动物药效方案设计中，分组往往是最先被确定的内容。

一套常见方案可能包括正常对照组、模型对照组、溶媒对照组、阳性药对照组、受试药低中高剂量组，再根据需要增加卫星伴随组。

组别看起来越完整，方案似乎越严谨。

但实际执行中，经常出现两类问题。

第一类是组别设置不足。

例如，手术模型只有正常组，没有假手术组；模型动物给药，却没有接受相同给药操作的模型溶媒组；阳性药与受试药采用不同的治疗阶段；需要频繁采血的PK动物直接与主药效动物混用，最终影响体重、行为和疾病终点。

第二类是组别设置过度。

正常对照组、空白对照组、溶媒对照组、模型对照组同时存在，但多个组之间只相差一个没有实际影响的操作；为了“方案完整”加入阳性药，却没有提前明确阳性药承担模型验证、临床参照还是同机制比较；卫星组设置了大量动物，最后只在终点检测与主试验完全相同的指标。

动物实验分组的核心并不是把所有常见名称都放进方案。

每增加一个组，都应当排除一种可能的解释，或者回答一个独立的开发问题。

正常对照组回答模型偏离健康状态多远；模型对照组回答疾病在没有有效治疗时如何发展；溶媒对照组排除制剂、给药操作和辅料对结果的影响；阳性药对照组用于证明模型药理敏感性或提供临床参照；卫星伴随组则承担频繁采血、组织分布、PK/PD、阶段性取材或恢复期观察等不适合由主药效动物完成的任务。

