实验动物科学技术篇

实验动物科学（技术篇）目录第一章

绪论P.4第一节实验动物教科书之编撰精神

.P.41.1.1

基础篇1.1.2

技术篇第二节尊重生命的动物实验计划

.P.10

第三节

精致化的技术操作

P.151.3.1术前规划1.3.2

人员训练1.3.3术前准备1.3.4

无菌手术操作1.3.5

手术监控1.3.6术后照护与纪录1.3.7

人道安乐死第二章动物模式..P.23第一节囓齿类动物

P.272.1.1发炎性肠道疾病动物模式2.1.2皮肤炎动物模式2.1.3呼吸道发炎动物模式2.1.4肿瘤动物模式2.1.5神经行为相关疾病模式2.1.6

糖尿病动物模式2.1.7

非酒精性脂肪肝动物模式2.1.8疼痛疾病动物模式2.1.9心血管疾病模型2.1.10

高血压动物模式2.1.11骨关节疾病动物模式第二节中大动物（含反刍类）

P.1142.2.1

热原试验兔模式2.2.2刺激性试验兔模式2.2.3

多株抗体兔模式2.2.4动脉硬化兔模式2.2.5干眼症兔模式2.2.6牙科植入物实验犬模式2.2.7关节软骨受损修复实验犬模式2.2.8自发性癌症实验犬模式12.2.9

