复旦大学流行病学教研室 1
流行病学实验研究复旦大学流行病学教研室 2
流行病学实验研究概述
定义：流行病学实验 （ epidemiological
experiment ） 研究,也 即 实 验 流 行 病 学
(experimental epidemiology),是将满足实验目的的人群随机地分为实验组和对照组 （ 或不同水平试验组 ）,由研究者有控制地给予实验组人群实验措施或称干预措施,随访并比较两组 （ 或多组 ） 人群的疾病或健康结局,从而判断该措施是否有效及效果大小 。
复旦大学流行病学教研室 3
特征
1,前瞻性
2,有明确的由研究者所控制的干预措施
3,随机 分配
4,对照
5,实验而非观察复旦大学流行病学教研室 4
流行病学实验研究的主要类型
１,现场试验现场试验 (field trial)是以 尚未患所研究疾病 但是将来可能患病的个体作为研究对象，随机地将研究对象分为实验组和对照组，实验组给予某种干预措施，
对照组不给予干预措施或给予安慰剂
（图 1）。
复旦大学流行病学教研室 5
随机化分组实验组对照组研究对象
(未患病者 )
发病发病不发病不发病图 1 现场试验示意图复旦大学流行病学教研室 6
２,社区干预实验 (community intervention
trial),也 叫 社 区 干 预 项 目 （ community
intervention program,CIP） 或者社区实验
(community trial),其研究 对象基本单位是社区人群而不是个体 。 有些实验研究不适合以个体为单位来进行,而更适合于以社区或某一地理区域为单位来划分实验组和对照组,如食盐加碘预防地方性甲状腺肿,自来水加氟预防龋齿等 。
复旦大学流行病学教研室 7
３,临床试验 (clinical trial) 研究对象 基本单位是 病人 个体 。 在药物的 III-IV期临床试验效果评价中，通常，研究者将研究对象随机分为实验组和对照组，给予实验组某种干预措施（新药或新疗法），给予对照组安慰剂或现有的或传统的治疗方法，然后通过一系列临床、实验室或物理检查指标，随访观察并比较两组相应的疾病或健康状态差异，从而评价干预措施的效果复旦大学流行病学教研室 8
４,类试验 (quasi-trial)又称半试验 (semi-
trial)：
一个完全的流行病学实验必须具备前瞻性、
合理设置对照、干预措施和随机化分组四个基本特征，如果一项实验研究缺少一个或几个基本特征，这种实验研究叫类试验。
根据是否设立对照组可将类试验分为两类：
复旦大学流行病学教研室 9
临床试验随机化分组实验组对照组研究对象
（病人）
有效应有效应无效应无效应图 2 临床试验示意图复旦大学流行病学教研室 10
临床试验 常用于评价某种药物或治疗方法的效果，有时也用于评价新的诊断方法发现病人的能力。
通常，临床试验的干预措施不属于一级预防，因为它的目的不是防止疾病的发生，
而是改善或提高疾病的诊断和治疗效果。
复旦大学流行病学教研室 11
临床试验的主要类型
随机对照试验（ randomized controlled
trial,RCT）是临床试验中应用最广的一种。将对象随机分为试验组和对照组，或多种比较组，分别接受试验措施和对照措施。对照组是产生试验组对象的总体人群的一个随机样本，代表性较好。但是，在实际的工作中完全随机往往难以实现。
复旦大学流行病学教研室 12
临床试验的主要类型
非随机同期对照试验是指对照组与试验组的对象同时进入研究，但是研究对象进入哪一组并非随机分配。这样的方法简便易行，易为研究对象和观察者所接受，有时是出于满足伦理学要求，但是这样的研究设计试验组和对照组对象的均衡性往往较差，较易影响临床试验的结论。
复旦大学流行病学教研室 13
临床试验的主要类型
交叉设计试验即在试验过程中将研究对象随机分为两组，在第一阶段，一组人群给予治疗措施，另一组则为对照组，治疗措施结束后，两组对换进行第二阶段试验。
此类设计仍需要在两阶段试验中设立一定时间长度的洗脱期
主要用于评价慢性易复发疾病，如哮喘。
复旦大学流行病学教研室 14
