实验动物的选择与准备

1、第八章 实验动物的选择和动物实验的准备主要内容n第一节 实验动物选择基本原则n第二节 生物医学研究的基本途径n第三节 实验动物的选择原则n第四节 选择实验动物应注意的问题n第五节 动物实验准备与描述n第六节 影响动物实验效果的动物实验效果 的动物实验技术环节因素 第一节 实验动物选择基本原则一、根据课题研究的目的、内容、水平，选用相匹配的标准化动物 一切动物实验都是为科学研究服务的，选择实验动物，首要的就是要根据研究的内容来选择实验动物。n二、必要的预试验有助于选择与本课题相适应的实验动物n动物预试验的作用在于n1.初步观察动物是否适宜于本项目的研究n2.熟悉动物的生物学特性及饲养管理n3.检

2、查与动物实验配套的实验条件、方法是否初步到位第二节 生物医学研究的基本途径n临床研究n实验室研究（动物实验）一、临床研究1、研究对象：病人2、目的：研究疾病的发生和发展过程，提高诊断水 平，改进治疗方法。3、特点：前瞻性研究，必须直接跟踪。必须有一种或多种处理。必须有对照组，使处理的效应与之对比。以人为对象，因此必须考虑对象的安全及某些伦理问题。二、实验室研究1、研究对象：实验动物、微生物及试管试验2、特点和优点：可以更严格地控制实验条件可以缩短研究周期可以最大限度地获取反映实验效果的样本和资料可以进行药物的长期疗效和远期效应的观察可以进行临床上难以做到或完成的实验二、临床研究和实验室研究比较

3、1、不同点研究对象不同实验对象的健康情况不同临床：不健康实验室：健康，并可排除各种病因的作用实验的具体要求（年龄、性别、体重）不同：动物可以达到而临床则不能实验条件的选择不同：实验室的温度、光线、饮食、活动范围等可以严格控制；而临床病人很难达到药物远期效应：动物可以不考虑，而病人则不行；动物可以长期进行，而病人则较难进行2、动物实验的优点在人体不便进行的研究可在动物身上进行：如增加痛苦或疾病在平时见不到的疾病可在动物身上复制出来：如急性放射病及烧伤和冻伤等动物实验符合多快好省，可以大大缩短研究周期：很多在自然条件下潜伏期或病程长的疾病（如肿瘤、肺心病），可以用动物复制相似疾病模型动物实验条件可

4、以严密控制3、动物实验的缺点动物机体结构和代谢特点和人有较大差异有些因素在动物身上不易观察：如头痛及其它精神因素（由于动物没有语言，不能表达主观察觉）实验动物往往在麻醉的情况下进行实验和观察的，与正常清醒情况有一定区别第三节 实验动物选择的原则n不同实验有不同的目的、要求，而各种动物又有各自的生物学特性和解剖生理特征，因而不能随便选一种动物进行某项实验研究。事实上，每项实验都有其最适合的实验动物，如果选择得当，则可节省人力、动物和时间，最大限度地获得可靠的实验结果。n绝大多数生物学与医学研究的最终目的是要为人类服务的。因此在实际可能的情况下，尽量选择那些生物学特征及解剖生理特点等与人类类似的实

5、验动物。一、相似性原则n一般来说，实验动物愈高等，进化程度愈高、其机能、代谢、结构愈复杂反应就愈接近人类，猴、拂拂、猩猩、长臂猿等灵长目动物是最近似于人类的理想动物。但实验动物中，并非仅灵长类动物在生物学特性、解剖生理特点等方面与人具有相似性。1.结构功能的相似性2.年龄的相似性 在以群体为对象的研究课题,有时要考虑到选择与人群基因型及表现型分布类型相似的动物类别。主要是一些封闭群动物，如：KM小鼠、Wistar大鼠、毕格犬等。人类封闭群动物群体分布相似3.群体分布的相似性4.生态或健康状况的相似性 在正常生命过程的研究中，找到与人类生态情况相似的替代模型非常重要。现有的不同微生物学质量级别的

6、普通动物、清洁动物、SPF动物、无菌及悉生动物分别代表着不同的微生态模式并具有不同特点,适用于不同研究目的。5.疾病特点的相似性 实验动物有许多自发或诱发性疾病能局部或全部地反映与人类类似的疾病过程及特点，可用于研究相关的人类疾病。 外科手术性的操作模型中或教学示教中，常选择体型较大的动物。6.操作实感的相似性n各种动物之间存在基因型、组织型、代谢型、易感性等方面的差别也是实验可比性内容，这种差异有时可作为研究课题所需的一种指标或特殊条件。尽量选用不同种系存在的某些特殊反应或刺激敏感的动物。 二、差异性原则 如：家兔颈部的交感神经、迷走神经、减压神经是分别存在、独立行走的，而猪、犬、猫等减压神