因此，动物实验并不存在一套必须机械照搬的固定分组。

更合理的设计逻辑是：

先明确本次实验要回答什么问题；

再列出可能干扰结论的因素；

最后为每一个关键问题和关键干扰因素设置必要组别。

1、不同研究目的需要不同对照

首轮概念验证主要回答候选药在体内是否具有药效信号，通常需要健康基线、疾病基线、受试药组和一个可靠的阳性参照。

正式剂量—效应研究需要进一步建立低、中、高剂量及暴露关系。

联合用药研究需要区分背景治疗、受试药单药和联合治疗的贡献。

PK/PD研究则可能需要增加能够频繁采血和阶段性取材的卫星队列。

所以，即使研究的是同一种适应症和同一个动物模型，不同开发阶段的分组也可能不同。

2、对照组的价值在于排除替代解释

模型组与受试药组出现差异，可能来自药物本身，也可能来自溶媒、给药途径、操作频次、麻醉、禁食、采血、单笼饲养或其他处理。

合理的对照设计，应尽可能让对照组与受试药组只保留一个核心差异：是否接受有效受试药。

如果两组在制剂、给药操作、处理时间和饲养条件上存在多个差异，最终结果就难以准确归因。

3、组别越多不等于证据越强

每增加一个组，都需要增加动物、检测量和统计比较。

如果两个组之间不存在能够影响主要终点的实际差异，这种分组只会分散样本量和研究重点。

相反，缺少一个关键组，可能使整个项目无法回答核心问题。

分组设计的目标是在解释力、动物使用量、项目成本和研发价值之间取得平衡。

1、正常对照组用于建立健康基线

正常对照组通常不接受疾病造模，用于提供体重、行为、生化、组织结构、器官功能和分子指标的正常范围。

通过正常组与模型组比较，可以确认模型是否形成预期疾病表型，以及病变偏离健康状态的程度。

2、正常组不能替代模型对照组

受试药组优于正常组，没有直接解释意义。

药效评价的核心比较通常是受试药组与模型对照组。

正常组的任务是提供健康参照，模型对照组的任务是提供未治疗疾病参照，两者不能相互替代。

3、正常组是否也需要接受溶媒和给药操作

这取决于研究问题。

如果项目只需要一个基础健康参照，正常组可以不接受复杂给药操作，但应认识到它与模型给药组之间同时存在疾病和操作差异。

如果灌胃、注射、麻醉、局部给药或溶媒可能影响主要终点，正常组更适合接受与模型组一致的溶媒和操作。

例如，长期每日灌胃可能造成应激，腹腔注射可能引起局部刺激，滴眼或关节腔注射也可能直接影响局部组织。

在这些情况下，“正常＋溶媒”通常比完全不处理的正常组更适合作为正式对照。

4、正常组是否需要与模型动物使用同一遗传背景

一般应尽量保持品系、性别、年龄、来源和饲养条件一致。

对于db/db、ApoE缺失、转基因肿瘤和自发疾病模型，正常对照还需要明确采用同窝杂合子、野生型同背景动物，还是另一种健康品系。

健康组遗传背景不同，可能使部分代谢、免疫和器官功能差异无法完全归因于疾病。

1、手术本身会改变动物状态

LAD结扎、TAC、DMM、MCAO、神经损伤、肾切除和原位移植等模型，通常包含麻醉、切口、组织暴露、缝合、镇痛和术后恢复。

这些操作可以引起炎症、应激、疼痛、活动变化和组织修复。

完全没有接受手术的正常动物，无法排除这些因素。

2、假手术组保留手术过程，去掉核心致病步骤

例如，LAD结扎模型的假手术组可以完成麻醉、开胸和穿线，但不真正结扎冠状动脉；TAC模型可以完成主动脉暴露而不形成有效缩窄；DMM模型可以打开关节腔，但不切断内侧半月板胫骨韧带。

假手术组与模型组之间的主要差异，应当集中在核心造模操作是否发生。

3、假手术组通常比普通正常组更重要

如果动物数量有限，手术模型中优先保留假手术组，往往比同时保留一个完全不处理的普通正常组更有解释力。

是否再增加普通正常组，应根据项目是否需要评价手术本身的影响决定。

4、假手术组也要接受与模型组一致的术后管理

麻醉药、镇痛药、抗感染措施、保温、补液、饲养和观察时间应尽量一致。

否则，所谓假手术组仍然无法准确控制手术相关因素。

1、模型对照组应代表未接受有效治疗的疾病进程

模型对照组是药效实验最核心的对照。

它需要完成相同疾病造模，并在给药期接受与受试药组尽可能一致的操作，但不含有效受试药。

2、多数给药研究中，模型对照组应接受溶媒

如果受试药通过灌胃、注射、滴眼、吸入、外用或局部给药，模型对照组通常应接受相同体积、相同频次和相同途径的溶媒。

此时，模型对照组本质上就是“模型＋溶媒对照组”。

这样可以同时控制给药应激、制剂辅料和操作本身。

3、完全不处理的模型组适合回答什么问题

不处理模型组可以用于判断溶媒和给药操作是否影响模型。

它通常在模型建立、制剂摸索或溶媒风险较高时更有价值。

如果前期已经证明所用溶媒在当前剂量、体积、途径和周期下不影响模型，正式药效研究未必需要同时设置不处理模型组和模型溶媒组。

4、模型组命名应准确

方案中写“模型组”，却实际每天给予溶媒，容易造成理解偏差。

建议明确写成“模型＋溶媒组”或“模型对照组，给予受试药同体积溶媒”。

组名和实际处理应保持一致。

1、受试药和模型对照使用同一种溶媒

受试药低、中、高剂量均使用相同制剂体系，模型组也按相同频次、途径和体积给予该溶媒时，模型对照组已经承担溶媒对照功能。

此时不需要再增加一个处理完全相同的“溶媒对照组”。

2、已有充分的溶媒耐受和历史数据

常规羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、生理盐水、缓冲液或其他成熟溶媒，在当前浓度和给药体积下已有稳定历史数据，并且不会明显影响目标疾病终点时，可以将模型对照与溶媒对照合并。

