非参数统计方法在抗脑缺血药物药效学评价中的应用探讨

王音，何苗，李秀芳，赵海荣，张成桂，巫秀美Δ

(1.昆虫生物医药研究院云南省昆虫生物医药研发重点实验室，大理大学，云南 大理 671000；2.中国西南药用昆虫及蛛形类资源开发利用2011协同创新中心，大理大学，云南 大理 671000；3.云南中医学院，云南 昆明 650200)

非参数统计方法在抗脑缺血药物药效学评价中的应用探讨

王音1,2，何苗1,2，李秀芳2,3，赵海荣1,2，张成桂1,2，巫秀美1,2Δ

(1.昆虫生物医药研究院云南省昆虫生物医药研发重点实验室，大理大学，云南 大理 671000；2.中国西南药用昆虫及蛛形类资源开发利用2011协同创新中心，大理大学，云南 大理 671000；3.云南中医学院，云南 昆明 650200)

目的 基于实验数据特征，探讨非参数统计方法在抗脑缺血药物药效学评价中的应用。方法 考察阿司匹林、川芎嗪、氯吡格雷和尿激酶等预防脑卒中药物对小鼠凝血时间和家兔凝血时间的影响，分别以参数和非参数统计方法对实验数据进行统计，通过对比2种统计结果之间的差异来探究统计方法的选择。结果 小鼠体外凝血时间中仅氯吡格雷组呈非正态分布且组间方差不齐，与生理盐水组比较，其参数检验LSD-t结果显示差异无统计学意义，而非参数检验Kruskal-WallisH检验结果显示差异有统计学意义(P<0.05)。家兔给药后60 min，活化部分凝血活酶时间中仅阿司匹林组呈非正态分布且组间方差不齐，与生理盐水组比较，其参数检验LSD-t结果显示差异无统计学意义，而非参数检验Kruskal-WallisH结果显示差异有统计学意义(P<0.05)。结论 当数据不符合正态分布或方差不齐，用LSD-t检验分析会使结果不准确，应采用Kruskal-WallisH检验，得到的结果与文献一致。

非参数统计；脑缺血；药效学

脑血管病是指脑血管破裂出血或血栓形成，引起的以脑部出血性或缺血性损伤症状为主要临床表现的一组疾病，中医俗称脑中风[1]，中国每年有150万～200万新发病例，其中约80%～85%为缺血性脑卒中[2]，这提示应加强对缺血性脑卒中的关注[3]。虽然缺血性脑卒中严重威胁人类生命健康，但其也是可预防和治疗的[4]，已有证据表明预防和治疗高血压可减少个体脑卒中的发生率[5]。脑卒中的治疗手段有内科综合支持治疗、抗脑水肿、降颅高压、血压调控、改善脑血液循环和使用神经保护剂等[6-7]。缺血性脑卒中已是一个全球关注的问题，及时治疗、加强预防是降低病死率、发病率的关键。为有效防治缺血性脑卒中，迫切需要研究的新药，发掘出新的潜在可干预的途径，有效阻断脑缺血级联反应，扩大治疗时间窗，尽可能减少细胞凋亡和炎症的发生[8]。而新药药效学评价中，要注意选用合适的数据分析方法，例如血液生化测定值这种量反应资料多采用单因素方差分析中的LSD-t检验，而遇到小鼠死亡或生存这种质反应指标常采用χ2检验，这样可以提高检验效能，更准确地评价药物的药效[9]。