临床试验设计步骤及其基本原则
在开始实施一项临床试验前，应该制定周密合理的试验方案，其内容应包括试验背景、
试验方案、组织和实施程序、结果评价指标和方法等。一般在临床试验开始后，没有特殊情况不能对试验方案做任何改动，尤其是在新药的临床试验中。
复旦大学流行病学教研室 15
基本原则
随机
对照
盲法以上是临床试验的三个基本原则，在下面的临床试验设计中将分别对这些原则进行具体阐述。
复旦大学流行病学教研室 16
临床试验设计
1.明确研究目的研究要解决什么问题？是考核新的诊断、
治疗方法还是评价一种或几种新药？
通常一次临床试验只解决一个问题。
复旦大学流行病学教研室 17
临床试验设计
2.确定研究对象选择合适的研究对象，包括试验组和对照组。选择研究对象应制订严格的纳入和排除标准,这些标准应以书面形式明确规定，并严格执行。
复旦大学流行病学教研室 18
临床试验设计一般选择研究对象需要遵循以下原则：
选择对干预措施有效的对象
选择预期发病率较高的对象
选择干预对其无害的对象
选择能将实验坚持到底的对象
选择依从性好的人群复旦大学流行病学教研室 19
临床试验设计
所有研究对象对研究知情认可．即了解研究目的，研究过程，可能的收益和危害等。研究对象必须签订,患者知情同意书,。
复旦大学流行病学教研室 20
临床试验设计
3.选择研究现场
医院，根据不同临床试验目的选择具备一定条件的医院开展。
根据相关临床试验的要求，考虑到合格对象的收集、
样本的代表性等问题，很多临床试验需要由几个独立的临床中心合作进行，这类临床试验被称为,多中心临床试验,。
复旦大学流行病学教研室 21
临床试验设计
4.估计样本量影响样本量大小的主要因素：
① 干预措施实施前后研究人群中疾病的治愈率或有效率
② 第 Ⅰ 类错误概率 α
③,把握度,
④ 单 /双侧检验
⑤ 分组情况复旦大学流行病学教研室 22
临床试验设计
非连续变量 样本大小的计算：所谓非连续变量是指计数资料，如治愈率、有效率、感染率、病死率等
221
2
2211 1112
PP
PPPPZPPZ
N
复旦大学流行病学教研室 23
临床试验设计
连续变量样本大小的计算,HIV病毒负荷、
血糖、血压、血脂和胆固醇等计量资料
2
222
d
ZZ
N
σ：为估计的标准差；
d：为两组主要评价指标均值之差复旦大学流行病学教研室 24
临床试验设计
5.确定试验的观察期限在进行临床试验设计时必须明确观察的时间，包括研究的起点和终点。根据不同研究目的及试验本身特点，所确定的观察期限应符合疾病规律以及干预措施对机体的作用规律。
复旦大学流行病学教研室 25
临床试验设计
6.随机化分组临床试验分组的原则是能保证试验组和对照组具有可比性。
所谓两组具有可比性主要是指：
①两组研究对象的基本特征可比；
②两组研究对象对某药物或治疗方法的敏感性相同或相近。
复旦大学流行病学教研室 26
临床试验设计
常用方法
（ 1）简单随机分组 （ simple randomisation）,
在临床试验中，常用的随机分配方法是随机数字表法
（ 2）分层随机分组（ stratified randomisation）
（ 3）整群随机分组 (cluster randomisation):
复旦大学流行病学教研室 27
临床试验设计
7.设立对照在研究干预措施的效果时，直接观察到的往往是多种因素的效应交织在一起的综合作用,而合理的对照能成功地将措施的真实效应客观、充分地识别出来，
使研究者得以做出正确评价。
复旦大学流行病学教研室 28
临床试验设计一般来说,设立对照可以最大可能地避免下列因素或现象对临床试验研究结果的影响：
1）不能预知的结局（ unpredicable outcome）
2）向均数回归（ regression to the mean）
3）霍桑效应（ Hawthorne effect）
4）安慰剂效应（ placebo effect）
除此之外，还有各种各样的潜在的未知因素可能影响所研究的措施的效应复旦大学流行病学教研室 29
临床试验设计
向均数回归 在临床实践中，有些极端的临床症状或体征有向均数回归的现象。