3、模型组和受试药组的操作完全一致

两组需要保持相同禁食时间、给药时间、给药途径、给药体积、麻醉或固定方式。

只要受试药组多了有效药物成分，模型组就能够作为主要对照。

4、合并前需要确认溶媒不与模型机制冲突

即使某种溶媒在普通动物中耐受良好，也可能影响特定疾病模型。

例如，某些助溶剂可能影响炎症、膜通透性、胃肠功能、代谢、肝肾功能或局部组织状态。

模型对照和溶媒对照能否合并，应结合具体模型和主要终点判断。

1、溶媒组成复杂或浓度较高

当制剂中含有较高比例DMSO、乙醇、PEG、表面活性剂、环糊精、油性辅料或其他可能具有生物学作用的成分时，建议先确认溶媒本身的影响。

必要时设置模型不处理组与模型溶媒组。

2、采用新制剂或特殊递送系统

脂质纳米颗粒、脂质体、微球、水凝胶、病毒载体、外泌体样载体及其他递送系统，本身可能影响免疫、炎症、组织分布和细胞摄取。

这类项目通常需要设置空载体或空白制剂组。

空白载体与普通溶媒并不是同一个概念，组名应根据实际组成确定。

3、局部给药可能引起机械性或组织刺激

关节腔、瘤内、眼内、脑内、鞘内和局部植入等操作，可能因穿刺、注射体积和材料本身造成局部反应。

模型对照组需要接受等体积空白制剂或相同操作。

必要时还可增加不注射模型组，以判断局部操作和制剂各自的贡献。

4、不同剂量使用不同溶媒比例

有些化合物为了提高高剂量溶解度，会改变助溶剂比例。

这会导致不同受试药剂量组同时存在药物剂量和溶媒剂量差异。

更合理的做法是尽量统一各剂量组制剂，或者按最高溶媒暴露设置匹配对照，并提前评估耐受性。

5、给药体积差异明显

如果高剂量只能通过增加给药体积实现，低、中、高剂量之间的操作和胃肠负担会不同。

正式方案应优先统一给药体积，通过调整制剂浓度实现剂量变化。

1、验证模型具有药理响应性

在模型体系刚建立、模型批次波动较大或正式研究要求较高时，阳性药可以证明本批动物对已知有效治疗具有预期反应。

如果阳性药也未起效，应优先排查模型、制剂、给药、暴露和终点设计。

2、提供临床治疗参照

候选药准备进入某一治疗位置时，可以选择相应临床标准治疗作为阳性参照。

这种设计帮助判断候选药在模型中的药效强度、起效速度、结构保护和持续性处于什么水平。

3、提供同机制或同类别比较

候选药作用于JAK通路，可以选择相应JAK抑制剂作为同机制参照；候选药属于口服靶向小分子，也可以选择临床同类药物作为治疗类别参照。

此时比较重点还应包含暴露、给药频率、靶点覆盖和安全窗口。

4、建立模型最大药效范围

部分研究会使用强效阳性药确认模型能够达到多大改善幅度。

这种阳性药主要用于建立模型动态范围，不一定适合作为候选药临床定位的直接比较对象。

5、一个阳性药很难同时完成所有任务

模型敏感性验证、临床标准治疗、同机制比较和最大药效控制，可能需要不同药物和不同剂量。

方案设计前需要明确阳性药的主要任务，避免只因为“文献常用”便直接加入。

1、文献剂量对应特定模型和给药条件

同一种阳性药在不同品系、疾病阶段、制剂、途径和周期下，药效可能不同。

文献中的有效剂量不能脱离原研究条件直接复制。

2、阳性药剂量需要保留比较空间

阳性药如果把模型压到接近正常水平，候选药很难显示同等药效或联合增量。

特别是联合用药项目，背景药应形成稳定但不完全的药效。

3、阳性药剂量需要匹配研究目的

验证模型敏感性时，可以使用接近充分药效的剂量。

进行头对头比较时，更适合采用具有临床相关暴露或合理药效强度的剂量。

进行联合治疗时，阳性背景药通常需要采用部分有效剂量。

4、阳性药也需要确认暴露和耐受性

阳性药未起效，不一定代表模型失败。

还需要排查药物来源、配制、稳定性、给药操作、动物暴露和靶点作用。

如果阳性药导致明显体重下降或全身抑制，表面药效也需要谨慎解释。

1、低剂量用于识别最低有效范围

低剂量应接近预计能够产生初步靶点作用的水平，而不应低到完全缺少体内暴露。

2、中剂量用于覆盖主要目标暴露

中剂量通常围绕预计有效暴露或稳定PD设计，是观察主要药效的核心剂量。