缺血性脑卒中药效学研究实验一般包括：大鼠线栓法致大脑中动脉阻塞实验(middle cerebral artery occlusion, MCAO)[10]、大鼠动静脉旁路血栓形成实验[11]、小鼠喘气持续时间[12]、两侧颈总动脉结扎小鼠存活时间[13]、采用断尾法及毛细管法分别测定药物对小鼠的出血时间和凝血时间影响[14]、小鼠偏瘫存活时间[15]、家兔凝血4项时间的测定如凝血酶时间(thrombin time, TT)、凝血酶原时间(prothrombin time, PT)、活化部分凝血活酶时间(activated partial thromboplastin time, APTT)[16]等。MCAO模型中的神经学评分属于等级资料，文献中一般用参数统计学方法中单因素方差分析的LSD-t分析数据[17-18]，这样会损失数据的等级次序这个信息，而选用非参数统计方法中的Mann-Whitney检验可弥补损失，提高检验效能[19]。另外小鼠喘息持续时间及张口呼吸时间、双侧颈总动脉结扎后存活时间、凝血时间和家兔凝血四项时间这类数据一般呈偏态分布或是有不确定值，这类资料不满足单因素方差分析的使用条件，但满足非参数统计中的Wilcoxon-Mann-Whitney检验、Kruskal-WallisH检验和秩变换检验的使用条件[20-22]。

1 方法

1.1 抗脑缺血药物药效学评价实验

1.1.1 药物对小鼠体外凝血时间的影响：实验方法和材料根据参考文献[23-24]设置，实验分组为生理盐水组(NS)、阿司匹林组(ASP)、氯吡格雷组(CL)和川芎嗪组(LI)。ASP的剂量是80 mg/kg，CL的剂量是11.25 mg/kg，LI的剂量是18 mg/kg。

1.1.2 药物对家兔凝血时间的影响：实验方法和材料根据参考文献[25]设置，实验分组为生理盐水组(NS)、尿激酶组(UK)、阿司匹林组(ASP)和川芎嗪组(LI)。UK的剂量是1.6万U/kg，ASP的剂量是5.2 mg/kg，LI的剂量是2.0 mg/kg，参考文献[26]，研究分别测试了给药前30 min、给药后30、60 min时的凝血指标，但本研究只选取了跟文章主题相关的数据进行分析。

1.2 统计学方法 参数统计分析方法需假设样本来自已知分布类型的总体(如正态分布总体)，据此建立的统计分析方法为参数统计分析法[27]。不涉及总体参数或不依赖于对总体分布的严格假定的统计推断方法称为非参数统计分析方法。参数统计分析方法中的单因素方差分析要求资料服从或近似服从正态分布且方差齐，否则使用参数检验就会损失一些数据信息，例如对于等级资料会损失等级次序，从而降低了检验效能和得到错误的药效学评价结果。非参数统计方法对资料不要求正态分布，也不要求方差齐性，虽然这样会损失了一些原始数据信息，但对于等级资料，使用秩和检验则可以较好地利用数据的等级次序这个信息。而在实际应用中，非参数统计方法常被忽视，而错用参数统计方法的情况比较多见[28]。

分析上述2个药效学评价实验的结果时，首先对每组数据采用SPSS 20.0统计软件进行参数统计分析方法中正态性检验、方差齐性检验和适用于方差分析中多重比较的LSD-t检验，P<0.05为差异有统计学意义。然后为对比参数检验和非参数检验结果的差异，再进行非参数统计分析方法中Kruskal-WallisH检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 药物对小鼠体外凝血时间的影响 表1中的4组数据只有CL组不符合正态分布，而且各组间方差不齐；参数检验的P值经LSD-t检验得到，非参数检验的P值经Kruskal-WallisH检验得到；LSD-t检验结果显示，CL组与NS组相比，2组间差异无统计学意义，而Kruskal-WallisH检验结果显示2组间差异有统计学意义(P<0.05)。

表1 阿司匹林、氯吡格雷和川芎嗪对小鼠体外凝血时间的影响(n=10)

*P<0.05，**P<0.01，与NS组比较，compared with NS group

2.2 尿激酶、阿司匹林、川芎嗪对正常家兔体外凝血时间的影响 表2中的4组数据只有ASP组不符合正态分布，而且各组间方差不齐；参数检验的P值经LSD-t检验得到，非参数检验的P值经Kruskal-WallisH检验得到；LSD-t检验结果显示，ASP组与NS组相比，2组间差异无统计学意义，而Kruskal-WallisH检验结果显示，2组间差异有统计学意义(P<0.05)。

表2 给药后60 min各组家兔APTT比较(n=6)

