专题六影响医学动物实验结果的因素.ppt

医学动物实验方法学experimentalmethodologyonmedicalanimal,医学实验动物课题的设计及影响其效果的因素,医学动物实验课题设计的基本原则生物医学研究的基本途径医学科学研究中实验动物选择的基本原则影响动物实验效果的动物因素影响动物实验效果的动物饲养环境因素和营养因素影响动物实验效果动物实验技术环节因素,医学科学研究中对实验动物和动物实验的有关要求,医学科研动物应当具备的资料药物非临床研究的实验方案内容撰写医学论文有关实验动物与动物实验应有内容,医学科研动物应当具备的资料,品种、品系及亚系的确切名称遗传背景或其来源微生物检测状况合格证书饲育单位负责人签名,药物非临床研究的实验方案内容,研究专题名称和目的研究机构的名称和地址专题负责人姓名供试品和对照品的名称、缩写名、代号实验及选择理由实验动物的种、系、数量、年龄、体重范围、来源实验动物的识别方法实验的环境条件饲料名称或代号实验用的溶剂、乳化剂以及其他介质,品种、品系的名称微生物质量来源合格证号性别,年龄体重数量实验和饲养环境动物实验处理方式,撰写医学论文有关实验动物与动物实验应有内容,生物医学研究的基本途径,医学研究的主要任务是预防与治疗人类的疾病，保障人民健康。它是通过临床研究和实验研究两个基本途径来实现的，而不论临床研究还是实验室研究均离不开使用实验动物。特别是医学科学从“经验医学”发展到“实验医学”阶段，动物实验就显得更加重要。实验医学的主要特点是不仅对正常人体或病人（在不损害病人的前提下），而且利用实验室条件，进行包括试管内、动物离体器官、组织、细胞，尤其是整体动物的实验研究。临床研究实验室研究临床研究与实验室研究的比较,临床研究,研究的对象是病人，目的是研究人的疾病发生和发展过程，提高诊断水平、改进治疗方法。特点：前瞻性研究必须有一种或多种处理对照研究安全和伦理学问题,实验室研究特点,可更严格地控制实验条件可缩短研究周期可最大限度地获取反映实验效应的样本和资料可进行药物的长期疗效和远期疗效的观察可进行一些临床上根本做不到的实验,可更严格地控制实验条件,虽然在临床试验中也可能对试验条件加以控制，但由于人的高度复杂性，多数情况下难以严格控制，有的甚至连设置对照组都会遇到很大阻力，给试验的进行和对结果的分析带来很多困难。但是在动物实验中，受试对象和整个实验进程都处于实验者的完全控制下，可以把很多人体上非常复杂的问题简单化，可以进行各种因素的细微探讨。这是临床研究难于做到的。,可缩短研究周期,临床上很多疾病潜伏期或病程很长，研究周期也拖得很长，采用动物复制疾病模型可以大大缩短其潜伏期或病程。尤其是那些在人体上不便进行的研究，完全可以在实验动物身上进行。从而有力地推动了人类疾病的病因学、发病学以及防治方法的研究。,可最大限度地获取反映实验效应的样本和资料,在临床试验中，从受试对象取得反映实验效应的资料，往往要受一系列限制，例如对象拒绝提供、可能损害健康等等。但在动物实验中，通过种种安排，几乎可以不受限制地获得资料，而所有这些资料对于机理分析是至关重要的。临床上平时不易遇到的疾病，应用动物实验可以随时进行研究。使人们得以对这些疾病进行深入的研究，例如放射病、毒气中毒、烈性传染病等。,可进行药物的长期疗效和远期疗效的观察,药物的长期疗效和远期效应，在实验室采用动物实验方法来观察，没有太大问题，但在临床研究中问题就比较复杂，如病人多吃或少吃药、病人自动停药、病人另外求医、病人又患其他疾病，病人死亡以及病人失去联系等均可使治疗的最终效果很难判定。,可以进行一些临床上根本作不到的实验,医学上有些重要的概念确立只有通过动物实验才能作到，临床上是根本作不到的。