3、高剂量用于评价充分靶点覆盖和药效平台

高剂量不应默认等于最高耐受剂量。

如果高剂量引起明显体重下降、摄食减少、活动抑制或器官损伤，疾病指标变化可能混入非特异性影响。

4、三个剂量的倍数关系应服务于暴露梯度

固定采用1∶2∶4或1∶3∶10并非必要。

需要结合PK线性、制剂能力、预期药效窗口和耐受性确定。

5、探索阶段不一定必须设置三个剂量

候选药资料很少时，可以先使用两个跨度较大的剂量完成概念验证和稀疏PK。

确认有效范围后，再开展正式低、中、高剂量研究。

反过来，关键剂量—效应研究只设置单一受试药剂量，通常难以支持最低有效剂量和药效平台判断。

1、卫星伴随组承担额外检测任务

药效研究中的卫星伴随组，是与主药效组接受相同或相近处理，但用于频繁采血、组织药代、PK/PD、阶段性取材、免疫原性、组织分布或其他破坏性检测的独立动物队列。

2、频繁操作可能影响主药效终点

多次采血、麻醉、影像、代谢笼、组织活检和阶段性取材，都可能影响动物体重、应激、免疫、行为和疾病进程。

将这些任务全部放在主药效动物中，可能使药效结果受到额外操作干扰。

3、终末取材无法由同一只动物重复完成

研究需要在给药后1小时、6小时、24小时和第7天分别检测靶组织药物浓度或PD时，每个终末时间点通常需要独立动物。

这些动物应设置在卫星队列中。

4、卫星组数据不能直接并入主药效组

主药效组与卫星组接受的采血、麻醉、取材和观察流程不同。

即使剂量相同，也不应在没有充分依据时把两组动物直接合并计算主要药效终点。

5、卫星组也需要对应对照

如果卫星组用于检测受试药PD，需要设置相应模型溶媒卫星动物。

如果需要判断正常基线，还可增加正常卫星对照。

不宜只设置受试药卫星组，却没有同时间点对照。

1、药效卫星组主要解决取样和机制问题

常见任务包括血浆PK、靶组织分布、受体占有、目标蛋白降解、下游信号、抗药抗体、早期机制时间点和终末组织取材。

这类卫星组的具体数量由采样设计和检测需求决定。

2、安评中的恢复期卫星组主要观察可逆性

在重复给药安全性或探索性毒理研究中，可以在对照组和高剂量组增加恢复动物。

主给药期结束后停止处理，继续观察一段恢复期，用于判断毒性变化是否可逆、持续或延迟出现。

3、两类组别不能混用概念

药效研究中的PK/PD卫星动物在给药期间被频繁采样或分时点处死。

恢复期卫星动物则需要完成给药，并在停药后继续存活和观察。

方案中应明确写出卫星组的具体任务，避免只写“设置卫星组”却没有说明用途。

4、普通药效实验不要求机械设置恢复组

只有当候选药需要评价停药维持、药效反弹、毒性恢复或延迟效应时，恢复期观察才具有明显价值。

1、受试药可能直接改变健康生理指标

例如，候选药会降低血糖、血压、体重、免疫活性或凝血功能。

在模型动物中，这些变化可能被解释为药效；在健康动物中则可能表现为过度药理作用。

2、模型病变可能掩盖药物不良反应

疾病动物的某些指标已经异常，候选药造成的进一步改变可能不容易识别。

增加正常动物高剂量给药组，有助于初步观察健康背景下的药理和耐受性。

3、项目计划开展药效与探索性安全性一体化评价

此时可以设置正常＋溶媒组及正常＋受试药高剂量组，比较一般状态、体重、生化和组织病理。

这种设计属于探索性安全观察，不能替代正式GLP或系统性non-GLP毒理研究。

4、正常给药组不需要每次正式药效都设置

如果候选药已有充分耐受性、PK和安全性资料，当前实验只聚焦疾病药效，正常给药组可以根据需要省略。

1、联合组不能缺少两个单药组

基础结构通常包括：

模型＋溶媒组；

模型＋背景药组；

模型＋受试药组；

模型＋背景药和受试药联合组。

缺少单药组，无法判断联合效应来自哪一个药物。

2、背景药剂量需要保留增量空间

背景药已经达到最大药效时，联合组很难显示进一步改善。

背景药通常应选择稳定部分有效剂量。

3、需要明确受试药未来的临床位置

受试药若计划作为背景治疗上的加用药，联合组是核心；受试药若计划替代现有治疗，头对头单药比较更重要。