霍桑效应 是指人们因为成了研究中特别感兴趣和受注意的目标而改变其行为的一种倾向，这种行为的改变与受试对象所接受的干预措施的特异性作用无关，而是一种心理、生理效应。一般，
对疗效产生正向效应的影响。
复旦大学流行病学教研室 30
临床试验设计
安慰剂效应 是指某些疾病的患者由于依赖医药而表现的一种正向心理效应。
因此，当以主观症状改善作为疗效评价指标时，其,效应,中可能就包含安慰剂效应，这需要合适的对照组来比较以得出科学、客观的评价。
复旦大学流行病学教研室 31
临床试验设计设立对照的主要方式有以下几种：
1） 标准疗法对照
2） 安慰剂对照 安慰剂 通常用乳糖,淀粉,生理盐水等成分制成,不加任何有效成分,但外形,颜色,大小,味道与试验药物极为相似,仅凭肉眼不能区分 。
3） 自身对照
4） 随机对照
5） 交叉对照复旦大学流行病学教研室 32
临床试验设计
8.盲法流行病学研究中由于研究对象或研究人员对对象分组情况的了解，可能导致对真实效果判断的偏倚，可通过盲法来控制．
盲法包括单盲、双盲和三盲,
复旦大学流行病学教研室 33
临床试验设计
（ 1） 单盲 （ single blind） 是指只有研究者了解临床试验分组情况,研究对象不知道自己在 试验 组还是对照组,一般需要给予对照组安慰剂 。 （ 2） 双盲
（ double blind） 是指研究对象和研究观察者都不了解试验分组情况,而由研究设计者来安排和控制全部试验 。
（ 3）三盲（ triple blind） 是指除了研究设计者之外，任何参与临床试验研究的人员均不了解分组的情况。
复旦大学流行病学教研室 34
临床试验设计
与上述盲法对应的是非盲法，又称开放试验（ open trial），即研究对象和研究者均了解分组情况，试验公开进行。适用于有客观观察指标的临床试验 。
复旦大学流行病学教研室 35
临床试验设计
9,资料分析选择评价指标 基本原则是：
客观 –即选择客观的定性或定量的指标；
真实 （敏感） -即选择真实性（敏感性）较高的指标；
可靠 -即选择可靠性较高的指标；
方便 -即选择易于观察和测量并且易于为受试者所接受的指标。
复旦大学流行病学教研室 36
临床试验设计
常见的效果指标如下：
1 0 0 %?治疗的总例数治疗的有效例数有效率＝
1 0 0 %?
治疗例数治愈例数治愈率＝
复旦大学流行病学教研室 37
临床试验设计
100%
P
P-PPR
1
21?＝
保护率（ protective rate,PR）
效果指数（ index of effectiveness,IE）
%100
2
1
P
P
IE
P1,P2分别为对照组发病率和试验组发病率复旦大学流行病学教研室 38
临床试验的实施
预试验
培训
结束实验
所谓破盲是指任何非规定情况下的盲底泄漏复旦大学流行病学教研室 39
临床试验的资料处理与分析
首先将研究资料进行核对、整理，然后对资料的基本情况进行描述和分析，特别需要注意的是试验组和对照组均衡性与可比性的比较。
干预措施的效果评价复旦大学流行病学教研室 40
流行病学实验偏倚的控制
㈠排除 (exclusions)
㈡ 退出（ withdrawal）
1.不合格（ ineligibility）
2.不依从（ noncompliance）
3.失访（ loss to follow-up）
复旦大学流行病学教研室 41
临床试验的伦理学问题在流行病学实验研究工作中，研究者必须遵循下列基本的伦理学原则：
① 知情同意原则：研究对象有权选择，
并有权了解该研究对健康的危害性及可获得的结果，这就是知情同意（ informed
consent）。
复旦大学流行病学教研室 42
临床试验的伦理学问题
②有益无害的原则：流行病学实验研究不应给实验对象造成机体或心理上的伤害。
③公正的原则：流行病学实验研究应该公平和公正，不损害研究对象、研究成员、合作者、
资助者的尊严，不应在研究成果等利益方面发生冲突。
复旦大学流行病学教研室 43
思考题：
临床试验与前瞻性队列研究有何异同点？
