动物实验设计

1、动物实验设计医学实验动物学提 纲第一节 医学动物实验课题设计的意义、原 则及要求第二节 实验动物选择的基本原则第三节 影响动物实验效果的因素第四节 如何控制影响动物实验效果的因素第五节 实验结果的综合分析实验设计（study design）是科研计划（protocol)中的 关键，影响着课题（project)的成败。实验设计是实 验过程的依据，是实验数据处理的前提，是提高科研 质量的重要保证。例：目的：某个假设依据：相关指南或法规、统计学要求实验材料（受试物、试验系统、仪器与试剂等）、实验方法、影响因素、实验误差、统计学方法等一、实验设计的意义 目的、需要 创新、先进 科学、重复 可行、经济

2、基本原则 提出假说、确定题目 安排实验、验证假说 数据处理、完成论文 科研工作基本程序适当的实验环境精确的仪器设备可靠的实验系统可靠而完整的实验记录 科学的设计和研究方案准确而可靠的研究结果合格的试验材料客观而完整的总结报告合理的设施正确的实验操作1、实验动物方面：种、系名称确切来源、遗传背景清晰微生物质量分级清楚合格证书饲育单位负责人体检状况及背景数据免疫情况要求2、动物试验方面：试验方案应包括：课题名称及研究目的试验单位名称及地址课题负责人和参加试验的人员及承担的工作。受试物和对照品的名称、批号、理化性质及生物特性。仪器与试剂溶媒及其它介质实验系统及选择理由。实验动物的种、系、数量、年龄、

3、性别、体重范围、来源和等级、识别方法、饲养管理的环境条件、饲料名称或代号。剂量设计依据。给药途径与方法、剂量、频率、用药期限。检测指标、检测方法及频率统计学方法研究计划日程表二、实验动物选择的基本原则相似性重复性可靠性适用性和可控性易行性和经济性1. 选用与人体功能、 结构、代谢和疾病特征相似的动物。 非人灵长类动物-进化程度最高，是最接近与人类的理想动物，如，猴、猩猩。 其他动物-虽进化程度低些，但可以达到实验目的，如：犬、猫、猪、鼠等。 实验动物选择的具体要求2.选用解剖、生理特点符合实验目的要求的实验动物、充 分利用不同品种品系实验动物存在的某些特殊反应。 发热、解热和热源实验-兔； 观

4、察药物对排卵的影响，进行避孕药研究-兔、猫； 动脉粥样硬化实验-兔、猪； 呕吐实验-猫、狗； 变态反应、Vc缺乏症研究-豚鼠； 同品种不同品系的动物存在有很多特殊的反应，应注意选择应用。实验动物选择的具体要求3.根据课题研究目的内容选用相匹配的标准化动物 标准化动物系指经遗传学、微生物学、环境及营养控制而繁育的动物。 微生物学、环境及营养的控制才能排除动物因携带影响实验结果的微生物、寄生虫及潜在疾病对结果准确性的影响。 遗传学的控制才能排除实验动物因杂交、遗传学污染而造成个体之间的差异，影响结果的可重复性。 其他特殊要求 实验动物选择的具体要求三、影响动物实验效果的因素自然因素（动物本身和环境

5、）动物实验技术因素实验误差因素动物本身的因素种属：哺乳动物是其共性，但解剖、生理和对各种因素的反应又各有不同。（反应性质的不同）品系：（反应强度的不同）年龄和体重：解剖、生理和反应性可随年龄不同有明显的变化。性别:敏感性不同生理状态：怀孕、哺乳、体温异常健康状况：潜在的感染： 环境因素和营养因素微气候温度湿度气流风速换气光照噪声动物因素理化因素臭气二氧化碳粉尘噪声照度消毒剂有毒物质生物因素人为因素：设施、饲养、管理环境因素微气候因素温度：20-25.湿度：与体热的调节有关，40-70%气流及风速：与体热的散发有关通风和换气：提供新鲜空气。10-20次/小时理化因素气体污染：氨、硫化氢、二氧化碳

6、空气洁净度：SPF级为10000级光照：可影响生理和行为活动，一般为150-300LUX，采用明、暗交替形式。噪音： 85dB可引起啮齿动物嗜酸性细胞减少、肾上腺重量增加、生育力减退等。（60dB以下） 清毒剂有毒物质动物实验设施环境指标（静态）居住因素：笼具：考虑动物的福利要求。垫料：无毒饮水 生物因素：微生物：动物饲养密度：过大造成温度升高引起的相互刺激可影响 试验结果，如受试药物的毒性可增加5倍。 营养因素蛋白质、脂肪、碳水化合物、粗纤维、矿物质、维生素、水环境因素动物实验技术因素动物选择（种属及数量）实验季节昼夜变化（体温、血糖、基础代谢率、内分泌），如0.4ml/kg 25%乙醇腹腔

