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      新聞詳情

      實驗結果無法重復?實驗設計時這幾個問題需要考慮下

      日期:2022-05-24 22:37
      瀏覽次數:9015
      摘要: 《Nature》雜志曾報道,安進公司(Amgen)的研究人員通過對已發表53篇癌癥研究文章進行重復實驗,僅有6例能成功;拜耳公司(Bayer)對2011年的癌癥研究進行重復實驗,失敗率竟高達79%[1]。美國有一家杰出醫藥公司,也曾長期重復發表在上重要期刊如CNS的研究,但不幸的是,60-80%的報道無法重復。究竟是什么造成如此讓人沮喪的結果?在實踐中,又該如何數據的可重復性呢?

        去年底,全球生物標準研究所(GBSI,The Global Biological Standards Institute)任主席LeonardFreedman在接受Theentist 采訪時,談到科研結果難以重復的要因素是生物試劑和參考資料本身存在錯誤;其次就是實驗設計的不規范。NIH專家Francis S. Collins 等也討論認為,實驗設計時如忽略某些細節如單雙盲、隨機、重復、樣本數量和性別等因素都與實驗數據可靠性密切相關,并提到動物實驗研究甚至已經成為結果無法重復的重災區[2]。

        本文主要就實驗設計角度出發,一起看看重復性原則是什么,又有哪些注意事項?

       

      什么是重復性原則?


        重復通常包括重復實驗、重復測量和重復取樣。實驗設計中的重復原則指的是重復實驗,即在相同實驗條件下的獨立重復實驗的次數應足夠多,以降低因個體差異而導致的各種實驗誤差?!蔼毩ⅰ眲t是指要用不同的個體或樣品做實驗,而不是在同一個體或樣品上做多次實驗[3]。

       

      實驗中如何實施重復性原則?


        重復原則的內在要求:一是實驗每個組別要有的例數重復;二是要進行必要的獨立重復實驗;然后就是樣本的可重復性。在實施中,主要考慮以下幾個方面:


      1. 合適的樣本量


        重復原則中重要的具體實施,就是樣本含量的確定。簡單來說就是你的結果能夠在不同樣本中重現,古人“三人成虎”就是一個很好的例子。一個人說有虎,大家并不相信,兩個人說有虎,便開始半信半疑,三個人說的時候,就相信了,這就是重復的作用。那么,是不是樣本量越大就越好呢?其實不然!

       

      • 樣本量太大:往往會導致人力、物力和時間上的浪費;并且由于可能過分求數量,導致投入不足,質量控制下降,對研究結果造成不佳影響;

      • 樣本量太少:難以排除偶然的誤差,出現了非真實的陰性結果,并不能代表總體。

       

      那如何確定合適的樣本量?


        嚴格來說,樣本含量的估計需要借助于特定的公式來完成,根據研究目的、資料性質、實驗設計類型及分析方法的不同,樣本含量的估計公式也有所不同;本文不再細述。根據前人經驗,動物實驗研究中,如果是小動物實驗(如小鼠來源方便,花費不太大),各小組動物數不少于10只為宜。若是較大動物實驗,各小組動物數不少于5只為宜。

       

      2. 必要的獨立重復次數


        我們常常在發表的paper里看到,一般的實驗要進行3次獨立重復實驗,且每次實驗條件穩定,才能數據的可靠性。如對于細胞上的藥物篩選,至少獨立重復3次以上才可靠;但是動物實驗時,我們考慮動物福利中的3R的減少原則(reduce),嚴格進行實驗設計才可以進行實驗。


        由此我們可以看出,僅僅樣本量有重復是不夠的,也就是說一個實驗動物組選取多只動物進行實驗并不能算完整的實驗重復原則,而應該在實驗條件和動物福利允許的情況下,在相同條件下進行2次或以上的獨立實驗[4]。

       

      3. 樣本自身的可重復性


        確定樣本量之后,也要考慮到實驗結果在各個樣品中的再現性,即樣本自身的可重復性,因此在選取動物時應注意動物的種屬、性別以及飼養環境等對結果的影響。這也就是Leonard Freedman主席提到的生物試劑的因素。如我們要選擇可靠可重復性的動物疾病模型,樣本之間基本沒有差異。

       

        綜上,我們為大家簡單介紹了實驗時的重復性原則,重復性原則可以說是科學研究中非常重要的原則,其有利于使隨機變量的統計規律性充分地顯露出來。試想如果一個現象或結果不能被別人重復,那么這項研究就沒有繼續研發的意義。所以,研究人員在進行實驗設計的時候,從一開始就要考慮到一個問題,就是按照這樣的設計所獲得的實驗結果是否能遵從文中所說的重復性原則。

       

      參考文獻

      1. Jocelyn Kaiser. Thecancer test. ,ence ,348 (6242), 1411-1413

      2. Francis S. Collins,Lawrence A. Tabak. NIH plans to enhance reproducibility. Nature, 612, VOL 505,2014

      3.柳偉偉,胡良平,賈元杰,鮑曉蕾.實驗設計中的重復原則[J].藥學服務與研究,2010,10(05):330-334.

      4. 劉永珍,張雪峰,程玉梅,李向紅,任進.隨機、對照、重復和均衡原則在安評試驗中的重要性[J].毒理學雜志,2007(04):312.


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