例如，关于神经与内分泌的关系早就引起了人们的注意，早在30年代临床上就观察到下丘脑损伤可引起生殖、代谢的紊乱，尸体解剖与动物实验都强烈地提示下丘视脑可能通过分泌某些激素调节垂体前叶的功能从而控制许多内分泌器官的功能，如果这一现象能得到肯定，神经体液调节的概念将得到决定性的支持，但是化费了40年人们却无法找到下丘脑调节垂体的物质。直到70年代两组科学家分别用10多万个羊和猪的下丘脑提取出几毫克下丘脑的释放激素，而仅需几微克这类激素就可导致垂体分泌大量激素，才最后确定了下丘脑对垂体的激素调节的新概念，由于下丘脑释放激素的分离、合成，为神经内分泌调节的概念提供了有力的证据并改变了许多内分泌疾病诊断与治疗的方法，因而这个工作获得诺贝尔奖金。,临床研究与实验室研究的比较,临床研究与实验室研究的不同点研究对象不同实验对象的健康状况不同实验的具体要求不同实验条件的选择不同关于药物的远期效应药物的长期效果观察,临床研究与实验室研究的比较,动物实验的优点在人体不便进行的研究平时见不到的疾病可在动物身上复制出来可根据需要观察疾病的全过程实验条件可严格控制、进行严格对照大大的缩短研究周期,医学科学研究中实验动物选择的基本原则,尽量选用与人体结构、功能、代谢及疾病特征相似的动物尽量选用标准化的实验动物尽量选用解剖、生理特点符合实验目的要求的动物尽量选择和充分利用不同品系实验动物存在的某些特殊反应尽量选用对刺激敏感、反应明显的动物尽量选用结构功能简单又能反映研究指标的动物,影响动物实验效果的动物因素,要想获得正确可靠的动物实验结果，就必须了解影响动物实验效果的各种因素，排除各种影响实验结果的干扰因素种属种系年龄和体重性别生理状态健康情况潜在感染,种属,不同种属的动物，在解剖、生理特征和对各种因素的反应上，各有个性在不同种属动物身上作的实验结果有较大差异。由于不同种属动物的药物代谢动力学不同，对药物反应性也不同，所以药效就不同不同种属动物对药物的反应也有差异，大鼠、小鼠、豚鼠和兔对催吐药不产生呕吐反应，在猫、犬和人则容易产生呕吐。不同种属动物的基础代谢率相差很大。常用的实验动物中以小鼠的基础代谢最高，鸽、豚鼠、大鼠次之，猪、牛最低。,种系,同一种属不同种系动物，对同一刺激的反应有很大差异。如balb/c小鼠对放射线极敏感；而c57br/cdjn小鼠放射线却具有抗力。dba/2小鼠100%的可发生听源性癫痫发作；而c57bl小鼠根本不出现这种反应。,年龄和体重,年龄是一个重要的生物量，动物的解剖生理特征和反应性随年龄而有明显的变化。一般情况幼年动物比成年动物为敏感。一般动物实验设计应选成年动物进行实验慢性实验可选择年幼、体重较小的动物作实验制备糖尿病模型和进行一些老年医学的研究应选用老年动物,实验动物年龄与体重一般是呈正比关系的，小鼠和大鼠常根据体重来推算其年龄。,成年动物的年龄、体重和寿命比较,哺乳动物机体功能状态与体重的关系,性别,许多实验证明，不同性别动物对同一药物的敏感性差异较大，对各种刺激的反应也不尽一致，雌性动物性周期不同阶段和怀孕、授乳时的机体反应性有较大的改变，因此，科研工作中一般优先选雌性动物或雌雄各半做实验。除对动物实验结果不受影响的实验或一定要选用雄性动物的实验例外。,生理状态,动物的生理状态如怀孕、授乳时，其对外界环境因素作用的反应性常较不怀孕、不授乳的动物有较大差异。因此，在一般实验研究中不宜采用这种动物。但当为了某种特定的实验目的，如为了阐明药物对妊娠及后裔在胎内、产后的影响时，就必须选用这类动物（为了这种实验目的，大白鼠及小白鼠是最合用的实验动物）。又如动物所处的功能状态不同也常影响对药物的反应，动物在体温升高的情况下对解热药比较敏感，而体温不高时对解热药就不敏感；血压高时对降压药比较敏感，而在血压低时对降压药敏感性就差，反而可能对升药比较敏感。,健康情况,一般情况下健康动物对药物的耐受量比有病的动物要大，所以有病动物比较易于中毒死亡。