实验动物的选择和应用公开课课件

第八章实验动物的选择和应用第一节实验动物的选择原则第二节部分学科实验动物的选择和应用第一节实验动物的选择原则一、根据与人的相似性选择动物（一）选用在整体上与人在结构、功能、及进化程度相似的实验动物灵长类病原微生物的感染谱猕猴的生殖生理生物药品的长期毒性试验（二）选用在某些系统、器官的结构、功能与人相似的实验动物犬的血液循环、神经系统猪的皮肤结构、心血管系统蛙的反射弧实验小鼠的基因功能动物种类与人相似性强中弱-无合计猴1215431犬5121431大鼠1131731猴、犬、大鼠与人在药物代谢方面的相似性二、根据解剖和生理学特点选用实验动物（一）解剖特点

兔的胸腔结构兔的减压神经犬和兔的甲状旁腺大鼠无胆囊（二）生理特点犬的红绿色盲兔对致热原十分敏感犬和猫对呕吐反应敏感豚鼠易于致敏致敏比较：豚鼠>兔>犬>小鼠>猫>青蛙豚鼠对维生素C缺乏敏感家兔对射线十分敏感三、选用标准化合格的实验动物

野生动物：不易获得年龄、体重一致的一批动物遗传背景不清健康状况有差异机体反应性不一致标准化实验动物排除细菌、病毒、寄生虫和潜在疾病的影响排除环境因素的影响减少实验误差，提高结果的科学性和准确性能得到国际上的承认实验动物种类最长寿命（年）平均寿命（年）猩猩3720狒狒2415猴3010犬2010猫3012家兔158豚鼠75大鼠53小鼠32猪2716山羊189四、动物年龄、体重的选择常用实验动物的寿命与人性成熟期相对应的动物年龄应根据实验目的来选择适龄动物

一般实验采用性成熟前后生长发育期的成年动物成年实验动物体重一般为：小鼠：18-22g，大鼠：180-220g，豚鼠：350-650g，兔：2-2.5kg，猫：1.5-2.5kg，犬：6-10kg

长期试验选用幼龄动物小鼠：15-18g，大鼠：80-100g，豚鼠：150-200g，兔：1.5-1.8kg，猫：1.0-1.5kg，犬：6-8kg。老龄动物除了用作老年医学研究外，其他学科很少应用

注意事项根据年龄判断体重或根据体重判断年龄要注意品种品系的不同同批动物的年龄、体重尽可能一致，相差不应超过10%。在选择动物时，必须了解所选动物的寿命、怀孕期、哺乳期等一些指标，这些指标对保证研究工作的顺利进行及试验结果的分析是非常有用的。六、动物品系的选择

不同品系代表实验动物的不同遗传基因型，因而具有不同的生物学特性，对同一刺激的反应差异很大，在选择时必须注意。研究发现，从大多数白化实验动物取得的数据，在推及人类时更接近于白人，而与有色人种的差异较大。A系小鼠的促性腺激素含量比DBA小鼠低1.5倍。A系小鼠肝脏的β葡萄糖酸活性只有C3H小鼠的十几分之一。用激素超排卵，C57BL/6j属高排卵品系，而Balb/c属低排卵品系。C57BL小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比DBA及BALB/C小鼠高12倍。35日龄DBA小鼠对音响刺激非常敏感，闻电铃声后可出现特殊的发作性痉挛，甚至死亡，而C57BL小鼠却根本不会出现这种反应。DBA/2及C3H小鼠对同一病毒（Newcastle病毒）的反应和DBA/1小鼠完全不同，前者引起肺炎而后者引起脑炎。A、C3H、津白Ⅱ等品系小鼠易致癌，C57、C58、津白Ⅰ等品系不易致癌，AKR、DBA/2、615等品系易致白血病。C3H雌鼠乳腺癌自发率达90%，AKR小鼠白血病自发率达65%。C57BL/6J、Balb/c等为低发乳腺癌品系，而C3H乳腺癌发病率高达97%。七、生理状态与健康情况动物的特殊生理状态如怀孕、哺乳等对实验结果影响很大。如非专门研究妊娠、哺乳等实验，应去除特殊生理状态的动物，以减少结果的个体差异。健康动物对刺激的耐受性较患病动物高。外购的实验动物，应适应性饲养、观察检疫3-7天，证实其身体健康后才开始实验。饥饿、衰竭、寒冷、炎热情况下，动物实验结果不稳定。应加强饲养管理，控制环境条件。应该注意的是，科研中实验动物的选择是上述选择原则和科研经费预算、并结合自己实验室硬件和软件条件综合考虑、权衡利弊的结果，并应充分预计选择的实验动物对实验结果的影响。第二节部分学科实验动物的选择和应用一、药理学研究药理学包括药效学、一般药理学和药物代谢动力学等，除了小部分药效学研究可用体外或离体动物实验外，一般药效学和药物代谢动力学研究离不开整体动物实验研究。大部分药效学研究要使用动物模型选择何种动物，应参考上述的实验动物选择原则和实验的具体要求进行，如对动物进行长时间多次采样，则用小动物是不合适的。为了观察不同种属动物对药物的反应性，最好同时选用两种以上动物。二、药物安全性评价药物安全性评价是新药在上市前所必须做的一项研究，用以了解药物对各系统、器官脏器的毒性作用单次给药毒性试验多次给药毒性试验安全性药理试验遗传毒性试验生殖毒性试验免疫原性试验致癌试验毒代动力学试验（二）长期毒性试验长期毒性试验是通过连续反复多次给药，观察动物出现的毒性反应，剂量与毒性的关系，主要靶器官是什么，毒性反应的性质和程度以及毒性反应是否可逆等。长期毒性试验要求用两种动物。啮齿类首选大鼠；非啮齿类动物当供试品为化学品时首选比格犬，当供试品为生物药品时，要用猴。大鼠可选用SD或Wistar大鼠，体重要求180~220g（约6~8周龄），体重差异应不超过平均体重的20%。试验周期在3个月以上，可选用120~160g（约5~6周龄）。每组雌雄各半。比格犬一般用6~12月龄，试验前适应观察2周，必要时需要接种疫苗和驱除肠虫。猴子采用成年猴，3-5岁（3.5-6.5kg），试验前适应观察1个月，必要时需要接种疫苗和驱除肠虫。一般设定3个剂量组。低剂量组目的是寻找动物安全剂量范围，为临床剂量设计作参考。此剂量下应不出现毒性反应。高剂量组目的是为寻找毒性靶器官、毒性反应症状及抢救措施提供依据，也为临床毒性及不良反应监测提供参考，应使动物产生明显的或严重的毒性反应，或个别动物死亡。中剂量组应使动物产生轻微的或中度的毒性反应。（三）皮肤给药毒性试验皮肤给药毒性试验包括皮肤给药急性试验、长期毒性试验、皮肤刺激实验、皮肤过敏试验。采用的实验动物为兔、豚鼠和大鼠，首选兔。体重要求兔2kg左右、豚鼠300g，大鼠200g，雌雄各半。给药前24小时将动物背部脊柱两侧被毛脱去，脱毛范围约相当于体表面积的10%，兔约150cm2，豚鼠、大鼠约40cm2左右。一般一侧脱毛区为给药区，一侧脱毛区为赋形剂区。