*P<0.05，与NS组比较，compared with NS group

3 讨论

参数检验是指以已知分布(如正态分布)为假定条件，对总体参数进行估计或检验。非参数检验则是指在总体不服从正态分布且分布情况不明时，用来检验数据资料是否来自同一个总体假设的一类检验方法，由于这些方法一般不涉及总体参数故得名。参数检验统计的优点是：符合条件时，检验效能高，其缺点是对资料要求严格，如等级数据、非确定数据(>50 mg)等不能使用参数检验，而且要求资料的分布类型已知，总体方差相等。非参数检验的优点是应用范围广、简便、易掌握。在选用统计方法时，如果资料符合做参数统计分析的前提条件，就应选用合适的参数统计方法，否则就应选用合适的非参数统计方法。

药物对小鼠凝血时间影响的实验中，LSD-t检验与Kruskal-WallisH检验的结果相悖，Kruskal-WallisH检验显示CL与NS组相比差异有统计学意义，能延长小鼠体外凝血时间，具有抗凝作用，与文献[29]一致。药物对家兔凝血时间影响的实验中，同样经Kruskal-WallisH检验的结果显示阿司匹林可以延长凝血指标APTT，与文献[30-31]一致。这说明当数据不符合正态分布或方差不齐时，选采用用非参数统计方法处理数据，检验效能更高，药物抗脑缺血药效学的评价结果更准确。

本研究还发现，其他的脑缺血药效学研究指标，如小鼠耐缺氧时间、结扎双侧颈动脉带迷走神经致不完全性小鼠脑缺血死亡时间等呈偏态分布的数据，或半计量资料，如大鼠中动脉阻断缺血再灌注模型中的神经学评分指标，都应采用非参数统计方法以期更准确地评价药物的抗脑缺血药效。

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(编校：王俨俨)

Application of non-parametric statistics in pharmacodynamics evaluation of anticerebral ischemia drugs

WANG Yin1,2, HE Miao1,2, LI Xiu-fang2,3, ZHAO Hai-rong1,2, ZHANG Cheng-gui1,2, WU Xiu-mei1,2Δ

(1.Yunnan Provincial Key Laboratory of Entomological Biopharmaceutical R&D, Institute of Entomoceutics Research, Dali University, Dali 671000, China; 2.Yunnan Provincial 2011 Collaborative Innovation Center for Entomoceutics, Dali University, Dali 671000, China; 3.Yunnan College of Traditional Chinese Medicine, Kunming 650200, China)

ObjectiveTo explore nonparametric statistical method application in pharmacodynamics study of cerebral ischemia based on experimental data’s statistical character.MethodsRespectively using parameter statistics and nonparametric statistics to deal with experimental data of some drugs preventing stroke such as aspirin, ligustrazine, clopidogrel, urokinase and so on, which have effects on coagulation time in mice and rabbits to explore the choice of statistical methods by comparing the results’ differences between two methods.ResultsAmong the data of coagulation time of miceinvitroonly clopidogrel group did not conform to the normal distribution and heterogeneity of variance among groups.Its LSD-tresult showed there was no significant difference between clopidogrel group and normal saline group, but its Kruskal-WallisHresult showed there was significant difference between the two groups (P<0.05).After the rabbits were administered for 60 minutes, among the data of activated partial thromboplastin time only aspirin group did not conform to the normal distribution and heterogeneity of variance among groups.Its LSD-tresult showed there was no significant difference between aspirin group and normal saline group, but its Kruskal-WallisHresult showed there was significant difference between the two groups (P<0.05).ConclusionIf the data does not conform to the normal distribution and heterogeneity of variance among groups, we will not aquire accurate data using LSD-ttest, thus we should using Kruskal-WallisHwhose result is consistent with the results of the other literatures.

non-parametric statistics; cerebral ischemia; pharmacodynamics

10.3969/j.issn.1005-1678.2016.07.52

国家自然科学基金资助项目(81360679)；云南省应用基础研究重点项目(2014FA007)

王音，女，硕士，研究方向：药剂学，E-mail：wangyin910504@163.com；巫秀美，通信作者，女，讲师，研究方向：药物流行病学与医学统计学，E-mail：wxm6865@163.com。

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