小型猪模式-骨质疏松症模式2.2.10

小型猪模式-心血管疾病研究模式2.2.11

小型猪模式-糖尿病的动物模式第三节水生、两栖动物

P.1542.3.1

鱼类及斑马鱼胚生物急毒性试验模式2.3.2利用基因转殖斑马鱼来侦测内分泌之干扰物质2.3.3斑马鱼之行为试验2.3.4斑马鱼胚筛药模式2.3.5

两栖类常用之研究模式第三章

基础技术P.171第一节实验动物基本注射方式

P.1753.1.1

实验动物之皮下注射方法3.1.2

实验动物之肌肉注射方法3.1.3

实验动物之静脉注射方法第二节

大、小鼠

P.1813.2.1大小鼠之口服投药方法3.2.2大小鼠之腹腔注射方法3.2.3大小鼠之牺牲前大量采血方法3.2.4大鼠尾静脉采血方式3.2.5

小鼠颚下采血方式第三节兔

P.1923.3.1

实验兔之皮内注射方法3.3.2

实验兔的采血方法第四节

犬

P.1973.4.1

实验犬的口服投药方法3.4.2

实验犬的采血方法第五节

猪

P.2033.5.1

保定3.5.2采血3.5.3麻醉3.5.4

气管内导管置入术3.5.5导尿管置入术3.5.6

猪只口服、注射、皮肤涂抹给药技术第六节水生、两栖动物

P.2173.6.1鱼类与两栖类之保定3.6.2鱼类与两栖类之麻醉3.6.3

斑马鱼基因检测实验剪-尾鳍3.6.4

斑马鱼腹腔注射试验23.6.5

斑马鱼抽血技术3.6.6

斑马鱼强制喂食技术3.6.7

斑马鱼眼窝注射技术第四章

手术技术与操作准备P.231第一节

存活手术程序：（囓齿类及中大动物）

P.2344.1.1

手术前准备4.1.2术中程序及术后管理4.1.4麻醉第二节常用手术技术概述：囓齿类动物

P.2534.2.1动脉和静脉导管插入术4.2.2

胆管结扎与插管操作4.2.3肝部分切除、肝急性缺血及肝脏活体组织检查4.2.45/6肾切除手术4.2.5卵巢切除术4.2.6

气管切开术与气管插管术4.2.7脑部手术及立体定位注射4.2.8肠道插管手术4.2.9输精管切除术第三节常用手术技术：水生、两栖动物

P.2764.3.1切除小部分肝脏手术-以斑马鱼为例4.3.2

鱼类的活组织检查-以斑马鱼的鱼鳃为例4.3.3

两栖类常用手术附件一实验动物国内外资源P.283附件二各物种麻醉、止痛、镇静剂量表

.P.287

附件三中英名词对照表P.298

实验动物科学（技术篇）编审小组

P.3153第一章

绪论本章课程安排时数：2

小时本章学习目标：1.使读者了解实验动物教科书之编撰精神、基础篇、技术篇二本书的章节大

纲及核心内容。2.再次提醒读者在进行动物实验前，须以尊重生命的态度，以

3R原则慎重考量其动物实验计划的内容。若无法避免使用动物来进行测试，最后就要

做好各项准备工作，以实施精致化的手术操作与动物照护。第一节实验动物教科书之编撰精神2018年我国动物科学应用主管机关行政院农业委员会邀请国内专家学者编撰实验动物学科之教科书，以实验动物软硬件基础篇为主；技术篇则于

2019

年度計畫持續進行。定位為

2

学分（现行基本标准）之大学课程及讲义，提供实验动物新进从业人员、实验动物照护及使用委员会或小组（IACUC）成员及动物保

护检查员在现场实务操作遇到问题时能从本教科书获得基础的概念及解决问题的逻辑思考，之后引导至更深入的资料搜寻，強化相關從業人員之專業知識及教育訓練。我国「动物保护法」配合国际潮流持续修订，为最上层之管理规范。中间层

为落实

2018

年修订之「实验动物照护及使用指引」，而最底层为本实验动物教科书基础教育之扎根。希望未来新进的从业人员由观念的改变审视其实验动物的基

本理论，进而影响管理面的质变。1.1.1

基础篇实验动物科学（基础篇），主要章节大纲分为：第一章绪论：（1）实.验动物发展的历史。（2）实.验动物与生医发展相关性

及价值。（3）实.验动物发展现况。（4）实.验动物未来的发展。全球生技产业涵盖医疗保健、农业生技、食品生技等领域，其中包含药品、

医疗器材及再生医学在内的医疗保健领域，是现阶段驱动生技产业成长的主力。4另外，随着饲料添加剂市场的规模持续扩张，以及基因转殖作物种植面积屡创新高，动物用疫苗与生物性农药及肥料等销售增加，进一步扩大农业生技的市场规模，加大全球生技产业成长力道。当代实验动物更进一步广泛用于疾病研究、疫

苗开发、药物毒理安全性测试、抗癌研究、与基础生物医学研究、诊断、实验技术及教育等范畴，这些皆是实验动物对人类福祉的重大贡献。由此可知，在现代

生命科学研究的领域中，实验动物是不可缺少的一环，且扮演着极重要的角色；

尤其对于医学研究、生命科学及生物科技等的水平提升，担任一个重要的指标。

第二章动物福祉：（1）动.物福祉的历史演进。（2）.3Rs的内涵。（3）.结语。在实验动物领域中，开宗明义即阐述「所有照顾、使用或生产动物以进行研究、测试、或教学的人员，都必须对动物福祉承担应负的责任」。在所有文化和历史时期，关注动物应该如何被对待的问题非常普遍。在过去因为信息传播较慢，

