医学实验动物学概述070522

LaboratoryAnimalSciencesAnimal？Human？Earth动物是人类亲密的朋友人类是动物信赖的伙伴世界与我们在一起！崇尚自然，本能再现。医学实验动物学概述DepartmentofPathophysiologyProf.LiuzhiyueLaboratoryAnimalSciences一、实验动物学基本概念

和研究内容

1.实验动物学的基本概念：

实验动物学是研究有关实验动物和动物实验的一门新兴学科。具体讲，这门学科是专门研究实验动物的生物学特性、饲养繁殖、遗传育种、质量控制、疾病防治、开发应用和进行科学实验的一门具有自身理论体系的新兴边缘学科。

2.实验动物学的研究内容实验动物学内容丰富、范围广泛，其中不仅要以生物医学、药学、畜牧兽医学为主要研究对象，而且还以实验动物遗传学、微生物学、病理学、生理学、生物化学为研究基础，同时还要对实验动物环境生态学、建筑学进行开发研究.目前，实验动物学已形成了完整的理论体系并派生出有关分支学科。实验动物学研究的基本内容有三大方面：①实验动物学绪论包括其概念、内容、地位作用、分类、发展概况及趋势。②实验动物（如何达标）

--遗传育种学：近交系、突变系、杂交群、封闭群动物的培育--病原生物学：普通、清洁、SPF及无菌动物的培育--环境生态学：温度、湿度、洁净度及噪音、氨浓度等控制--营养学：需要/标准/分类/功能/配方/质控--饲养管理学：繁育、生产、标准化、法规化管理

③动物实验（如何应用）

--实验动物医学：疾病诊、治、防和动物特性及应用--比较医学：动物与人类生命现象（疾病等）进行类比研究--动物实验技术：各种实验技术/方法/标准二、实验动物学在生物医学

发展中的意义1.实验动物是现代生物医学研究的重要条件

在医学生物学研究领域里,进行实验研究的条件可概括为:AEIR四个基本要素。Animal（动物）Equipment（设备）Information（信息）Reagent（试剂）

AEIR这四个基本要素具有同等重要的地位，不能忽略或偏废。当今由于科学技术的发展，要获得高、精、尖的仪器设备，纯度高的试剂，必要的情报信息，已是容易办到的事。但被称为“活的精密仪器”的实验动物，要在我国普遍采用国际上公认的标准化实验动物进行实验研究，还需要经过艰苦努力才能办到。

我国生产及推广应用标准化实验动物的工作仅伴随着我国对外开放的形势及科学技术交流的日趋频繁才得以兴起，它起步晚、任务重。如果再加上现实中实验动物科学知识及标准化实验动物应用的不普及，将给医学生物学的发展形成桎梏。过去由于实验动物质量达不到标准，造成的沉痛教训已经不少。

不良的动物意味着不良科学！

英国国家实验动物中心Bleby说：若一个科研课题的经费为5万元，动物耗费5000元，占整个课题经费的1／10，但这1／10的经费可影响5万元经费的成败。2.实验动物工作的重要性

⑴实验动物科学发展的最终目的,就是要通过对动物本身生命现象的研究，进而推广运用到人类，探索人类的生命奥秘，控制人类的疾病和衰老，延长人类的寿命.

⑵

实验动物科学是现代科学技术中不可分割的一个组成部分。它现在已成为了一门独立的综合性基础科学门类。

⑶

通过动物实验来阐明和解决重大社会问题：随着医学生物科学的突飞猛进发展，认识到公害问题，不仅已成为粮食、人口、老年人等的重大社会问题，而且还涉及到地球上生活着的动物生存问题，例如产业公害、仪器公害、药品毒性等，均直接影响人体健康，对这些问题的研究最终必然要通过动物实验（包括动物疾病模型的开发等）来阐明解决。这门科学的重要性在于：一方面它做为科学研究的重要手段，直接影响着许多领域研究课题成果的确立和水平的高低；

