专题三 实验动物的选择及常用实验动物

医学动物实验方法学Experimental Methodology on Medical Animal,医学动物实验中实验动物的选择常用的医学实验动物,医学动物实验中实验动物的选择,一、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,选用与人的机能、代谢、结构及疾病特点相似的实验动物,一般来说，实验动物愈高等，进化愈高，其机能、代谢、结构愈复杂，反应就愈接近人类，猴、狒狒、猩猩、长臂猿等灵长类动物是最近似于人类的理想动物。 但由于灵长类动物价昂难得又需特殊动物房和饲养，因此，在选择时不能盲日追求。,猕猴对人的痢疾杆菌和结核最易感，因此它是复制肠道杆菌病和结核病极好的动物；猕猴的生殖生理和人非常接近，月经周期和人一样约28天左右，是研究人类避孕药的理想动物；猕猴也是制造和鉴定脊髓灰白质炎疫苗的唯一实验动物犬具有发达的血液循环和神经系统以及基本上和人相似的消化过程，在毒理方面的反应和人比较接近，适于作实验外科学，营养学药理学、毒理学、生理学和行为等研究。,猫也具有发达的神经系统和循环系统，血管坚韧，血压稳定，适宜作神经和循环方面的研究。 猪的皮肤组织结构与人相似，上皮再生性、皮下脂肪层及烧伤后内分泌与代谢等也相似，选用小猪作烧伤实验研究是较理想的实验动物。,蛙的大脑不发达，不可作为高级神经活动的实验，但蛙的脊髓具有最简单的发射中枢，做神经反射弧实验，简单、直观、明确、容易分析。,选用遗传背景明确，具有已知菌丛和模型性状显著且隐定的动物,医学科研实验中的一个关键问题，就是怎样使动物实验的结果正确可靠，可重复，从而得出正确的结论。因此，要尽量选用经遗传学、微生物学、营养学、环境卫生学的控制而培育的标准化实验动物，才能排除实验动物因带细菌、带病毒、带寄生虫和潜在疾病对实验结果的影响；也才能排除实验动物因杂交，遗传上不均一，个体差异，反应不一致；才能便于把我们所获得的实验研究成果在国际间进行学术交流。,医学实验研究中一般应尽量不选用随意交配而繁殖饲养的杂种动物或在开放条件下繁殖饲养的带菌、带病毒和带寄生虫的普通动物。根据研究的目的要求，可选择采用遗传学控制方法培育出来的纯系动物或称近交系动物；突变系动物；封闭群动物；系统杂交动物即F1动物；或采用微生物控制方法而培育的无菌动物；已知菌动物或称悉生动物；无特定病原体动物。,表8-1供肿瘤研究用的纯系小鼠,表8-2实验研究用的纯系小鼠,许多突变品系动物具有与人类相似的疾病或缺损，如糖尿病伴肥胖症小鼠、自身免疫症小鼠、肌肉萎缩症小鼠、侏儒症小鼠、高血压大鼠、癫痫大鼠、骨骼硬化症小鼠、青光眼兔、脱鞘症小鼠、少趾症小鼠等具有实验模型性状显著且稳定的特征，是研究人类这些疾症的重要实验模型和动物材料。,无胸腺裸鼠：其胸腺先天性缺陷，T淋巴细胞缺损，缺乏免疫应答性，因此，可不发生免疫排斥反应，适于免疫生物学、免疫病理学、移植免疫、肿瘤免疫、病毒和细菌免疫等实验研究，它又是研究胸腺功能最适宜的天然动物模型。无菌动物、悉生动物和无特定病原体动物广泛应用于医学科学研究的各个领域。,选用解剖、生理特点符合实验目的的要求的动物,选用解剖生理特点符合实验目的要求的实验动物做实验，是保证实验成功的关键问题。很多实验动物具有某些独特解剖生理特点，为实验所要观察的器官或组织等提供了很多便利条件，如能适当使用，将减少实验准备方面的麻烦，降低操作的难度，使实验容易成功。,家兔颈部的交感神经、迷走神经和主动脉减压神经是独立行走的，而以马、牛、猪、狗、猫、蛙等其他动物的减压神经并不单独行走，而是行走于迷走交感N干或迷走神经中。因此，如要观察减压神经刺激对心脏等作用时，就必须选用家兔。一般实验动物均有胆囊，大鼠无胆囊，就不能用它来作胆囊功能的研究，而适合作胆管插管收集胆汁，进行消化功能的研究。,选择不同种系实验动物存在的某些特殊反应,家兔对体温变化十分灵敏，适于发热、解热和检查致热源等实验研究。小鼠和大鼠体温调节不稳定，就不宜选用 .鸽子、犬、猴和猫呕吐反应敏感，适作呕吐实验，家兔、豚鼠、牛和羊等草食动物呕吐反应不敏感，小鼠和大鼠无呕吐反应，就不宜适用。,家兔、鸡、鸽和猴食用高胆固醇高脂饲料一定时间后容易形成动脉粥样硬化病变，适于动脉粥样硬化实验研究，而小鼠、大鼠和狗就不容易形成动脉粥样硬化病变。