所以在世界各的动“物福祉”运动也有时间上的差别，但随着通讯技术的发展，活

动日益活跃，动物福祉的讨论也在全球广泛的进行。人道对待与照护动物的标准相当复杂，涉及的层面包括法律，以及哲学、伦理和科学的专业守则。本章首先

介绍促进动物福祉的一些重大事件的简要历史，以及

3

Rs概念的提出及其内涵，

并针对现今公认实验动物福祉的指导原则

3

Rs的内容及施行方式进行详细的阐

述，以期使研究人员了解

3Rs的内容及重要性，促进实验动物的福祉。第三章管理篇：（1）实.验动物物种。（2）实.验动物的照护：标准订定的理论基础。（3）实.验动物的遗传控制与育种。（4）实.验动物设施的功能及管理。（5）动.物实验设计。（6）计.画申请、审查与监督管理。（7）医.疗照护管理。实验动物管理的目的在于以维护动物福祉为准则，从而进行生医研究、测试、教學與其它活動，確保動物福祉並提升生醫研究的水準。動物實驗品質的良窳取決於多項因素與條件，而實驗動物管理良好與否為關鍵的條件之一。一個良好的实验动物饲养管理，需建构在符合动物天性的基本需求之上，依据动物本身的生理條件與需要，並在符合政府相關法規的規範下，來興建合宜的動物設施與架構符合動物實驗需求的管理辦法，以達成維護動物福祉與提升實驗品質之雙重目的。本章节管理篇主要的设计是国内实验动物设施运作时的基本情境，希望现场实務操作遇到問題時，能從本教科書獲得基礎的概念及解決問題的邏輯思考，之後引導至更深入的資料搜尋。在內容的編排上及未來的教學使用上，建議先以簡單的情境介绍引导思考，再说明解决方案，较细节的内容则可引述「实验动物照護及5使用指引」、国内外相关的指南及文献等参考资料。七大章节内容及后续引导的方向如下：（1）.「实验动物物种」：内容为常见的实验动物、国内特有的实验动物物

种介绍，品系特性可连结到Jacksonwebsite，概述引用所需要的资料，

未来应用的层面等。（2）.「实验动物的照护：标准订定的理论基础」：内容为饲养与管理人员

之编制与责任、基本饲养环境条件、营养需求等，以效能标准（performancestandards）为主，在第四节则以技术规范（engineering

standards）为主。（3）.「实验动物的遗传控制与育种」：内容为育种／保种、常见囓齿类实

验动物遗传模型、遗传控制、纪录等，后续思考国内引进国外基因剔

除（Gene

knockout）的动物而想留种造成基因控制的问题，以及宝

贵的品系如兰屿猪，避免发生传染病时的异地保种规划等。（4）.「实验动物设施的功能及管理」：内容为饲养设施管理、基础饲养环

境动、物饲养管理、物料管理、设施安全卫生、动物购买及健康检疫、

设施与物件洁净、职业安全卫生、教育训练等，在现场实务操作可能

遇到的问题、注意事项，亦思考紧急应变计划之人员及动物的处置状

况。（5）.「动物实验设计」：内容针对没有统计背景或经验的从业人员，希望应用统计数据来帮助他们得出有效可靠的结论-最小化所需的动物

数量。一个实验研究的成功与否，除了有完备的科学逻辑设计以及该

实验是否具有意义的基本条件外，便是该实验设计及资料分析是否

符合统计学方法。动物实验以逻辑和统计分析的方式进行，确保其可

靠性和可重复性。倘若能最大化一个实验所得的信息，预期需使用的动物总量便可降至最低。（6）.「计划申请、审查与监督管理」：内容是让读者了解国内实验动物使用与管理之法源及概况，认识实验动物照护及使用委员会或小组，以

及提交动物实验计划书之目的、应注意之重点、审查的程序及动物实

验计划书通过后之监督管理。6（7）.「医疗照护管理」：内容为对实验动物过敏以及人畜共通疾病的防范、医疗处置与照护、动物福祉的评量基础以及苦痛的减缓、防范与终

结、实验动物的健康与疾病监测、手术前中后的照护计划等，引导学生发想为什么疼痛分级没有类别A（category

A）？例如疼痛分级中，

行为学研究的电击属于第几级？是否须投药控制疼痛？记忆与制约

反应？不同案例要参考什么？大鱼、小鱼的疼痛评估等，实例探讨引

发问题进而学习答案。实验动物科学（基础篇）共三大章，包含二篇序言「我的实验动物之路-宋永義名譽教授」、「貢獻所學，为我国开创实验动物学以支援生技产业发展-洪昭竹博士」，共计325页。除介绍常见的实验动物（囓齿类、兔子、水生动物、经济动物等），亦介绍国内特有的实验动物物种（台湾猕猴、兰屿猪、李宋猪）。另外

在计划申请、审查与监督管理亦纳入农委会现行三阶段外部查核机制及

2018

年

最新公告的「实验动物照护及使用委员会或小组设置及管理办法」、「实验动物照

护及使用指引」内容，以利读者快速融入国内现况。各章节学习目标请参阅附件

1-1

。1.1.2

技术篇实验动物科学（技术篇）主要的内容乃针对国内使用性或应用性较高之技术、动物模式，以系统化分类的方式编撰，并在内容的最后加入读者在台湾若欲进行相关实验或研究，该如何从国内外获得需要的资源等。除成为大学、研究所授课

