醫(yī)學(xué)動物實驗方法學(xué)

ExperimentalMethodologyonMedicalAnimal

緒論和有關(guān)實驗動物的基本知識實驗動物的標(biāo)準(zhǔn)化實驗動物的選擇方法及常用實驗動物醫(yī)學(xué)動物實驗的基本方法與技術(shù)人類疾病動物模型的建立影響醫(yī)學(xué)動物實驗結(jié)果的因素轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)和轉(zhuǎn)基因動物緒論實驗動物科學(xué)研究范圍和發(fā)展意義

實驗動物在生物醫(yī)學(xué)等各領(lǐng)域中的應(yīng)用國內(nèi)外實驗動物科學(xué)發(fā)展情況動物實驗在生物醫(yī)學(xué)發(fā)展中的作用實驗動物科學(xué)研究范圍

實實驗動物標(biāo)準(zhǔn)化（質(zhì)量控制）驗遺傳控制環(huán)境控制實動微生物控制營養(yǎng)控制驗物各種實驗動物特性和應(yīng)用動實驗動物的選擇物科動動物實驗基本技術(shù)和方法學(xué)物人類疾病動物模型實免疫缺陷動物動物胚胎工程驗轉(zhuǎn)基因動物及其它基因工程動物

實驗動物科學(xué)發(fā)展意義最終目的：就是要通過對動物本身生命現(xiàn)象的研究，進(jìn)而推用到人類，探索人類的生命奧秘，控制人類的疾病和衰老，延長人類的壽命。

生物醫(yī)學(xué)實驗研究的四個基本條件

Animal，Equipment，Information，Reagent，簡稱AEIR四要素這4個要素在整個實驗研究中具有同等重要的地位，不能忽略或偏廢。事實上，實驗動物質(zhì)量往往成為制約性要素，影響整個實驗的質(zhì)量和水平使用標(biāo)準(zhǔn)的實驗動物并在標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境條件下進(jìn)行實驗是保證醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究質(zhì)量的重要條件AnimalInformationReagentEquipmentAEIR實驗動物在生物醫(yī)學(xué)等各領(lǐng)域中的應(yīng)用生命科學(xué)方面：在對人的各種生理現(xiàn)象和病理機制及疾病的防治研究中，實驗動物是人的替難者，有人統(tǒng)計生物醫(yī)學(xué)的科研課題有百分六十以上需要用實驗動物，有許多課題的研究離開了實驗動物就寸步難行。制藥工業(yè)和化學(xué)工業(yè)方面：實驗動物也是醫(yī)藥工業(yè)上生產(chǎn)疫苗，診斷用血清，某些診斷用抗原，免疫血清等的重要材料，都是將菌毒種等接種于動物體內(nèi)而制成。例如從牛體制備牛痘苗，猴腎制備小兒麻痹癥疫苗，馬體制備白喉、破傷風(fēng)或氣性壞疽等血清，金黃地鼠腎制備乙腦和狂犬病疫苗，小鼠腦內(nèi)接種腦炎病毒后的腦組織制備血清學(xué)檢驗用的抗原等。畜牧科學(xué)方面農(nóng)業(yè)科學(xué)方面

輕工業(yè)科學(xué)方面：人們的吃穿用，包括食品、食品添加劑、皮毛及化學(xué)纖維、生物日常用品，特別是化學(xué)制品有害成份的影響，都要用實驗動物去試驗。國防和軍事科學(xué)方面：各種武器殺傷效果，化學(xué)、輻射、細(xì)菌、激光武器的效果和防護(hù)，以及在宇宙、航天科學(xué)試驗中，實驗動物都作為人類的替身而取得有價值的科學(xué)數(shù)據(jù)。