另一方面，做为一门科学，它的提高和发展，又会把许多领域课题的研究引入新的境地。因此，实验动物科学技术的重要性可概括为下面三句话：是现代科学技术的重要组成部分；是生命科学的基础和条件；是衡量一个国家或一个科研单位科学研究水平的重要标志。3.动物实验在生物医学发展中的重要作用

回顾生物医学发展史，不难看出，生物医学许多重大的发现均和动物实验密切相关。特别是那些具有划时代意义的、里程碑式的、开拓一个新的领域、导致生物医学的某一方面突飞猛进的革命性发现，哪个不是通过实验，首先在实验室发现的呢?例如：

公元前4-3世纪，Aristotle

(384-322)最早进行解剖学和胚胎学实验，创立了以描述为特征的生物学。16世纪初，现代解剖学奠基人Vesalius

(1514-1556)利用猪、犬进行解剖学实验研究和教学，从而阐明了解剖学与生理学的关系。1628年，英国科学家

WilliamHarvey发现了血液循环。《心血运动论》1878年，德国科学家RobertKoch发现了结核杆菌（牛、羊），指出了细菌与疾病的关系。1865年ClaudeBernard

实验医学1880年，法国微生物学家LouisPasteur在家禽霍乱病的研究中首先用人工致弱的巴氏杆菌，制造出禽霍乱疫苗，到1885年他又成功地研制出狂犬病弱毒疫苗，对狂犬病免疫做出了很大贡献，开辟了传染与免疫的新领域。19世纪末、20世纪初，俄国的生理学家巴甫洛夫致力于用犬研究消化生理和高级神经活动，提出了神经反射的概念，开创了高级神经活动生理的研究。1936年开始，Selye实验室通过一系列动物实验创立了“应激学说”，对临床医学广泛应用激素治疗起了重要的指导作用。1970’年后，科学家利用动物实验，在医学各个领域中作出了大量的具有创造性、里程碑性的科研成果。1980年，Gordon转基因小鼠培育成功。1997年，英国Wilmut克隆绵羊“多莉”…此外，各种显微镜的发明和应用、免疫现象、镭和x射线、化学治疗、抗菌素的发现、核酸与染色体的结构与功能、肝癌病鼠的AFP，比比皆是。它们都是实验研究的成果。

克隆绵羊“多莉”(1997.2.22-2003.2.14)Willmut特别是医学上几个划时代的成就，如：…传染病病原发现，预防接种，…抗生素，麻醉剂，激素的使用，…人工循环，脏器移植，…小鼠H-2抗原的发现(美Snell,1980Nobel奖)…肿瘤病毒病原和化学致癌物的发现等。…单克隆抗体的发现(英G.Kohler,C.Milstein,1975提出,1984Nobel奖)这些成就的取得都与动物实验密切相关。

巴甫洛夫曾指出：

“没有对活动物进行实验

和观察，人们就无法认识有

机界的各种规律，这是无可

争辩的”。英国医学研究委员会的Himsivorth认为：“过去半个世纪的医学和兽医学的进步大于人类历史上任何时期，没有什么时候疾病的发生情况会如此显著减少，任何有思想的人都清楚地知道，假如没有动物所进行的实验工作，这种进步是不可能的”。三、实验动物学国内外发展状况

1.国外发展状况实验动物作为现代科学发展中新崛起的一门综合的、独立的新兴学科，尤其是从第二次世界大战结束后的几十年中，得到了迅猛的发展。它作为一门基础学科，反过来也促进了生物医学及整个生命科学的发展。从遗传学角度看，有两项重要突破性进展为实验动物学独立于其它学科奠定了基础。其一，是美国Jackson研究所第一任所长立特(Little)教授首次成功地培育出第一株DBA近交系小鼠，从而揭开了现代实验动物科学的序幕。从此以后，实验动物育种学有了迅速发展。据不完全统计，目前世界上至少有小鼠近交系2500个；大鼠近交系111个；地鼠近交系45个；豚鼠近交系14个；家兔近交系20个；鸡近交系40个；以及两栖类，爬虫类和多种鱼类近交品系。除此之外，还有其它遗传类型的品系相继培育成功。