教师开设一门学习科目的教材外，亦可成为实验动物从业人员的实务操作教科书，为实验动物产学研界持续培养专业人才。若以学生的需求角度去思考，可能会先

考量未来要做哪一方面的研究，所以会先去了解该研究主题有哪一些的动物模式

可应用，接下来会需要了解该物种的保定、采血等基本技术，然后思考手术操作

准备及注意事项，最后再了解侵入性手术的内容及技术。因此，规划章节顺序如

下：第一章

绪论：（1）实.验动物教科书之编撰精神。（2）尊.重生命的动物实验计划。（3）.精致化的技术操作。动物实验的目的是在动物身上模拟或复制人的生理与疾病状况，以便进行后续分析及治疗相关的研究。为表达人类对實驗動物的尊重，在進行動物試驗之前7须再三考量最基本的动物实验伦理

3R原则-替-代（Replacement）、减量（Reduction）及精致化（Refinement）。若无法避免使用动物来进行测试，最后就要做好各项准

备工作，以实施精致化的手术操作与动物照护。第二章动物模式：（1）囓.齿类动物。（2）中.大动物（含反刍类）。（3）水.

生、两栖动物。近年来生物科技发展快速，各种动物模式与应用日新月异，本章节仅介绍较

常见的动物模式。编撰小组在思考本章的重点时，以接轨产业界，让学生未来可以直接上手，或是具有启发性质，未来可能会发展或应用的动物模式为主。例如人类用

3C的时间越来越长，眼科兔模式在干眼症的研究就可能很有实用性；另外也有癌症研究的醫生表示囓齒類的癌症模式太簡單，研究結果通常无法适用于人类临床，所以发想介绍癌症犬模式，或许能让学生有些启发性。各动物模式内容主要包括模式建立、特性介绍、应用领域、特殊照护及福祉，並簡要說明該模式成功建立的標准。在介绍各动物模式时可能会将有系列性或相关性的疾病模式整并在一起，内容深浅以「学生看得懂，能对此技术或观念有收获」为重点原则。第三章基础技术：（1）实.验动物基本注射方法。（2）.大、小鼠。（3）兔.。（4）.

犬。（5）.猪。（6）水.

生、两栖动物。在进行动物实验的基础技术主要是保定、采血、导尿、麻醉、投药或医材植入等操作技术，在药物动力学的经口投药方法部份，需要防止动物嚼碎药物，亦说明该如何操作或执行的注意事项。本章节介绍上述基础技术的准备材料、操作程序及方法，并说明注意事项，希望学员能熟练这些基础技术，以确保人员安全及动物福祉。第四章

手术技术与操作准备：（1）存.活手术程序（囓齿类及中大动物）。（2）.

常用手术技术概述：囓齿类动物。（3）常.用手术技术：水生、两栖动物。手术可分为两种，存活手术（survival

surgery）与非存活手术（non-survival surgery）。除了以動物存活與否分類外，以手術的性質可分為重大手術（major surgery）与次要手术或小手术（minorsurgery）。本章节介绍在手术前的器械、动

物与人员准备、术中程序及术后管理的注意事项，学习止痛药的应用及麻醉状态的判读。并介绍囓齿类、水生、两栖等实验动物常用之手术及其应用，如动脉和

静脉导管插入术、胆管结扎与插管操作、肝部分切除、5/6肾切除手术、卵巢切8除术等，让读者了解整个概念，再去找该技术的标准作业程序（SOP）进行操作。在消毒灭菌的部份可参考

WHO泛太平洋感染控制学会（Asia

PacificSocietyof

InfectionControl，APSIC）每年出版的指引（Guideline）为标准。另外亦介绍

疼痛来源及分类，并可参考「指引」附件二附录

1-2疼痛程度评估及止痛计划表。最后，在附件亦检附各种动物的麻醉、止痛、镇静剂量表，以及国内外实验动物供应资源体系、委托研究机构、相关的专业协会或团体，以利读者快速找到所需之资源。9第二节尊重生命的动物实验计划动物实验主要应用于医学、生物学、兽医学、动物科学和农业领域。就实验中使用的动物数量而言，大多数动物用于医学领域，包括教学和培训、医学研究、