國內(nèi)外實驗動物科學(xué)發(fā)展概況

國外發(fā)展情況實驗動物科學(xué)組織機構(gòu)實驗動物工作法規(guī)國內(nèi)發(fā)展情況

實驗動物科學(xué)組織機構(gòu)：國家級和行業(yè)系統(tǒng)級

四個國家級實驗動物中心，即：天津?qū)嶒瀯游镅芯恐行?、北京實驗動物研究中心、上海實驗動物研究中心和云南靈長類實驗動物中心。屬于行業(yè)系統(tǒng)的實驗動物機構(gòu)有：中國科學(xué)院生物科學(xué)研究部門的動物中心，中國醫(yī)藥衛(wèi)生系統(tǒng)的動物中心，農(nóng)牧漁業(yè)系統(tǒng)的實驗動物研究及化工系統(tǒng)的動物中心。在這些行業(yè)系統(tǒng)中具有一定規(guī)模的是衛(wèi)生系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實驗動物中心

實驗動物工作法規(guī)實驗動物情報咨詢、圖書出版與信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

加強了實驗動物的科學(xué)教育與專業(yè)訓(xùn)練工作

實驗動物學(xué)術(shù)團(tuán)體并積極與國際實驗動物界開展了學(xué)術(shù)交流實驗動物儀器設(shè)備和工程的研究工作

制定并執(zhí)行有關(guān)實驗動物管理法規(guī)，保證實驗動物質(zhì)量

動物實驗在生物醫(yī)學(xué)發(fā)展中

的作用近代醫(yī)學(xué)發(fā)展與動物實驗的關(guān)系：有人把醫(yī)學(xué)的發(fā)展大體分為四個階段，玄學(xué)階段、經(jīng)驗醫(yī)學(xué)即描述醫(yī)學(xué)階段，實驗醫(yī)學(xué)階段和理論醫(yī)學(xué)階段。醫(yī)學(xué)上許多重大發(fā)現(xiàn)與動物實驗的關(guān)系：特別是醫(yī)學(xué)上幾個劃時代的成就，如傳染病病原發(fā)現(xiàn)，預(yù)防接種，抗生素，麻醉劑，人工循環(huán)，激素的使用，臟器移植，腫瘤的病毒病原和化學(xué)致癌物的發(fā)現(xiàn)等都離不開動物實驗。醫(yī)學(xué)科學(xué)研究與動物實驗的關(guān)系可以把很多人體上非常復(fù)雜的問題簡單化，可以進(jìn)行各種因素的細(xì)微探討，而這是臨床研究難于做到的。

臨床上很多疾病潛伏期或病程很長，研究周期也拖得很長，采用動物，復(fù)制動物疾病模型可以大大縮短其潛伏期或病程。臨床上平時不易遇到的疾病，應(yīng)用動物實驗可以隨時進(jìn)行研究，使人們得以對這些疾病有深入的認(rèn)識，例如放射病、毒氣中毒、烈性傳染病等。藥物的長期療效和遠(yuǎn)期效應(yīng)，在實驗室采用動物實驗方法來觀察，沒有過多的影響因素，但在臨床研究中問題就比較復(fù)雜，如病人多吃或少吃藥、病人自身停藥、病人另外求醫(yī)、病人又患其他疾病、病人死亡及病人失去聯(lián)系等均可影響治療效果的最終判定。醫(yī)學(xué)上有些重要概念的確立只有通過動物實驗才能作到，臨床上是根本作不到的

