效。首先，我们要设立一个空白对照，这样才能看出糖尿病的动物与正常动物的区别。第二，我们要有一个模型组。就是说，造成糖尿病，但不施加任何处理，任其得病，这样，才能与正常动物比较。因此，空白与模型通常是相对立而存在的。我想看某药是否有效，假如给药后的结果与糖尿病模型组没有显著差异，那是否就说明我的药物没有效呢？一般来说是的。但是，给予一个阳性对照药就更能确定。阳性对照药一般是临床上常用的药物。如果临床上用的药物对此动物模型没有效的话，则一方面说明此模型不适合作此类药物的筛选。第二个方面就是：实验设计。目前，常用的方法有：完全随机设计、随机区组设计、拉丁方设计等。实验设计方法不同，则随机方法不同。1完全随机设计这是医学科研中最简单的一种设计。就是把动物或标本不加区分地随机分成若干个组。这种设计有一个重要的前提，那就是：所有动物必须是'同质”的，或者近似''同质”的。这种设计最好是各组动物数相等.这样的统计效最高.如实在难以做到，也就比较接近.切忌有人为了节省动物，把正常对照组的数目设计得比其它组少.关于其原理，统计学上有详解.2随机区组设计也称为配伍组设计.适合于两因素的实验.比如，既要考察几种药物对某一疾病的影响，又要考察年龄因素对疾病的影响，可采用此法.它要求随机先按某一因素分成相等的几组，再在组内按另一因素分成几个区.它对动物的要求比较高.而且在实验期间动物死亡而导致某一数据缺失的话，对统计效能的影响较大.因此，适合一些对动物损害不是特别大的实验.随机的方法所谓随机，是指机率均等。对于这个，我们并不陌生。日常生活的中抓阉，就是一种随机。福利彩票中的电脑抽奖也是一种随机。那么，在动物实验中，随机分组就是要把等质的动物以相等的机率分配到预先设定的各组中去。请注意这个、、等质”的前提。这是不能忽视的一个因素。如果一批小鼠中，小的有18g的，大的有32g的，体重相差比较大，我们按随机方法分配到各组，那这样的结果实际上并没有达到我们的目的。因为这样有的组分到体重特别大的，有的组分到特别小的。又如：40只体重差异符合要求的小鼠，雌雄不拘，随机分组，那这样得到的结果能会是''等质”的吗？我想，很难保证每个组雌雄的数目相等吧？因为，性别不同，即使体重差不多，也不是''等质”的。所以，在进行随机之前，我们要做的一个事情就是：先把雌雄分开，然后各自按体重分层。基本保证个体都在平均体重的20%上下波动。雌雄分别随机，然后各层内分别随机。所以，我们可见到在论文中，经常会有这样一句话，''按性别、体重分层随机分为......”。那么如何实现随机呢？目前的方法主要有：随机数字表、软件法、计算器法。1随机数字表法这是一种比较传统的方法。在数理统计或者科研设计的书后，通常附有随机数字表。这个表是由计算机排出来的。我们按照一定地方法查，就能得到我们所需要的结果。首先，要知道实验分为几个组。计算出每组多少只动物。比如，分为4个组，每组12个动物。然后，从这个表的任何一个位置查起，可以向任意一个方向查。事实上，我们多数习惯从左向右查。把查到的第一个数字除以总的动物数（此处即为48），得到余数。得到余数为1~12为甲组，13~24为乙组，25~36为丙组，37~48为第四组。当随机数小于除数本身，则余数为随机数本身。除尽的话，余数算作除数本身。这样，就可以把各个号随机分配到各组。但通常一次操作不能使各组的数目相等。这就需要调整。如何调呢？就是把数目最多的调往最少的。选择哪一个调过去呢？要接着查随机数字，但除数变为数目最多的那组的数字，余数为几，就调第几个数字到最少的组。如此反复，直至调到相等为止。从上述做法我们可以看出，其过程比较繁琐，对于大数目的动物要快速实现随机并不是很实用。但是，它让我们了解了随机方法的特点。而且，在没有计算机的情况下，不失为一种重要且几乎唯一的方法。2软件法许多统计软件都可以进行这一过程。我们常用的Excel就可以实现这一功能。尽管像著名的统计软件SAS,SPSS都有这一功能，但为了普及简便方法的应用，我还是推荐Excel。因为它是目前我们最常用的必不可少的办公软件。且使用它进行随机时，不需要编程，且其表格功能十分灵活，便于编辑和保存。一般操作方法是：在第一列按顺序把各动物编号按升序排列，然后在第二列以Excel中自带的、'RAND()”函数插入随机数，以拖曳功能将各个编号附上一个随机号。然后把这些随机数通过'复制”一''选择性粘贴”一''数值”操作而固定下来，再与动物编号一起以''扩展区域”形式按升序排列，即得到了各组的随机号码。其具体操作参见：周一平.用Excel软件进行药物毒理实验的随机分组.医药沙龙.2005;29(9):425-427.当然，熟悉SPSS、SAS的朋友也可用其实现这一功能。SPSS操作的方法参见：黎明，韦强.用统计分析软件随机分组与随机抽样的方法.广西中医学院学报.2003;6(1):108—110.个人认为，用SPSS操作比Excel稍嫌麻烦，不过，随后的统计分析却方便一些。软件操作的优点就是：可进行大量数目的随机过程，快速、简便，并对于后续操作十分有利。这样，我们省去了去查阅随机数字表的麻烦，2〜3分钟就轻松搞定一个随机分配过程。不过，我仍然建议初学者学会使用随机数字表，就像能精通计算器的人也要先学学珠算一样。这样，一则是能在没有计算机的情况下实现随机；二则是能更加感受到使用计算机的快捷。3计算器法这一方法只适合于分两组时的情况。计算器有个随机数的功能。能给出1以下的任意一个随机数。可以把大于0.5的分于甲组，小于0.5的分于乙组。不断地按计算器，就可以快速地实现随机。当然，这一般是在没有计算机，且不愿意查随机数字表下选择的方法。但这一方法应用并不多。目前用软件法是一个主流趋势。一点多余的讨论：虽然目前计算机的广泛使用使得随机分组成为一个非常简单的事情，但我想，在没有计算机出现以前人们做实验时是怎样随机分组的呢？这就是说，在没有计算机、没有随机数字表(此表也是由计算机排出来的)的情况下，我们怎样去实现随机呢？一是抓阉法。但这种方法并不是完全随机。它受到阉的形状、大小的影响。也就是说，当把阉团分散开来的时候，是否机率是相等的？常见的是拿扑克牌来抽取，或者自制纸团。这种方法带一点游戏性质。用于科研多有不妥。二是、、土办法”。有些年龄较大的做药理的科研人员并没有受过严格的随机的训练，在当时也没有计算机的普及，于是他们在实践中总结出一些实用的方法。其做法也很简单：把同质的动物依次放到几个组中。比如，有四个组，第一轮按照1,2,3,4的顺序来放，第二轮按2,3,4,1的顺序来放，第三轮按3,4,1,2的顺序