以及药物，生物制品和食品的功能检测和安全检查。动物实验的目的，是在动物身上模拟或复制人的生理与疾病状况，以便进行后续分析及治疗相关的研究。实验动物对人类医学的进步有着密不可分的关系，

而为了保障病人的权益，我们很难完全避免使用动物来进行测试。因此，1959

年罗素和伯齐（Russell

and

Burch）发表

3R原则概念-替-代（Replacement）、减量

（Reduction）及精致化（Refinement），将遵守动物实验伦理成为保障动物福祉的最重要原则。随着科技的进步及动物保护观念的提升，欧美各国相继投入动物替

代方法具体技术化，尤其近年来强调精准医疗的同时，亦反思各项动物试验的必

要性，要求其相关部会积极发展动物测试替代方案。在国内使用动物进行教学训练、科学试验、制造生物制剂、试验商品、药物、

毒物及移植器官等之科学应用，应依循「动物保护法」及其子法「实验动物照护及使用委员会或小组设置及管理办法」之规定。进行动物科学应用之机构，应依动物保护法第

16条之规定成立「实验动物照护及使用委员会或小组（IACUC）」，

以督导机构内实验动物之使用符合动物保护法之规定：包括第

5条、第6条及第

11条（动物之一般保护）、第

15条（使用实验动物时之替代考量、数目减量与精

致化）及第

17条（人道终止点、安乐死及动物再利用之考量与执行）。」因此，

无论是研究人员或实验动物照护及使用委员会或小组，在进行实验动物手术操作前须进行下面基本原则的考量，以符合「动物保护法」第15

条第

1项「使用动

物进行科学应用，应尽量避免使用活体动物，有使用之必要时，应以最少数目为

之，并以使动物产生最少痛苦及伤害之方式为之。」（1）.

考虑使用替代方案（体外系统、计算机模拟、及或/数学模型），以减少或取代动物的使用。（替代、減量）（2）.

应基于人类及动物健康、增进知识、或对社会有所贡献的目的，去设计与执行动物操作程序。（损害、利益评估）（3）.选用合适的动物物种、动物质量及动物数量。（实验设计与统计）（4）.避免或减轻动物不安、不适和疼痛的感受。（精致化）10考量点思考内容替代、减量1.采用无感知的物质取代以往使用有意识的活脊椎动物的科学

方法。2.利用物理化学特性来预测生物效应，以筛选或评估测试材料。

包括使用酸硷值和缓冲能力来预测潜在眼睛刺激性或腐蚀性的嚴重程度；電腦模型的使用，需先有可靠的活體實驗數據為依据，可进行分子结构与特定生物活性关联性的探讨。3.使用无疼痛知觉之物种，其不会感觉疼痛或痛苦；例如，以鱼

的幼体评估水的毒性。4.使用动物或人来源的离体和体外系统，如器官、组织切片，细

胞培养/悬浮液或胞器等。如果是以不需要使用胎牛血清维持的细胞培养材料，则可做到完全替代。5.应用分层实验方法，早期排除不适合继续发展的材料或假说，

从而避免了不必要的动物研究。初期的研究或测试也可使用

替代方案，有显著正面的结果再进行动物试验；另外，在小规

模研究如果不能证明预期结果，则可以避免大规模研究的失败。研究初期也可考虑先用体外试验进行，进而减少动物使用量。初期的细胞毒性试验可以用来计算毒性试验时的剂量，以減少因測試劑量造成動物使用量增加。损害、利益评估损害及效益分析（Assessing

harmsand

benefits）研究人员及实验

动物照护及使用委员会或小组必须权衡动物可能的伤害，考虑3R最佳的实行，以及试验可能获得的效益，如此方能确保危害

降至最低和效益最大化。（5）.使用适当的镇静剂、止痛剂及麻醉药。（精致化）（6）.