如何理解临床试验的原则？
流行病学实验研究复旦大学流行病学教研室 2
流行病学实验研究概述
定义：流行病学实验 （ epidemiological
experiment ） 研究,也 即 实 验 流 行 病 学
(experimental epidemiology),是将满足实验目的的人群随机地分为实验组和对照组 （ 或不同水平试验组 ）,由研究者有控制地给予实验组人群实验措施或称干预措施,随访并比较两组 （ 或多组 ） 人群的疾病或健康结局,从而判断该措施是否有效及效果大小 。
复旦大学流行病学教研室 3
特征
1,前瞻性
2,有明确的由研究者所控制的干预措施
3,随机 分配
4,对照
5,实验而非观察复旦大学流行病学教研室 4
流行病学实验研究的主要类型
１,现场试验现场试验 (field trial)是以 尚未患所研究疾病 但是将来可能患病的个体作为研究对象，随机地将研究对象分为实验组和对照组，实验组给予某种干预措施，
对照组不给予干预措施或给予安慰剂
（图 1）。
复旦大学流行病学教研室 5
随机化分组实验组对照组研究对象
(未患病者 )
发病发病不发病不发病图 1 现场试验示意图复旦大学流行病学教研室 6
２,社区干预实验 (community intervention
trial),也 叫 社 区 干 预 项 目 （ community
intervention program,CIP） 或者社区实验
(community trial),其研究 对象基本单位是社区人群而不是个体 。 有些实验研究不适合以个体为单位来进行,而更适合于以社区或某一地理区域为单位来划分实验组和对照组,如食盐加碘预防地方性甲状腺肿,自来水加氟预防龋齿等 。
复旦大学流行病学教研室 7
３,临床试验 (clinical trial) 研究对象 基本单位是 病人 个体 。 在药物的 III-IV期临床试验效果评价中，通常，研究者将研究对象随机分为实验组和对照组，给予实验组某种干预措施（新药或新疗法），给予对照组安慰剂或现有的或传统的治疗方法，然后通过一系列临床、实验室或物理检查指标，随访观察并比较两组相应的疾病或健康状态差异，从而评价干预措施的效果复旦大学流行病学教研室 8
４,类试验 (quasi-trial)又称半试验 (semi-
trial)：
一个完全的流行病学实验必须具备前瞻性、
合理设置对照、干预措施和随机化分组四个基本特征，如果一项实验研究缺少一个或几个基本特征，这种实验研究叫类试验。
根据是否设立对照组可将类试验分为两类：
复旦大学流行病学教研室 9
临床试验随机化分组实验组对照组研究对象
（病人）
有效应有效应无效应无效应图 2 临床试验示意图复旦大学流行病学教研室 10
临床试验 常用于评价某种药物或治疗方法的效果，有时也用于评价新的诊断方法发现病人的能力。
通常，临床试验的干预措施不属于一级预防，因为它的目的不是防止疾病的发生，
而是改善或提高疾病的诊断和治疗效果。
复旦大学流行病学教研室 11
临床试验的主要类型
随机对照试验（ randomized controlled
trial,RCT）是临床试验中应用最广的一种。将对象随机分为试验组和对照组，或多种比较组，分别接受试验措施和对照措施。对照组是产生试验组对象的总体人群的一个随机样本，代表性较好。但是，在实际的工作中完全随机往往难以实现。
复旦大学流行病学教研室 12
临床试验的主要类型
非随机同期对照试验是指对照组与试验组的对象同时进入研究，但是研究对象进入哪一组并非随机分配。这样的方法简便易行，易为研究对象和观察者所接受，有时是出于满足伦理学要求，但是这样的研究设计试验组和对照组对象的均衡性往往较差，较易影响临床试验的结论。
复旦大学流行病学教研室 13
临床试验的主要类型
交叉设计试验即在试验过程中将研究对象随机分为两组，在第一阶段，一组人群给予治疗措施，另一组则为对照组，治疗措施结束后，两组对换进行第二阶段试验。
此类设计仍需要在两阶段试验中设立一定时间长度的洗脱期
主要用于评价慢性易复发疾病，如哮喘。
复旦大学流行病学教研室 14