三、免疫学研究（一）免疫学研究在抗感染免疫、免疫生物学研究中应用最广的是Balb/c小鼠和各种免疫缺陷动物在自身免疫性疾病和系统性红斑狼疮的研究中，应用最广的是新西兰黑（NZB）以及新西兰黑和新西兰白的杂交F1代（NZB×NZWF1）小鼠动物模型。在变态反应研究中，豚鼠应用得比较多。在移植免疫研究中，引起移植免疫反应的抗原称为移植抗原或组织相容性抗原。在小鼠，这一抗原系统称为H-2抗原系统，已经研究得很透彻。不同近交品系小鼠有不同的H-2型，二个相同H-2型品系小鼠间移植，可不发生排斥反应。（二）免疫学应用1．单克隆抗体的制备：Balb/c2．免疫血清的制备:兔、羊3．提供补体：豚鼠

四、实验肿瘤学研究（一）自发性肿瘤模型在自发性肿瘤动物模型中，利用小鼠生长快、生命周期短、近交品系多、自发性肿瘤与人类肿瘤发病相似等特点，可以选用具有不同的遗传性状特点的近交系动物进行肿瘤遗传学和肿瘤病因学研究。缺点:不易同时获得大批病程相似的自发性肿瘤动物，又因这种肿瘤生长较慢，实验周期相对较长，所以一般很少用于筛药。（二）

诱发性肿瘤模型用化学致癌物、射线或病毒均可在各类动物中诱发不同类型的肿瘤。如用强化学致癌物二甲基苯蒽（DMBA）和甲基胆蒽可诱发乳癌，二苯苄芘诱发纤维肉瘤，二乙基硝胺（DEN）诱发大鼠肝癌，黄曲霉素诱发大鼠肝癌等。

在使用化学剂致癌时，要注意各类化学致癌剂对动物致癌的特点

芳香胺及偶氮染料：长期反复亚硝胺类：小剂量一次给药黄曲霉毒素：已知致癌剂中最强的一种模式生物与人类TechnicaldifficultyComplexityDrosophilazebrafishmousehumanC.elegansyeast土壤线虫黑腹果蝇蟾蜍小鼠人种人类和几种模式生物之间的进化关系果蝇：

成虫体小，长仅3～4毫米。身体淡黄色，复眼多为红色。成虫喜在多种腐烂水果和发酵物周围飞舞和产卵。生活周期较短，约2周。染色体数量少，遗传背景清楚，基因定位与表型效应的关系明确，各种遗传分析方法也较成熟，是一种经典的模式动物。果蝇线虫：

成体长仅1mm，全身透明，以细菌为食，居住在土壤中，全身共有959个细胞，性别为雌雄同体或雄性。整个的生命周期仅3天。由一个受精卵发育成为成熟的成体只要二天多一点（25℃时需52小时）。线虫的细胞分化谱系明确，为研究细胞－细胞间相互作用和特定细胞功能提供了很好的模型。线虫斑马鱼：

体长4～6厘米。体呈纺锤形。背部橄榄色，体侧从鳃盖后直伸到尾未有数条银蓝色纵纹，臀鳍部也有与体色相似的纵纹，尾鳍长而呈叉形。雄鱼柠檬色纵纹；雌鱼的蓝色纵纹加银灰色纵纹。

斑马鱼通体透明，它具有体外受精、胚胎透明、体外发育、胚胎早期发育快和易于大量获得样品等独有的特点，是研究器官发生的最佳材料之一。斑马鱼六、病毒学研究实验动物在病毒学研究中的应用病因未明病原体的分离确认发病机制的研究抗病毒药物筛选疫苗效果鉴定诊断试剂制备

病毒性疾病的研究需要对病毒敏感的动物模型。没有合适的动物模型甚至成为阻碍该病研究的瓶颈。不同种属动物对同一病毒的易感性不同，选用作病毒学研究的实验动物，应首先考虑采用该病毒的易感动物。实验中，应在相应等级的生物安全实验室内进行。应注意了解这些动物的自然感染情况，避免自然感染