建立人道终止时机。（安乐死）（7）.

提供充分的兽医照护。（临床照护）（8）.

由合格的人员指导与执行动物运送及饲养管理业务。（教育训练）（9）.

活体动物实验只能由具资格及有经验的人员负责操作或在其监督下执行。（教育训练）表

1-2-1

实验动物手术操作前考量项目11考量点思考内容实验设计与统计1.实验设计的统计要素，如样本大小、功效程度、异性精确度、以及适当统计方法的正确应用，是确定所需动物数量和解释

所产生数据的重要方法。2.

达到科学目标所需的动物数量反映了所需的精确度和确定性。認真審核實驗的目的及预期成果，并事先搜寻相关文献，

如果实验的目的不明确，或是参考文献后发现预期成果可能

无法达成时，应该考虑停止实验，或重新设计实验。3.先期实验（Pilot

Study）是一项小规模的初步研究，旨在研拟

最终研究的可行性；一般情况下，其结果用于实验设计改进及修正。改進及修正可包括以下方向：可能的個體差異和獲得完整科学结果所需的动物数量；最合适的剂量和取样方式；了解可能產生的生理或行為變化和不良反应的性质、发生率、严重程度和时间点，以及如何避免及处理。重要的是，执行先期实验的结果与修正，可以避免大规模研究时的非预期结果的产

生及处理。精致化1动.物可能会感到疼痛和痛苦，所以在进行科学应用时，应先评

估涉及动物疼痛的分级。所有参与动物实验之相关人员皆应

有理解的道德和义务，只要这些评估疼痛的行为不干扰研究

目标，就可以减少或消除研究动物的疼痛和痛苦。2.实验程序的精致化可以减少动物可能承受的痛苦。近年来有

许多专用于实验动物的仪器被开发出来，尤其是影像设备，这些設備大多是非侵入性的或是小程度侵入性的检查；有些设

备如遥测系统，虽然需要先以侵入式手术植入侦测器或芯片，但植入后，动物在手术恢复后不受干扰，而研究人员即可透過遙測設備，收集想要的各種生理資訊。這些發展對於動物福祉

的推展有很大的助益。3.全身麻醉剂会影响许多生理参数，必须注意确保其不会损害

实验数据或动物福祉。在整个手术过程中，应采取适当措施，

监测和维持麻醉受试者的循环，呼吸功能和体温在正常生理

范围内；而且从全身麻醉中恢复可能是危险的，应有专人看管，防止动物在意识不清时受到伤害，直至被麻醉的动物完全清醒；必要时应给予对症或支持性治疗，以确保其安全。在麻醉恢复前应考虑给予第一剂镇痛药，因为当初始剂量的镇痛

剂的开始生效时间点先于动物感到疼痛的能力时，整个的手術後鎮痛處理的要求會降低。手術後鎮痛應該是常態，應該根

据需要给予疼痛控制，以加速其恢复正常行为，如食物和水的摄入，从而缩短手术后的分解代谢阶段。执行动物全身麻醉需

要适当的观察时间表及纪录，并且咨询兽医师，基于个体动物的情況和需要，有必要時給予適當的治療。表

1-2-1

实验动物手术操作前考量项目（续）12考量点思考内容安乐死1.实验动物在科学应用中，无论是进行生产或用于科学实验，最

终通常需要人道安乐死。人道安乐死的方法，如果使用得当，

通常可确保动物的意识迅速丧失而不会产生疼痛或痛苦的迹

象，并导致动物死亡，使其身体和精神感受最少的痛苦。人道安乐死的执行需要专业知识与技术，这些专业知识与技术只

能通过适当的教育训练，以及提供和维护适当的设备才能执行。在執行人道安樂死後，應先確認動物已死亡，才能進行後續工作，如全採血、收集組織或屍體處理。2.人道终点必须在实验申请时提出评估，实验人员应透过文献

阅读，设想实验可能对动物福祉造成的影响。评估人道终点时需有多方面的考量，包括法律、道德、动物福祉和科学方面，包括：即使没有直接的福祉问题，但已經達到實驗目標，或已知實驗目標無法實現時；實驗對象經歷痛苦或持久傷害超出必要的范围，这些终点通常在较低痛苦时即被介入引用。例