4、序贯治疗需要增加时间维度

先用背景药控制疾病，再加入受试药，与两药同步开始所回答的问题不同。

方案应根据临床计划设计诱导、加用、维持或换药场景。

1、模型建立阶段

建议包括正常或假手术组、模型不处理组、模型溶媒组和阳性药组。

主要用于确认造模、溶媒影响和模型药理敏感性。

2、首轮概念验证阶段

可采用正常或假手术组、模型溶媒组、阳性药组和一至两个受试药剂量组。

如暴露资料不足，可增加稀疏PK卫星组。

3、正式剂量—效应阶段

通常包括正常或假手术组、模型溶媒组、阳性药组、受试药低中高剂量组，以及必要的PK/PD卫星组。

4、机制验证阶段

在药效分组基础上增加机制阻断、靶点缺失、细胞清除或回补组。

机制组数量容易迅速增加，建议围绕一个关键因果问题设计。

5、联合治疗阶段

保留模型溶媒、两个单药和联合组，必要时增加临床标准阳性参照和PK/PD卫星队列。

6、关键开发或确认阶段

需要进一步匹配目标患者阶段、临床背景治疗和主要终点。

组别未必更多，但每个组的作用应更接近开发决策。

1、主药效组依据主要终点计算

样本量应围绕预设主要终点、预计效应量、组内变异和统计方法确定。

不能因为流式、病理或分子检测需要多个样本，便简单将检测项目数量作为动物数依据。

2、卫星组依据采样设计确定

稀疏PK可以让不同动物承担不同时间点；连续微量采血则可能由同一只动物完成多个时间点。

终末组织分布和PD检测通常需要按时间点设置独立动物。

3、卫星组不一定与主药效组等量

卫星组的任务不同，动物数量也可以不同。

只有在需要与主药效组进行同等统计比较时，才需要按相应效应量设计样本量。

4、需要预留模型失败和非计划死亡

手术模型、自发模型和重症模型可能存在成模失败、死亡和未达到入组标准的情况。

备用动物应在造模和筛选阶段提前考虑，不能在正式随机后随意补入新动物。

1、模型动物需要根据基线分层随机

体重并不一定代表疾病严重程度。

应根据肿瘤体积、关节炎评分、UACR、血糖、心功能、神经评分或其他与主要终点相关的基线指标进行分层。

2、给药和结果评价应尽量盲法

关节炎评分、行为学、病理评分、影像分析和视野选择容易受到主观影响。

至少应使结果评价人员不知道分组信息。

3、笼位可能成为真正实验单位

同笼动物共享饲料、微环境和社会关系。

Pair-feeding、饮食模型、微生物相关研究及部分代谢实验中，笼可能比单只动物更接近实验单位。

4、批次效应需要在各组之间均衡

不同手术日期、造模批次、给药人员、检测板和取材顺序，都可能形成系统差异。

每个批次中应尽量包含各实验组，避免某一组全部集中在同一天或同一板完成。

5、排除标准应在实验前确定

成模失败、手术失败、给药错误、样本质量不合格和非模型相关疾病等情况，应提前规定处理原则。

不能根据最终药效方向决定是否删除动物。

1、正常组和假手术组混为一谈

手术相关影响没有被控制。

2、模型组完全不处理，受试药组每天反复给药

给药应激和操作差异进入药效结果。

3、模型对照组已经给予溶媒，又重复设置一个相同溶媒组

增加动物却没有增加解释力。

4、溶媒比例随受试药剂量变化

剂量效应与溶媒效应无法拆分。

5、空白载体与普通溶媒没有区分

纳米载体、病毒载体和递送系统自身效应被忽略。

6、阳性药只因为文献常用而设置

其临床位置和机制与候选药无关。

7、阳性药剂量过高

药效接近地板，压缩候选药和联合组的差异空间。

8、只有受试药联合组，没有两个单药组

无法解释联合效应来源。

9、把频繁采血动物直接纳入行为和体重主要终点

操作应激可能影响药效。

10、卫星组没有同时间点模型对照

PD和组织指标缺少基线。

11、卫星动物数据直接并入主药效组

两类动物的操作流程不同。

12、所有组动物数完全相同

卫星、终末时间点和主药效的统计任务不同，样本量不应机械一致。

13、正常动物高剂量组被当作正式安全性研究

探索性观察不能替代系统安评。