7、经并不单独行走，如果要观察减压神经对心脏的作用，选择家兔更合适。又如，免疫缺陷模型在组织排斥反应上的差异，使得同种异体移植或异种异体移植得以实现。 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。尽量选择那些结构功能简单而又反映研究指标特质的动物。三、 易化原则n 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。 n所谓“相容”或“匹配”是指所用动物的质量等级要与实验设计、技术条件、实验方法等条件相适应。n避免应用高精仪器、先进的技术方法、高纯度的试剂与低质量、非标准化、反应性能低的动物相匹配，或

8、利用低性能的测试手段、非标准化的实验设施与高质量、高反应性能的动物相匹配。四、相容或匹配原则n五、易获性原则 易获性是理想的实验动物条件之一。 虽然猫、狗、猪及灵长动物居于较高进化水平各有其研究价值，尤其是灵长类动物在许多方面有不可替代的优越性。然而这些大动物则往往由于其较长生殖周期，低繁殖率或产仔率等弱点而影响其易获性，因而亦影响其被选用，故通常不作首选。n重现性和均一性为实验结果质量品质所在。若实验结果不能再现或不稳定，则该结果的可靠性便成了问题。应选用标准化实验动物。六、重现性、均一性原则第四节 选择实验动物应注意的问题n年龄与体重n性别n生理及功能状态n健康状态n品系与等级 实验动物的

9、年龄不同，其生物学特性也不同。大多数实验都选择成年实验动物。慢性或长期毒性实验，大多选择体重较小的动物。而老年医学研究，则多选用老年实验动物（对应人60年的老年小鼠约为1.3年，老年大鼠约1.7年）。 同一实验，动物体重尽可能相近（20）。一、年龄与体重n二、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。 三、生理及功能状态n实验动物处于特殊的生理状态如怀孕、哺乳时，体重和某些生理生化指标有所不同。一般实验不宜采用。特定的实验，如为了阐明药物对妊娠及产前胎儿的影响时，就必须选用妊娠、哺乳期的实验动物（大、小

10、鼠最适合）。n动物所处的功能状态不同，影响对药物的反应。如动物在体温升高时对解热药敏感，而体温不高时不敏感等。四、健康状态n动物健康状况直接影响实验结果的正确与否。n要做好实验前的动物健康检查工作。n健康检查主要项目：眼睛：瞳孔是否清晰，有无分泌物，眼睑有无发炎。耳：是否有分泌物溢出，有无脓疮、血痂。鼻：有无喷嚏以及浆性粘膜分泌物流出。皮肤：有无创伤、疥癣、湿疹。胃肠道：有无呕吐、腹泻、肛门被毛是否清洁。神经系统：是否有震颤等五、品系与等级n品系和等级分别表示实验动物按遗传学控制和微生物控制的标准化条件。六、实验动物的选择和应用要注意有关国际规范和动物福利n国际上普遍要求动物实验达到实验室操作

11、规范（Good laboratory pracitice，GLP）和标准操作程序（Standard operating procedure，SOP）。n同时国际上广泛宣传3R原则。 减少Reduction、替代 Replacement 、优化Refinement 20 20世纪世纪6060年代的年代的“反应停反应停”事件事件 反应停（反应停（ThalidomideThalidomide）是西德一家制药公司）是西德一家制药公司5050年代末期年代末期生产的一种镇静催眠药，具有止吐作用。孕妇在怀孕一二生产的一种镇静催眠药，具有止吐作用。孕妇在怀孕一二个月时，往往会产生强烈的妊娠反应，服用这种药后，

12、能个月时，往往会产生强烈的妊娠反应，服用这种药后，能暂时减轻妊娠反应。暂时减轻妊娠反应。 1959-19621959-1962年，欧洲年，欧洲1919国和日本相继出生了国和日本相继出生了1200012000多名手脚多名手脚异常的畸形婴儿。这种婴儿手脚比正常人短，形状如海豹异常的畸形婴儿。这种婴儿手脚比正常人短，形状如海豹甚至根本没有手脚。伦兹博士对这种怪胎进行了调查，于甚至根本没有手脚。伦兹博士对这种怪胎进行了调查，于19611961年发表了年发表了“畸形的原因是催眠剂反应停畸形的原因是催眠剂反应停”的结论，使的结论，使人们大为震惊，并引起各国政府相关部门的高度重视。人们大为震惊，并引起各国政