如，体重减少通常可以被认为是明显毒性的早期指标；当有并發問題時，例如次臨床背景感染，即使它們可能沒有損害动物的健康狀況，但會影響數據或產品的品質，例如，實驗小鼠遭受小鼠肝炎病毒的感染，小鼠可能沒有明顯的福祉問題，但它

会产生非典型的免疫反应而影响实验结果，这批动物再继续

实验也是没有意义的。临床照护1.定期评估动物福祉的指标，建立动物福祉减损的评估系统。评

估动物福祉首先要了解和认识什么是“

对动物有意义的”

与“适

合动物的”。对动物异常状态的鉴别，取决于对观察中的实验

动物物种及其个体正常性的认识和熟悉。在没有相反证据的情況下，可以假設任何在人類中產生疼痛和不適的刺激、经验

或病理，也可以在有感知的动物中观察到或反映出来。2.手术为侵入性的操作，若未妥当规画可能会造成动物的疼痛與不適。研究人員或手術者必須與獸醫師討論，依據動物福利

选择并适当的使用止痛药或抗生素，以减少动物的疼痛与感

染的发生。教育训练1.可以在教育与训练中使用各种替代方式来表现生物现象，过

程和相互作用；培训参与者的技能并培养解决问题的能力。这些包括模型、操作程序的影片、互動式模擬軟體與課程，以及

虚拟实境的操作系统。表

1-2-1

实验动物手术操作前考量项目（续）13考量点思考内容教育训练（续）2所.有参与实验动物科学应用过程的人员都应具备适当的专业

能力，实验动物饲育人员、兽医师以及研究人员，这些人员对

于实验动物饲养照护及操作的专业能力，有赖于有系统的教

育训练课程；而人员的态度和技能是实现高动物福祉标准和

开展健全科学的最重要因素。人工饲养的动物完全依赖于人

的照护，以维持健康及正常的生理行为。除了技术能力之外，

所有员工都必须发展并展现适当的关“心动物福祉的文化”

。3.在科学应用中，最佳和最精确的精致化需要多学科的团队合作；實驗動物獸醫師，實驗室動物科學家以及動物照护人员必須同時發揮積極和專業的作用。工作人員必須接受训练，以识

别正常行为与疼痛和痛苦的迹象，既可以改善动物照护的面

向，也可以促进对实验结果的认识。表

1-2-1

实验动物手术操作前考量项目（续）14第三节

精致化的技术操作依实验动物照护及使用指南第八版叙述，「精致化是指修改饲养或实验的程序，以强化动物福祉，并减少或消除疼痛和紧迫状态。」因此，在科学应用技术操作的過程中儘量減少動物所遭受的痛苦或持續性的伤害，一直到动物受到人道安乐死处理，每一个环节都需要仔细考虑。手术种类可区分为存活性手术（survivalsurgery）非存活性手术（non-survival

orterminalsurgery）。存活性手术再分为

1重.大手术（majorsurgicalprocedure）：

手术过程穿透并暴露出体腔，造成身体或生理学上永久的伤害，如截肢、开腹、开胸或开颅手术；2.小手术（minor

surgical

procedure），未穿透体腔或使体腔暴

露，并未造成动物身体或生理上永久的伤害，如皮下渗透式帮浦植入或皮肤活体组织检查。成功的手术结果是需要适切留意下列因素，包括术前规划、人员训练、麻醉、

无菌和手术操作技术、动物福祉的评估、正确使用止痛剂、于手术期间及术后照顾阶段全程留意动物的生理状态。这些个别因素所产生的影响程度，会因手术程序的复杂度及使用动物的种类而有所不同。1.3.1术前规划：为了降低手术的副作用，参与手术的所有人员皆须了解手术过程，并考虑各层面。事先准备好确认清单，对于周围的工作人员及手术者是很实用的。手术进行前應有完整的術前規劃，評估項目建議包含动物生理状态的评估，执行手术人员数量及是否具有完整的知识与经验，对操作技术的熟悉度，麻醉药、止痛药、