14、受试药不同剂量采用不同给药体积

给药负担成为额外变量。

15、只按体重随机

疾病基线仍可能严重失衡。

16、病理和行为评价没有盲法

主观终点容易产生观察偏倚。

17、备用动物在正式随机后随意补入

新加入动物与原组病程和处理时间不一致。

18、所有组都设置了，却没有预先定义核心比较

多重比较增加，主结论反而不清楚。

第一步，明确本次研究的核心开发问题。

需要确定项目是在验证模型、完成首轮药效、评价剂量—效应、比较阳性药、研究联合治疗、建立PK/PD，还是评价停药恢复。

第二步，确定健康参照方式。

非手术模型通常考虑正常对照；手术模型优先考虑假手术组；遗传模型则需要确定合适的同背景健康动物。

第三步，建立核心模型对照。

模型对照应接受与受试药组相同的溶媒、途径、频次、体积和操作。

第四步，评估是否需要额外溶媒或空白制剂组。

复杂溶媒、新辅料、局部递送、纳米载体及特殊制剂更需要独立验证。

第五步，明确阳性药任务。

模型验证、临床参照、同机制比较和最大药效控制需要不同选择。

第六步，确定受试药剂量结构。

根据已有PK、PD、耐受性和制剂资料，决定使用一个、两个还是低中高三个剂量。

第七步，判断是否需要卫星伴随组。

频繁采血、组织分布、终末PK/PD、免疫原性、阶段性病理和恢复期观察，应优先采用独立队列。

第八步，判断是否需要正常动物给药组。

仅在需要探索健康背景药理作用或初步耐受性时增加。

第九步，提前定义主要比较。

药效研究的主要比较通常是各受试药组与模型溶媒组；联合研究还需要比较联合组与各单药组。

第十步，完成随机、盲法、样本量和批次设计。

分组名称正确，只是方案设计的第一步。真正的数据质量还依赖执行和统计设计。

动物实验分组设计需要同时考虑候选药类型、制剂、给药途径、动物模型、疾病阶段、主要终点和后续开发目标。

博恩生物可根据项目现有资料，协助梳理正常对照、假手术、模型对照、溶媒对照、空白制剂、阳性药、受试药剂量、联合用药及卫星伴随队列的必要性。

在模型设计层面，可围绕肿瘤、代谢、肝肾疾病、炎症免疫、心脑血管、呼吸、神经、骨关节及其他适应症选择合适动物模型，并确定健康对照、假手术和模型入组方式。

在制剂和给药层面，可根据受试药溶解性、制剂组成、给药体积、给药途径和给药频率，评估模型组是否可以直接兼作溶媒对照，以及是否需要增加空白载体或局部操作对照。

在阳性药设计层面，可结合候选药的作用机制、目标产品定位和模型特点，确定阳性药用于模型验证、临床参照、同机制比较还是联合治疗背景，并合理选择剂量和周期。

在剂量设计层面，可根据体外药效、动物PK、靶组织暴露、PD和耐受性设置探索剂量或低中高剂量，避免剂量组只有名义倍数而缺少实际暴露梯度。

在卫星伴随研究方面，可开展单次及重复给药PK、靶组织分布、受体占有、目标蛋白降解、下游PD、免疫原性、阶段性取材和停药恢复观察，并根据采样任务设计独立动物队列。

在主药效实施方面，可开展分层随机、盲法评价、动物给药、行为与器官功能、血液生化、病理、流式、分子检测和统计分析，保证各组在基线、操作和检测条件上具有可比性。

对于已有初步方案的项目，博恩生物可先判断是否存在对照重复、关键对照缺失、阳性药错位、卫星组用途不清或主要比较不明确等问题，再结合项目预算和开发阶段进行精简或补充。

动物实验应该设置哪些组别，没有一套适用于所有项目的固定答案。

正常对照组提供健康基线，手术模型中的假手术组排除手术影响，模型对照组提供未经有效治疗的疾病进程，溶媒对照排除制剂和给药操作影响，阳性药组验证模型药理响应或提供临床参照，卫星伴随组则承担不适合由主药效动物完成的采血、组织分布、PK/PD和恢复期任务。

合理的分组设计，应当让每个组都回答一个清楚的问题。

最终需要判断的不是“常见组别有没有全部设置”，而是：

缺少这个组后，药效结果是否还存在另一种无法排除的解释？

如果答案是肯定的，这个组通常具有保留价值。

如果两个组处理完全相同，或者该组结果不会改变任何开发结论，就应重新评估其必要性。