醫(yī)藥行業(yè)是一個高度注重標(biāo)準(zhǔn)、高度注重量化分析的行業(yè)，無論是早期的臨床前試驗(yàn)，還是后期的工藝研發(fā)，都會涉及到大量的統(tǒng)計(jì)研究指標(biāo)及其統(tǒng)計(jì)分析方法。

舉例來說，半數(shù)反應(yīng)數(shù)是一個藥品研究或質(zhì)量評價中經(jīng)常使用的概念，主要用來預(yù)測藥物的療效或毒性，具體是指在單次或一定時間內(nèi)多次給予藥品后，在一定時間內(nèi)使一般動物產(chǎn)生藥效反應(yīng)或死亡的劑量。常見的指標(biāo)有半數(shù)有效量(50% Effective Dose，ED50)、半數(shù)致死量(50% Lethal Dose，LD50)、治療指數(shù)(50% Therapeutic Index，TI)等。

以其中的ED50為例，其測定方法可分為兩大類：序貫實(shí)驗(yàn)法和分組實(shí)驗(yàn)法。序貫實(shí)驗(yàn)法的優(yōu)點(diǎn)是所用的動物少，但只能應(yīng)用與作用出現(xiàn)快的藥物。相比之下，分組實(shí)驗(yàn)法的適用性強(qiáng)很多，一般情況下用得也更多一些。

如果以效應(yīng)強(qiáng)弱為縱坐標(biāo)、藥物劑量為橫坐標(biāo)作圖，則可以得到一條先陡后平的上升曲線(如圖一所示)，這條曲線反映出藥理效應(yīng)與藥物劑量的密切關(guān)系，這種關(guān)系也被稱為劑量-效應(yīng)關(guān)系(Dose-Effect relationship)。從數(shù)學(xué)上看，它的對應(yīng)公式是一個Logistic四參數(shù)模型，即： 。

其中，ED50就是確定這條曲線的重要參數(shù)之一，它是指在反應(yīng)中指引起50%最大反應(yīng)強(qiáng)度的藥量，在反應(yīng)中指引起50%實(shí)驗(yàn)對象出現(xiàn)陽性 反應(yīng)時的藥量。這個技術(shù)參數(shù)尤為重要，在我們對藥物的價值做出最終的科學(xué)評價時有著舉足輕重的作用。

計(jì)算ED50的方法有不下20種，如寇式法、移動平均法、簡化概率單位法、Reed Muench法、非線性擬合法等。一般而言，運(yùn)用的統(tǒng)計(jì)分析方法越先進(jìn)、越嚴(yán)謹(jǐn)，預(yù)測的準(zhǔn)確性越強(qiáng)，但同時計(jì)算過程也會顯得越繁瑣，解釋性也越差。所幸的是，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這些問題在專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析軟件JMP的協(xié)助下都已經(jīng)迎刃而解了。

ED50的應(yīng)用方向至少有三類：

1.單一藥物關(guān)鍵參數(shù)的精確計(jì)算

圖二就是基于一種新藥物的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得的實(shí)際量效曲線的模型，從中可以清楚地看到我們關(guān)心的ED50約等于5.118。更重要的是，還可以通過交互式的方式展現(xiàn)整個模型。比如調(diào)節(jié)圖形下方任意一個參數(shù)的滑動條，上方的量效曲線會動態(tài)地表現(xiàn)出對應(yīng)的變化效果，以此幫助我們加深對量效曲線模型中各個參數(shù)的理解。

2.兩種不同藥物的量化比較

圖三顯示的是在獲取量效曲線模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步比較新舊兩種藥物的ED50是否近似相等。從圖文并茂的分析報(bào)告中，我們不難發(fā)現(xiàn)這兩種藥物不僅在ED50參數(shù)上有顯著不同，在其他參數(shù)上也存在顯著差異。因此，有必要用復(fù)雜一些的完全模型(Full Model)來替代簡化的平行模型(Parallel Model)表達(dá)這兩種藥物，同時從F檢驗(yàn)和卡方檢驗(yàn)的結(jié)果來看：新藥物的量效反應(yīng)與舊藥物的相比有顯著不同。

3.多種不同藥物的科學(xué)分類

圖四所示的報(bào)告是一種更為復(fù)雜的應(yīng)用：在計(jì)算了25種藥物的ED50等若干關(guān)鍵參數(shù)后，結(jié)合聚類分析技術(shù)將這些藥物分為5大類。與其他類別相比，每一類都有一些明顯的參數(shù)特征，其整體模型也會表現(xiàn)出顯著的不同。我們由此可以對不同藥物的異同特性產(chǎn)生更深刻的認(rèn)識?？傊?，現(xiàn)代藥學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析既強(qiáng)調(diào)權(quán)威性、規(guī)范性，又要求易用性、直觀性，有了JMP軟件的鼎力相助，必然會使我們的相關(guān)工作事半功倍。