豚鼠易于致敏，适于作过敏性实验研究。豚鼠有两种类型的变态反应抗体，即IgG和IgE，适于研究过敏性和速发型过敏反应。,尽量选用结构功能简单又能反映研究指标的动物,进化程度高或结构机能复杂的动物有时会给实验条件的控制和实验结果的获得带来难以预料的困难。应依据易化原则选择那些结构功能简单而又反映研究指标特质的动物。如一些模式生物，果蝇或线虫。例如：在遗传研究中，用寿命短、繁殖快的果蝇取得了丰硕的成果，而同样方法若改用 灵长目动物其难度是很难设想的。,选用与实验要求相适应的实验动物,年龄 实验动物的年龄不同，其生物学特性也不同。 体重 实验动物的体重与年龄有一定的相关性，在正常营养状态及饲养条件下，也可根据体重加以选择，发育正常、体重符合要求的实验动物。,性别 许多实验证明，同一品种（系）动物不同性别对许多外界刺激的反应不一致，对实验结果的影响不同。 一般来说，无特殊要求宜选用雌雄各半。 ,二、实验动物的选择和应用要注意有关国际规范和动物福利,遵守国际上普遍要求动物实验达到实验室操作规范（Good laboratory pracitice，GLP）和标准操作程序（Standard operating procedure，SOP）。遵守国际上广泛宣传的动物福利的指导准则即3R原则( Replacement-替代, Reduction-减少, Refinement-优化)。,动物福利的指导准则-“3R”原则,Replacement-替代：是指使用没有知觉的实验材料代替活体动物，或使用低等动物替代高等动物进行实验，并获得相同实验效果的科学方法。实验动物的替代物包括范围很广，所有能代替整体实验动物进行试验的化学物质、生物材料、动植物细胞、组织、器官，计算机模拟程序等都属于替代物，也包括低等动物植物（如细菌、蠕虫、昆虫等）。小动物替代大动物（如转基因小鼠替代猴，进行脊髓灰质炎减毒活疫苗的生物活性检测等），同时也包括方法和技术的替代（如用分子生物学方法，代替动物实验来鉴定致癌物活遗传毒性的遗传毒理学体外实验方法等）。,替代根据是否使用动物或动物组织，可分为相对性替代和绝对性替代。相对替代是用无痛方法处死动物，使用其细胞、组织或器官，进行体外试验研究，或利用低等动物替代高等动物的实验方法，而绝对替代则是在实验中完全不使用动物。,Reduction-减少：是指在动物实验时，使用较少量的动物获取同样多的实验数据或使用一定数量的动物能获得更多的实验数据的科学方法Reduction的目的不仅仅是降低成本，而是在用最少的动物达到所需要的目的，同时也是对动物的一种保护。,目前减少动物使用量常用的方法：充分利用已有的数据（包括以前已获得的实验结果及其他信息资源等）；实验方案的合理设计和实验数据的统计分析；替代方法的使用；动物的重复使用（这应根据实验要求和动物质量寿命来决定）；从遗传的角度考虑动物的选择；严格操作，提高试验的成功率；使用高质量的实验动物。,Refinement-优化：是指在必须使用动物进行有关实验时，要尽量减少非人道程序对动物的影响范围和程度，可通过改进和完善实验程序，避免减少或减轻给动物造成的疼痛和不安，或为动物提供适宜的生活条件，已保证动物的健康和康乐，保证动物实验结果可靠性和提高实验动物福利的科学方法,Refinement主要内容包括：实验方案设计和实验指标选定的优化，如选用合适的实验动物种类及品系、年龄、性别、规格、质量标准，采用适当的分组方法，选择科学、可靠的检测技术指标等；实验技术和实验条件的优化，如麻醉技术的采用，实验操作技术的掌握和熟练，实验环境的适宜等,三、常用的医学实验动物,小鼠,药物研究肿瘤学研究病毒、细菌、寄生虫病学研究遗传学和遗传学疾病研究计划生育研究内分泌疾病研究老年病学研究反应性实验研究,大 鼠,药物研究肿瘤学研究病毒、细菌、寄生虫病学研究计划生育研究内分泌疾病研究口腔医学研究营养代谢病研究心血管疾病研究老年病学研究行为学实验研究,豚 鼠,传染性研究药理学研究免疫学研究营养代谢研究内耳研究出血与血管通透性实验研究其他研究应用,新西兰兔,免疫学研究生殖生理和避孕药研究胆固醇代谢和动脉粥样硬化症的研究眼科的研究发热研究及热原实验心血管和肺心病研究微生物学、急性动物实验皮肤反应实验遗传