临床试验设计步骤及其基本原则
在开始实施一项临床试验前，应该制定周密合理的试验方案，其内容应包括试验背景、
试验方案、组织和实施程序、结果评价指标和方法等。一般在临床试验开始后，没有特殊情况不能对试验方案做任何改动，尤其是在新药的临床试验中。
复旦大学流行病学教研室 15
基本原则
随机
对照
盲法以上是临床试验的三个基本原则，在下面的临床试验设计中将分别对这些原则进行具体阐述。
复旦大学流行病学教研室 16
临床试验设计
1.明确研究目的研究要解决什么问题？是考核新的诊断、
治疗方法还是评价一种或几种新药？
通常一次临床试验只解决一个问题。
复旦大学流行病学教研室 17
临床试验设计
2.确定研究对象选择合适的研究对象，包括试验组和对照组。选择研究对象应制订严格的纳入和排除标准,这些标准应以书面形式明确规定，并严格执行。
复旦大学流行病学教研室 18
临床试验设计一般选择研究对象需要遵循以下原则：
选择对干预措施有效的对象
选择预期发病率较高的对象
选择干预对其无害的对象
选择能将实验坚持到底的对象
选择依从性好的人群复旦大学流行病学教研室 19
临床试验设计
所有研究对象对研究知情认可．即了解研究目的，研究过程，可能的收益和危害等。研究对象必须签订,患者知情同意书,。
复旦大学流行病学教研室 20
临床试验设计
3.选择研究现场
医院，根据不同临床试验目的选择具备一定条件的医院开展。
根据相关临床试验的要求，考虑到合格对象的收集、
样本的代表性等问题，很多临床试验需要由几个独立的临床中心合作进行，这类临床试验被称为,多中心临床试验,。
复旦大学流行病学教研室 21
临床试验设计
4.估计样本量影响样本量大小的主要因素：
① 干预措施实施前后研究人群中疾病的治愈率或有效率
② 第 Ⅰ 类错误概率 α
③,把握度,
④ 单 /双侧检验
⑤ 分组情况复旦大学流行病学教研室 22
临床试验设计
非连续变量 样本大小的计算：所谓非连续变量是指计数资料，如治愈率、有效率、感染率、病死率等
221
2
2211 1112
PP
PPPPZPPZ
N
复旦大学流行病学教研室 23
临床试验设计
连续变量样本大小的计算,HIV病毒负荷、
血糖、血压、血脂和胆固醇等计量资料
2
222
d
ZZ
N
σ：为估计的标准差；
d：为两组主要评价指标均值之差复旦大学流行病学教研室 24
临床试验设计
5.确定试验的观察期限在进行临床试验设计时必须明确观察的时间，包括研究的起点和终点。根据不同研究目的及试验本身特点，所确定的观察期限应符合疾病规律以及干预措施对机体的作用规律。
复旦大学流行病学教研室 25
临床试验设计
6.随机化分组临床试验分组的原则是能保证试验组和对照组具有可比性。
所谓两组具有可比性主要是指：
①两组研究对象的基本特征可比；
②两组研究对象对某药物或治疗方法的敏感性相同或相近。
复旦大学流行病学教研室 26
临床试验设计
常用方法
（ 1）简单随机分组 （ simple randomisation）,
在临床试验中，常用的随机分配方法是随机数字表法
（ 2）分层随机分组（ stratified randomisation）
（ 3）整群随机分组 (cluster randomisation):
复旦大学流行病学教研室 27
临床试验设计
7.设立对照在研究干预措施的效果时，直接观察到的往往是多种因素的效应交织在一起的综合作用,而合理的对照能成功地将措施的真实效应客观、充分地识别出来，
使研究者得以做出正确评价。
复旦大学流行病学教研室 28
临床试验设计一般来说,设立对照可以最大可能地避免下列因素或现象对临床试验研究结果的影响：
1）不能预知的结局（ unpredicable outcome）
2）向均数回归（ regression to the mean）
3）霍桑效应（ Hawthorne effect）
4）安慰剂效应（ placebo effect）
除此之外，还有各种各样的潜在的未知因素可能影响所研究的措施的效应复旦大学流行病学教研室 29
临床试验设计
向均数回归 在临床实践中，有些极端的临床症状或体征有向均数回归的现象。