其二，是免疫缺陷动物的培育成功。免疫缺陷动物的问世(裸鼠)，为近代实验动物科学的奠基起到革命性的作用。到1993年统计，已发现小鼠基因5937个，其中4829个已在20个不同染色体上定位，其中1002个和人的遗传基因同源。这两项研究成果，可以认为是实验动物学发展史上的重大成就。1956年，创立了全球性实验动物学术机构——国际实验动物科学委员会(InternationalCouncilonLaboratoryAnimalScience，ICLAS)。中国于1987年正式被接纳为该委员会的成员国。在一些发达国家，如法国、德国、日本及东欧等国相继建立了实验动物学的组织，在实验动物标准化及完善实验动物学体系方面做了大量工作.美国缅因州巴港的Jackson研究所，是国际公认的哺乳动物遗传学研究中心。该所自1929年创立以来，Little教授一直致力于实验小鼠的培育，并以实验小鼠为工具,进行哺乳类动物遗传学研究.

TheJacksonLaboratory

美国NIH实验动物资源中心和杰克逊实验室，是世界上最大的遗传保种和遗传研究中心，仅NIH实验动物资源中心就维持着250多种近交系大小鼠，不同背景的无胸腺裸鼠有20多种。他们根据研究的不同需要，共培育着2607种实验动物。

1961年，加拿大生物学联合会建立了动物管理常务委员会，后改为加拿大动物管理委员会，由农业部、医学院联合会、国防部、环境部、癌症研究所等16个机构的代表组成，并出版了《实验用动物管理与使用指南》对实验动物标准、设施、各种实验动物特性以及动物实验技术作了介绍，全书始终贯彻人道主义对待动物的主导思想，指出了优化动物、人道对待动物和有效研究三者之间同等重要关系，强调Rowsell博士提出的“3R”(replacement、reduction、refinement)信条。1975年，澳哲学家PeterSinger出版了《动物解放》一书，掀起了动物保护运动的浪潮。动物福利献给特别为SARS研究献身的38只恒河猴（武汉大学）实验动物在各个领域得到了广泛应用，实验动物种系达3000多，并形成了一定的规模。据1990年调查，日本使用小鼠519万只，大鼠218万只，豚鼠22万只，兔13万只，加上其它动物合计为802万只。1989年欧洲全境实验动物使用数量1400万只；1983年美国全部实验动物的使用数量为1700～2200万只。美国、欧洲、日本每年仅大、小鼠的使用量约2500万只。1700万/y150-200万/y100万/y263万/y日本于二战后，科学技术有了较大的发展。目前，日本在实验动物的设施和技术方面，在国际上占有一定优势。各种实验动物已实行社会化、商品化生产。一些实验动物生产厂家的年销售额可达千万美元，甚至上亿美元。如美国CharlesRiver公司1994年实验动物销售额就达6亿美元。世界实验动物销售量最大的是小鼠和大鼠，据统计，1994年欧洲、北美、日本大鼠和小鼠的销售值分别为12亿、15亿、10亿美元。

在发达国家，高级别的实验动物使用量总体加大，使用的实验动物一般为SPF级。日本1991年普通级、清洁级、SPF级的小鼠使用比例为1：2：5，大鼠是1：5-7：25。另一个趋势是大鼠的使用量在增加，小鼠的使用量在相对减少。由于心血管病、肿瘤、艾滋病等危害人类较大的疾病成为医学研究的重点，非人类灵长类动物日益成为需要的实验动物。又由于犬、猫作为宠物受到动物保护组织干预，逐渐被有蹄类等动物代替。◈国外实验动物发展现状特点1、组织健全、结构合理2、实验动物饲育应用等级质量较高3、实验动物品种品系齐全4、从事本专业技术人员素质较高5、动物实验环境设施条件较好6、仪器设备及试剂先进，动物质量检测严格7、实验动物的饲料及垫料专业化8、替代物的研究----动物保护-3R2.国内发展概况1918年齐长庆(原北平中央防疫处处长)首先开始饲养繁殖小鼠做实验，并从日本引进豚鼠。1919年谢恩