7、注射给予小鼠，12时给药的死亡率为12%，20时的为60%。麻醉深度（过深可致深度抑制，过浅会引起强烈疼痛刺激）手术技巧减少刺激减少受伤减少出血 办法： 了解动物的特征，组织、器官的位置，神经、血管的走行特点等 实验误差人员素质质量监督实验设计实验记录环境控制实验仪器1、强化管理，加强从业人员的培训，提高职业责任心和 业务能力（动物饲养、环境控制和动物实验技能等）减少人为误差稳定环境因素提高动物本身因素2、保障动物饲养环境和营养符合相应的要求。 严格按照国家有关标准，结合具体实验要求，控制微气候、理化、微生物、居住、营养等因素，并准确、及时地作好记录。四、影响因素的控制职能：监督和评定研究机构

8、有关动物的计划、操作程 序和设施条件，以保证符合相关的法律和法规 要求。成员：包括具有动物研究经验的科技人员(动物中心、 基础医学院、药学院、公卫学院、生科院、医 院)、兽医、代表有关动物福利方面的公众利益 和生物伦理的非科技人员。动物管理和使用委员会（Institutional Animal Care and Use Commission. IACUC）申请使用动物的理由与目的对申请的动物种类和数量阐明理由，对申请的动物数量应尽可能按统计学方法阐述使用替代方法的可靠性参与实际操作的从业人员有足够的训练和经验特殊的饲养管理条件适当的镇静、镇痛和麻醉措施实验项目不必要的重复重大手术操作的实施意外

9、事件的判断原则和处理方式手术后的护理对动物实施安乐死或处置的方法从业人员工作环境的安全IACUC对动物管理和使用方案审核的内容影响因素的控制3.制定相应的管理制度和标准操作规程（SOP）并认真实施。 是保证取得满意结果的关键。 SOP包括了与实验动物和动物实验相关的所有操作 对每一操作均应作准确、及时的记录4.科学的实验设计5.有效的质量保证体系。Whowhenwhatwhere 屏障环境动物实验室建设的意义 屏障环境动物实验室的管理责任 屏障环境动物实验室工作人员职责 屏障环境动物实验室人员进出的标准操作规程 屏障环境动物实验室物品进出的标准操作规程 屏障环境动物实验室动物进出的标准操作规程

10、 使用屏障环境动物实验室的标准操作规程 屏障环境动物实验室实验动物购买的标准操作规程 屏障环境动物实验室实验动物接收和检疫的标准操作规程 屏障环境动物实验室实验动物饲料、饮水、垫料管理的标准操作规程 屏障环境动物实验室实验动物抓取和保定的标准操作规程 屏障环境动物实验室实验动物逃脱处理的标准操作规程 屏障环境动物实验室实验动物死亡和伤病处理的标准操作规程 高压蒸汽灭菌器使用与维护的标准操作规程 屏障环境动物实验室传递窗使用与维护的标准操作规程 屏障环境动物实验室渡槽使用与维护的标准操作规程 SPF动物室标准操作规程分析目的各组间的数据差异是否有统计学意义。差异的生物学意义与统计学意义的关系：

11、没有统计学意义不等于没有生物学意义； 有统计学意义也不等于有生物学意义；分析原则综合分析，注意系统性和关联性。分析步骤 分析计数和计量资料，数据属于正态分布，用t检验或方差分析；数据是非正态分布，应用非参数统计分析Ridit或秩和检验 （如半定量的计分数据）五、实验结果的综合分析（计数和计量资料）统计学家：往往强调P值，不考虑实际情况；临床医生：更多考虑临床的实际意义；动物实验研究者：应将二者结合起来考虑，才是客 观、可信、可靠的结论。 具体分析方法分析受试动物流行病学的背景资料动物饲养条件、实验人员的责任心等等，有必要结合参考；考虑文献资料和所在实验室正常值范围不同时间点检测数据的波动情况；自己实验室的(data background)正常范围值；注意别将动物结果不加分析地外推到人分析受试动物流行病学的背景资料动物饲养条件、