霍桑效应 是指人们因为成了研究中特别感兴趣和受注意的目标而改变其行为的一种倾向，这种行为的改变与受试对象所接受的干预措施的特异性作用无关，而是一种心理、生理效应。一般，
对疗效产生正向效应的影响。
复旦大学流行病学教研室 30
临床试验设计
安慰剂效应 是指某些疾病的患者由于依赖医药而表现的一种正向心理效应。
因此，当以主观症状改善作为疗效评价指标时，其,效应,中可能就包含安慰剂效应，这需要合适的对照组来比较以得出科学、客观的评价。
复旦大学流行病学教研室 31
临床试验设计设立对照的主要方式有以下几种：
1） 标准疗法对照
2） 安慰剂对照 安慰剂 通常用乳糖,淀粉,生理盐水等成分制成,不加任何有效成分,但外形,颜色,大小,味道与试验药物极为相似,仅凭肉眼不能区分 。
3） 自身对照
4） 随机对照
5） 交叉对照复旦大学流行病学教研室 32
临床试验设计
8.盲法流行病学研究中由于研究对象或研究人员对对象分组情况的了解，可能导致对真实效果判断的偏倚，可通过盲法来控制．
盲法包括单盲、双盲和三盲,
复旦大学流行病学教研室 33
临床试验设计
（ 1） 单盲 （ single blind） 是指只有研究者了解临床试验分组情况,研究对象不知道自己在 试验 组还是对照组,一般需要给予对照组安慰剂 。 （ 2） 双盲
（ double blind） 是指研究对象和研究观察者都不了解试验分组情况,而由研究设计者来安排和控制全部试验 。
（ 3）三盲（ triple blind） 是指除了研究设计者之外，任何参与临床试验研究的人员均不了解分组的情况。
复旦大学流行病学教研室 34
临床试验设计
与上述盲法对应的是非盲法，又称开放试验（ open trial），即研究对象和研究者均了解分组情况，试验公开进行。适用于有客观观察指标的临床试验 。
复旦大学流行病学教研室 35
临床试验设计
9,资料分析选择评价指标 基本原则是：
客观 –即选择客观的定性或定量的指标；
真实 （敏感） -即选择真实性（敏感性）较高的指标；
可靠 -即选择可靠性较高的指标；
方便 -即选择易于观察和测量并且易于为受试者所接受的指标。
复旦大学流行病学教研室 36
临床试验设计
常见的效果指标如下：
1 0 0 %?治疗的总例数治疗的有效例数有效率＝
1 0 0 %?
治疗例数治愈例数治愈率＝
复旦大学流行病学教研室 37
临床试验设计
100%
P
P-PPR
1
21?＝
保护率（ protective rate,PR）
效果指数（ index of effectiveness,IE）
%100
2
1
P
P
IE
P1,P2分别为对照组发病率和试验组发病率复旦大学流行病学教研室 38
临床试验的实施
预试验
培训
结束实验
所谓破盲是指任何非规定情况下的盲底泄漏复旦大学流行病学教研室 39
临床试验的资料处理与分析
首先将研究资料进行核对、整理，然后对资料的基本情况进行描述和分析，特别需要注意的是试验组和对照组均衡性与可比性的比较。
干预措施的效果评价复旦大学流行病学教研室 40
流行病学实验偏倚的控制
㈠排除 (exclusions)
㈡ 退出（ withdrawal）
1.不合格（ ineligibility）
2.不依从（ noncompliance）
3.失访（ loss to follow-up）
复旦大学流行病学教研室 41
临床试验的伦理学问题在流行病学实验研究工作中，研究者必须遵循下列基本的伦理学原则：
① 知情同意原则：研究对象有权选择，
并有权了解该研究对健康的危害性及可获得的结果，这就是知情同意（ informed
consent）。
复旦大学流行病学教研室 42
临床试验的伦理学问题
②有益无害的原则：流行病学实验研究不应给实验对象造成机体或心理上的伤害。
③公正的原则：流行病学实验研究应该公平和公正，不损害研究对象、研究成员、合作者、
资助者的尊严，不应在研究成果等利益方面发生冲突。
复旦大学流行病学教研室 43
思考题：
临床试验与前瞻性队列研究有何异同点？
如何理解临床试验的原则？