13、府相关部门的高度重视。GLP及其由来碘胺胥剂事件碘胺胥剂事件n碘胺胥剂是一种消炎药，在上世纪的30年代在美国已是广泛使用，在1937-38年间，发现该药物造成肾脏功能的严重损害，发生尿毒症，导致约358人肾功能衰竭，107人死亡。二硝基酚事件二硝基酚事件n同样是在上世纪30年代的美国（35-37年），120多例使用加速脂肪代谢的减肥药二硝基酚的患者，发生白内障或骨髓抑制，9人死亡，经调查该药物能对视觉和骨骼系统造成极大损害，1937年在美国禁用。氯碘喹事件n氯碘喹是1933年上市用于治疗肠道感染的药物。在50年代末期，日本出现不少人患上急性脊髓神经炎，表现为双足麻木，刺痛无力、瘫痪失明，196

14、7年日本曾成立专门委员会对该病病因进行调查，至1971年查清，该病的发生与使用氯碘羟喹有关，当时在日本因服用此药而引发急性脊髓神经炎病患者高达11000多人，死亡数百人。GLP的目的 为了提高药品非临床安全性评价研究(即毒理学研究)的质量,确保实验资料的真实性、完整性和可靠性,最大程度排除由于偶然的误差带来的影响,尽早发现和改正这类错误,并在事后纠正和追究其原因。的基本精神在于怎样减少人为误差,以得到可信性高的实验数据,以保障人类用药安全。 第五节 动物实验准备与描述n动物实验的准备与管理n动物的购入n动物实验的描述一、动物实验的准备与管理n应根据实验目的、实验规模（实验动物数目）、动物实验周

15、期等来确定。n场所：应根据所计划所用的动物等级选择相应的标准动物实验室。n饲养动物的器具、器材，应在动物购入前准备好，笼盒及盖、饮水瓶在使用前应彻底清洗消毒，并检查是否完好、配套。还应准备好笼卡、记录本、垫料、饲料、台秤等必须物品。n饲养操作规程和实验室操作规程（SOP）进行管理。n动物尸体要按规定处理，不得随意丢弃。二、动物的购入n动物的订购n质量合格证n动物的运输：根据动物等级和路程远近n检疫室验收和检疫，隔离饲养。n动物分组：称重（在给食前称，固定时间）三、动物实验的描述n品种、品系的名称n微生物质量n来源n合格证号n性别n年龄n体重n数量n实验和饲养环境n动物实验处理方式第六节 影响动

16、物实验效果的动物实验技术环节因素n动物的选择n实验季节n昼夜过程n麻醉深度n手术技巧n实验药物n对照问题一、动物的选择二、实验季节n生物体的许多功能随季节产生规律性的变动。n目前已有大量的资料表明，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，发现入眠时间以春季最短，秋季最长，而睡眠时间则相反。n不同季节，动物机体的反应性有一定改变。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。在犬的实验中，在春夏两季照射后的死亡率比秋、冬高。小鼠的放射敏感性，在冬季个初夏显著升高，而初秋和夏季则降低。n因此，这种季节的波动在进行

17、跨季度的慢性实验时必须注意。三、昼夜过程n动物对照射的敏感性在昼夜间也有不同的变化。这种变化见于不同性别、种系和年龄的大、小鼠。四、麻醉深度n麻醉剂的种类、剂量和方法乙醚 吸入麻醉，时间短。戊巴比妥钠 1%，6ml/kg腹腔注射水合氯醛 10%，4.5ml/kg腹腔注射麻醉过深，动物处于深度抑制，甚至濒临死亡。麻醉过浅，会引起强烈的疼痛刺激，影响手术和实验。五、手术技巧n人为因素n操作技术的熟练程度n动物的抓取、固定、注射、手术等六、实验药物n给药途径、制剂和剂量的影响 如有的激素在肝脏内破坏，经口给药就会影响其效果。v 参考结构和作用相似的药物剂量作为应用剂量v 或者以小鼠中毒剂量或致死剂量的1/5或1/10作为应用剂量v 按等比关系设立至少3个剂量组进行动物实验v 考虑动物种属，年龄，给药途径调整给药剂量。药物剂量的换算人与动物及各类动物间药物剂量的换算v（1）按体表面积计算A=K(W2/3/10000)A：体表面积（m2）；W：体重(g);K：体表面积系数小鼠 大鼠 豚鼠 家兔 猫犬猴人K9.19.19.810.1 9.011.2 11.8 10.5例如：某药大鼠剂量为250mg/kg，问犬的给药剂量？ （假设一般实验大鼠0.2 kg，实验犬10 kg）算大鼠体表面积：A=0.031 m2 将mg/kg 剂量换算为mg/ m2剂量：（250m