动物潜在性感染，对实验结果的影响也很大健康动物对各种刺激的耐受性一般比不健康、有病的动物要大，实验结果稳定，因此一定要选用健康动物进行实验，患有疾病或处于衰竭、饥饿、寒冷、炎热等条件下的动物，均会影响实验结果，选用的动物应没有该动物所特有的疾病,影响动物实验效果的环境因素和营养因素,影响动物实验效果的环境因素各种环境因素对动物实验效果的影响,环境因素包括：气候因素（温度、湿度、气流、风速）理化因素（换气、粉尘、臭味、噪音、照明）居住条件（笼具、垫料、房舍）营养因素（饲料、水）同种和异种动物之间的关系,1、影响动物健康生长发育、生理生化指标、免疫功能等等。2、有些药物掺入饲料给予动物，饲料的营养情况对药物的实验结果有影响。3、对专门进行营养学研究的影响。,营养因素对动物实验结果的影响,实验动物营养监测饲料中蛋白质、脂肪、钙、磷、氨基酸、维生素等各类营养物质含量应符合各种实验动物品种品系的生理需要，含有的有害物质及污染物质不能超过最大安全限量标准。清洁级及清洁以上级动物的饲料应作灭菌处理。,影响动物实验效果动物实验技术环节因素,动物选择实验季节昼夜过程麻醉深度手术技巧实验药物对照问题,动物选择,选择好适合研究需要的实验动物是获得正确实验结果和实验成功的重要环节。应按照不同实验的要求选择合适的动物。,实验季节,生物体的许多功能随着季节产生规律性的变动。动物对化学物作用的反应也受到季节的影响。例如在春、夏、秋、冬分别给10只大鼠注入一定量的巴比妥纳，发现入睡时间以春季最短。秋季最长，而睡眠时间则相反，春季最长，秋季最短不同实验季节，动物的机体反应性有一定改变。如不同季节对辐射效应有影响。家兔的放射敏感性在春夏两季升高，秋冬两季降低。,大鼠对巴比妥纳反应的季节变动,昼夜过程,机体的有些功能还有昼夜规律性变动。例如有人给小鼠皮下重复注入40%的四氯化碳溶液0.2ml后，在同一天不同的时间将动物处死，观察肝细胞的有丝分裂动态，以了解肝细胞变性的修复情况。动物对照射的敏感性在昼夜间有不同的变化，这种变化见于不同性别、种系和年龄的小鼠和大鼠。,小鼠肝细胞有丝分裂系数（）的昼夜变动,麻醉深度,麻醉深度的控制是顺利完成实验获得正确实验结果的保证。如果麻醉过深，动物处于深度抑制，甚至濒死状态，动物各种正常反应受到抑制，那是不会做出可靠的实验结果的。麻醉过浅，在动物身上进行手术或实验，将会引起强烈的疼痛刺激，使动物全身，特别是呼吸，循环功能发生改变，消化功能也会发生改变，给实验结果带来了难以分析的误差,手术技巧,动物实验中除了要注意选择合适的实验动物，用的试剂要纯，仪器要灵敏，方法要准确外，还必须注意手术技巧，即操作技术的熟练。手术熟练可以减少对动物的刺激，动物受的创伤、出血等就少，将会提高实验成功率和实验结果的正确性。要达到动物手术操作熟练，必须要了解各种动物的特征，组织、器官的位置，神经、血管的走行特点，通过在动物身上反复实践，即可达到熟中生巧、操作自如。,实验药物,动物实验中常常需要给动物体内注入各种药物从观察其作用和变化。因此给药的途径、制剂和剂量是影响实验中很重要的问题在动物实验中常遇到的问题是动物和人的剂量换算。若按体重把人的用量换算给动物则剂量太小，做实验常得出无效的结论，或按动物体重换算给人则剂量太大。动物和人用药剂量的换算以体表面积计算比以体重换算好一些。,对照问题,一般对照的原则是“齐同对比”。对照方法：空白对照、实验对照、有效（或标准）对照、配对对照、组间对照、历史对照以及正常值对照等。,微生物控制对科研实验结果影响的比较gfspfclcv传染病无无无未知寄生虫无无无未知试验结果明确明确明确有疑问用动物数少少较少多或大量统计价值很好可能好较好不准确长期实验好好可能好困难死亡率很少少较少高长期实验成活率100%90%80%40%实验标准设计可能可能可能不可能结果讨论价值很高高较高有疑问,总之，使用无菌动物、悉生动物、及spf动物和清洁级动物，由于有明确的微生物背景和可控的饲育环境，可大大提高动物实验的重复性和准确性，因而得到广泛的应用。