著名醫(yī)學(xué)科學(xué)家的重大發(fā)現(xiàn)與動物實驗的關(guān)系哈維（WilliamHarvery,1578～1657）英國醫(yī)生，實驗生理學(xué)的創(chuàng)始人之一。他采用狗、蛙、蛇、魚、蟹和其他動物進(jìn)行了一系列動物實驗，證實了動物體內(nèi)的血液循環(huán)現(xiàn)象。恩格斯對哈維的發(fā)現(xiàn)給予了高度的評價，曾說：“由于哈維發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)，而把生理學(xué)確定為一門科學(xué)。”科赫（RobertKoch,1843～1910）德國細(xì)菌學(xué)家。他采用牛、羊和其他動物作實驗，發(fā)現(xiàn)了結(jié)核桿菌并成功分離出炭疽桿菌、結(jié)核桿菌和霍亂桿菌，同時確證這些細(xì)菌與疾病的關(guān)系，提出了“科赫原則”，作為判斷某種微生物是否為某種疾病的病原的準(zhǔn)則，1905年獲諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎。巴斯德（LouisPasteur,1822～1895）法國微生物學(xué)家、化學(xué)家、近代微生物學(xué)的奠基人。他在病原微生物方面的研究，奠定了醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的基礎(chǔ)。

巴甫洛夫（1948～1936）俄國生理學(xué)家，他一生作了大量的動物實驗，在心臟生理、消化生理和高級神經(jīng)活動三個方面作出了重大貢獻(xiàn)，形成了條件反射的概念，從而開辟了高級神經(jīng)活動生理學(xué)研究，他的高級神經(jīng)活動學(xué)說對于醫(yī)學(xué)、心理學(xué)以及哲學(xué)等方面都有很大影響。1904年獲諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎。萊夫勒（FriedrichLoffler,1852～1915）德國細(xì)菌學(xué)家，在白喉研究的早期，證明了實驗動物因注射白喉桿菌而死亡時，細(xì)菌仍留在注射點的附近。他認(rèn)為動物死亡是由細(xì)菌的毒素所造成。并使抗血清用于治療（1890年VonBehring發(fā)現(xiàn)患白喉病愈后豚鼠的血清中含有某種物質(zhì)，可以保護(hù)其他豚鼠），從而開始了抗毒素治療的新的時代。

林格（SidneyRinger,1835～1910）英國內(nèi)科醫(yī)生、生理學(xué)家。Ringer′s液的發(fā)現(xiàn)者。這種溶液對實驗生理學(xué)的貢獻(xiàn)頗大單克隆抗體技術(shù)是由英國劍橋大學(xué)兩位科學(xué)家G.Kohler和C.Milstein于1975年發(fā)明的。單克隆抗體直接用于人類疾病的診斷、預(yù)防、治療以及發(fā)病機制的研究，特別是為人類惡性腫瘤的免疫診斷、免疫治療，開辟了更為廣闊的前景發(fā)現(xiàn)年份發(fā)現(xiàn)人所用動物血液循環(huán)1628哈維蛙、蛇、魚、蟹、其他醚麻醉1846瑪?shù)区B類、其他細(xì)菌與疾病的關(guān)系1878科赫牛、羊、其他細(xì)菌致弱用免疫1880巴斯德鳥類狂犬病免疫1885巴斯德鳥類、家兔蟲媒傳播疾病1898史密斯等牛蚊傳播瘧疾1898羅斯鳥類表1-1早年醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)年份發(fā)現(xiàn)人所有動物腫瘤的病毒病原1910洛斯雞胰島素1921班定狗休克治療1927博萊羅克狗抗細(xì)菌藥物（百浪多息）1935多麥克小鼠心肺旁道器1953葛明貓小兒麻痹癥疫苗1954索爾克恒河猴變性腦病的病毒病原1965格但斯克猩猩心臟移植1967伯納德狗表1-2現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究有關(guān)實驗動物的基本知識實驗動物的概念實驗動物遺傳學(xué)控制及分類實驗動物微生物學(xué)及寄生蟲學(xué)控制及分類實驗動物環(huán)境及設(shè)施控制實驗動物疾病控制實驗動物的概念具有穩(wěn)定且顯著的遺傳學(xué)背景微生物及寄生蟲得到嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)化了用于科學(xué)研究實驗動物的分類

