去年底，全球生物標(biāo)準(zhǔn)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(jié)果難以重復(fù)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(shè)計的不規(guī)范。NIH專家Francis S. Collins 等也討論認(rèn)為，實驗設(shè)計時如忽略某些細(xì)節(jié)如單雙盲、隨機、重復(fù)、樣本數(shù)量和性別等因素都與實驗數(shù)據(jù)可靠性密切相關(guān)，并提到動物實驗研究甚至已經(jīng)成為結(jié)果無法重復(fù)的重災(zāi)區(qū)[2]。

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

什么是重復(fù)性原則？

  重復(fù)通常包括重復(fù)實驗、重復(fù)測量和重復(fù)取樣。實驗設(shè)計中的重復(fù)原則指的是重復(fù)實驗，即在相同實驗條件下的獨立重復(fù)實驗的次數(shù)應(yīng)足夠多，以降低因個體差異而導(dǎo)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(fù)性原則？

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

1. 合適的樣本量

  重復(fù)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(jié)果能夠在不同樣本中重現(xiàn)，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(fù)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(dǎo)致人力、物力和時間上的浪費；并且由于可能過分求數(shù)量，導(dǎo)致投入不足，質(zhì)量控制下降，對研究結(jié)果造成**影響；

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

那如何確定合適的樣本量？

  嚴(yán)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(jù)研究目的、資料性質(zhì)、實驗設(shè)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(xì)述。根據(jù)前人經(jīng)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(shù)不少于10只為宜。若是較大動物實驗，各小組動物數(shù)不少于5只為宜。

2. 必要的獨立重復(fù)次數(shù)

  我們常常在發(fā)表的paper里看到，一般的實驗要進行3次獨立重復(fù)實驗，且每次實驗條件穩(wěn)定，才能數(shù)據(jù)的可靠性。如對于細(xì)胞上的藥物篩選，至少獨立重復(fù)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(yán)格進行實驗設(shè)計才可以進行實驗。

  由此我們可以看出，僅僅樣本量有重復(fù)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(fù)原則，而應(yīng)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(fù)性

  確定樣本量之后，也要考慮到實驗結(jié)果在各個樣品中的再現(xiàn)性，即樣本自身的可重復(fù)性，因此在選取動物時應(yīng)注意動物的種屬、性別以及飼養(yǎng)環(huán)境等對結(jié)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(fù)性的動物疾病模型，樣本之間基本沒有差異。

  綜上，我們?yōu)榇蠹液唵谓榻B了實驗時的重復(fù)性原則，重復(fù)性原則可以說是科學(xué)研究中非常重要的原則，其有利于使隨機變量的統(tǒng)計規(guī)律性充分地顯露出來。試想如果一個現(xiàn)象或結(jié)果不能被別人重復(fù)，那么這項研究就沒有繼續(xù)研發(fā)的意義。所以，研究人員在進行實驗設(shè)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(shè)計所獲得的實驗結(jié)果是否能遵從文中所說的重復(fù)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(shè)計中的重復(fù)原則[J].藥學(xué)服務(wù)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(fù)和均衡原則在安評試驗中的重要性[J].毒理學(xué)雜志,2007(04):312.

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