,附1实验动物管理条例第一章总则第一条为了加强实验动物的管理工作，保证实验动物质量，适应科学研究、经济建设和社会发展的需要，制定本条例。第二条本条例所称实验动物，是指经人工饲育，对其携带的微生物实行控制，遗传背景明确或者来源清楚的，用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。第三条本条例适用于从事实验动物的研究、保种、饲育、供应、应用、管理和监督和单位和个人。第四条实验动物的管理，应当遵循统一规划、合理分工，有利于促进实验动物科学研究和应用的原则。,第五条国家科学技术委员会主管全国实验动物工作。省、自治区、直辖市科学技术委员会主管本地区的实验动物工作。国务院各有关部门负责管理本部门的实验动物工作。第六条国家实行实验动物的质量监督和质量合格认证制度。具体办法由国家科学技术委员会另行制定。第七条实验动物遗传学、微生物学、营养学和饲育环境等方面的国家标准由国家技术监督局制定。,第二章实验动物的饲育管理第八条从事实验动物饲育工作的单位，必须根据遗传学、微生物学、营养学和饲育环境方面的标准，定期对实验动物进行质量监测。各项作业过程和监测数据应有完整、准确的记录，并建立统计报告制度。第九条实验动物的饲育室、实验室应设在不同区域，并进行严格隔离。实验动物饲育室、实验室要有科学的管理制度和操作规程。第十条实验动物的保种、饲育应采用国内或国外认可的品种、品系，并持有效的合格证书。第十一条实验动物必须按照不同来源，不同品种、品系和不同的实验目的，分开饲养。,第十二条实验动物分为四级：一级，普通动物；二级，清洁动物；三级，无特定病原体动物；四级；无菌动物。第十三条实验动物必须饲喂质量合格的全价饲料。霉烂、变质、虫蛀、污染的饲料，不得用于饲喂实验动物。直接用作饲料的蔬莱、水果等，要经过清洗消毒，并保持新鲜。第十四条一级实验动物的饮水，应当符合城市生活饮水的卫生标准。二、三、四级实验动物的饮水，应当符合城市生活饮水的卫生标准并经灭菌处理。第十五条实验动物的垫料应当按照不同等级实验动物的需要，进行相应处理，达到清洁、干燥、吸水、无毒、无虫、无感染源、无污染。,第三章实验动物的检疫和传染病控制第十六条对引入的实验动物，必须进行隔离检疫。为补充种源或开发新品种而捕捉的野生动物，必须在当地进行隔离检疫，并取得动物检疫部门出具的证明。野生动物运抵实验动物处所，需经再次检疫，方可进入实验动物饲育室。第十七条对必须进行预防接种的实验动物，应当根据实验要求或者按照家畜家禽防疫条例的有关规定，进行预防接种，但用作生物制品原料的实验动物除外。第十八条实验动物患病死亡的，应当及时查明原因，妥善处理，并记录在案。实验动物患有传染性疾病的，必须立即视情况分别予以销毁或者隔离治疗。对可能被传染的实验动物，进行紧急预防接种，对饲育室内外可能被污染的区域采取严格消毒措施，并报告上实验动物管理部门和当地动物检疫、卫生防疫单位，采取紧急预防措施，防止疫病蔓延。,第四章实验动物的应用第十九条应用实验动物应当根据不同的实验目的，选用相应的合格实验动物。申报科研课题和鉴定科研成果，应当把应用合格实验动物作为基本条件。应用不合格实验动物取得的检定或者安全评价结果无效，所生产的制品不得使用。第二十条供应用的实验动物应当具备下列完整的资料。（一）品种、品系及亚系的确切名称；（二）遗传背景或其来源；（三）微生物检测状况；（四）合格证书；（五）饲育单位负责人签名。无上述资料的实验动物不得应用。第二十一条实验动物的运输工作应当有专人负责。实验动物的装运工具应当安全、可靠。不得将不同品种、品系或者不同等级的实验动物混合装运。,第五章实验动物的进口与出口管理第二十二条从国外进口作为原种的实验动物，应附有饲育单位负责人签发的品系和亚系名称以及遗传和微生物状况等资料。无上述资料的实验动物不得进口和应