隨著實驗動物的進(jìn)展,實驗動物的分類方法愈來愈細(xì),也更加科學(xué)化

按實際用途分類

實驗動物（Laboratoryanimals）經(jīng)濟(jì)動物（Economicalanimals）或稱家畜家禽

野生動物（Wildamimals）

觀賞動物（Exihibitinganimals）

按遺傳學(xué)控制原理分類

按遺傳學(xué)控制方法，根據(jù)基因純合的程度，把實驗動物分類為

近交系動物（Inbredstrainanimals）

突變系動物（Mutantstrainanimals）雜交群動物（Hybridanimals）

封閉群動物（Closedcolonyanimals）

近交系動物

（Inbredstrainanimals）

采用兄妹交配（B×S——brother×sister）或親子交配（P×O——parent×offspring，父母與子女交配），連續(xù)繁殖20代以上而培育出來的純品系動物。一般以小鼠為典型代表

代表動物：BALB/c、C57BL/6、DBA/2突變系動物

（Mutantstrainanimals）保持有特殊的突變基因的品系動物，也就是正常染色體的基因發(fā)生了變異的、具有各種遺傳缺陷的品系動物。

在小鼠和大鼠中，通過自然突變和人工定向突變，已培育出很多突變品系動物。雜交群動物

（Hybridanimals）兩個近交品系動物之間進(jìn)行有計劃交配所獲得的第一代動物。簡稱F1動物。一般只用子一代F1，有時也用子二代F2。例如由C57BL/6J和DBA/2小鼠交配后培育的第一代為DBF1或D-2B6F1，C57L/J和A/He交配后的第一代為LAF1。封閉群動物

（Closedcolonyanimals）封閉群：是指一個動物種群在五年以上不從外部引進(jìn)其他任何品種的新血緣，由同一血緣品種的動物進(jìn)行隨意交配，在固定場所保持繁殖的動物群。

代表動物：昆明種（ICR）小鼠、SD大鼠、Wistar大鼠，畢格犬，新西蘭兔，豚鼠等。實驗動物微生物學(xué)及寄生蟲學(xué)控制及分類

無菌動物（Germfreeanimals，GF）悉生動物（Cnotobiotesanimals，CN）無特定病原體動物（Speceficpathogen-freeanimals，SPF）清潔動物（Cleananimal,CL）

普通動物（Conventioalanimals）

無菌動物

（Germfreeanimals，GF）

是指機體內(nèi)外均無任何寄生物（微生物和寄生蟲）的動物。此種動物在自然界中并不存在，必須用人工的方法培育出來

在隔離器內(nèi)飼育隔離系統(tǒng)悉生動物

（Gnotobiotesanimals，GN）是指機體內(nèi)僅帶著已知微生物的動物。此種動物原是無菌動物，系人為的將指定微生物叢投給其體內(nèi)悉生動物一般分為單菌（Monoxenie）、雙菌（Dixenie）、三菌（Trixenie），或多菌（Polyxenie）動物。在隔離器內(nèi)飼育無特定病原體動物

（SPF）指機體內(nèi)無特定的微生物和寄生蟲存在的動物，簡稱SPF動物。但非特定的微生物和寄生蟲是允許存在的，故其實際上就是指無傳染病的健康動物。

在屏障系統(tǒng)中飼育屏障系統(tǒng)清潔動物（Cleananimal,CL）此類動物的微生物控制標(biāo)準(zhǔn)基本與SPF相同，不同之處為血清病毒抗體檢查（腦脊髓炎病毒、鼠肝炎病毒……）經(jīng)常可檢出一定滴度的抗體，但不允許出現(xiàn)臨床癥狀和臟器的病理變化和自然死亡。在屏障系統(tǒng)中飼育普通動物

（Conventioalanimals，CV）是未經(jīng)積極的微生物學(xué)控制，飼養(yǎng)在開放衛(wèi)生環(huán)境里的動物。墊料普遍地和食物不經(jīng)高壓消毒，飲水為自來水，不喂青飼料。鼠應(yīng)排除肺炎病毒，沙門氏菌和鏈球菌