抗生素等药物的选用与剂量，预计需要的手术时间。所有的存活性手术都应遵守无菌手术操作的原则。助理们通常会参与中大动物的手术，但其对于囓齿类动物手术的协助通常会被低估。例如可有人专门负责无菌手术过程中较易污染的工作，

如术前动物的准备及其他支援的部分。另外必须考虑的包，含执行手术的时间点，

若安排为一天最后的工作或周五，会让术后照护延续到夜晚或周末，若人员不足的话可能导致人员不便或术后动物的照护不够充分。典型的确认清单如下：151.3.2

人员训练：执行手术操作的研究人员必须接受适当的训练，以确保好的手术技术有被执行，包括无菌操作、轻柔的组织处理、最少的组织切割范围、适切的使用器械、

妥善止血、和正确使用缝合材料和缝合方式。1.3.3术前准备：（1）.

手术设施与硬设备：囓齿类动物应在指定的区域执行手术操作；应与其他区域区隔。存活性手术多在一个大空间内完成。空间中的一小区域可用来做为动物和人员准备与麻醉使

用。另外的区域可做为术后甦醒的监控与复原。中大动物的无菌手术设施至少需要三个要件，手术室、动物准备室及人员准

备室。三个区块必须分开并有动线的管制。其他支援区域应包含储存空间、动物恢复室及器材准备区；动物准备室及人员准备室也可兼具上述功能。地板、墙面和天花板需为不可渗透的材质且容易清洁消毒。手术室的灯光应采取天花板悬挂

式，管线如能供应氧气与抽吸或排气用的真空更为理想。同时须提供气体麻醉用的仪器、电烧机、体温监测与心电监控。其他重要的仪器包含输液设备、脉搏血

氧机、血压计、血氧仪、二氧化碳监控仪等。特殊操作情况下须要加护监控设备及心肺急救包。1.选择合适的动物：种类、品系、性别、年龄及需要的动物数量。2.适应、习惯手术前的训练。3.术前评估动物的健康状态：外观、体重、活动力等。4.

确认手术及术前、术后的设备。5.手术器材、设备的选择、供应及灭菌。6.需要支援的人数。7.

动物术前的准备：镇静、麻醉，剃毛、手术部位刷洗。8.

动物术后的管理、紧急情况及后续长期的观察与照护。9.

麻醉及手术操作的流程。10.手术者的经验，包含手术过程中器具使用及组织拿取的练习。11.纪录保存：手术纪录及术后医疗纪录。16（2）.

手术用器具：囓齿类动物使用的器械，因尺寸相近故多来自于儿科、眼科或神经外科使用

的类别。缝合伤口的器具应包含不同持针器、缝针、不同尺寸及材质的缝线。缝合皮肤可采用自动缝合器与钉针。手术者使用的器具使用前皆须无菌。可使用蒸气、加热、放射线或环氧乙烷（Ethyleneoxide，EO）等方式灭菌，依器具材质、

方便性及安全性选择灭菌方式。某些器具与配件，如缝针、缝线、手术用手套、覆盖巾、刀片等，从供应商取得时已是无菌状态。所有器具应事先包装并灭菌好，

并于外包装标示灭菌后有效期限。中大动物手术需要的仪器设备相当广泛，一般来说，手术用器具套组应包含

不同尺寸、直与弯等。器械每次使用完毕都应彻底清洗，去除沾黏的血液与组织；

以布或其他能承受高温高压灭菌的材质包裹，再放置于金属容器或灭菌袋中。以

正确的方式灭菌，存放于干净干燥的环境。若外包装破损，应再执行一次灭菌作

业。非存活性的手术（如器官移植或忠实呈现实验数据等）仍须遵守无菌手术原

则，同样建议在术前计划时与兽医师详细的讨论，可允许的情况下使用干净但未完全灭菌的器械、超过保存期限的手术材料（缝线、手套、导管、绷带、输液

、非急救用藥物如利尿劑、抗生素等）；但绝对不可在动物身上使用过期的麻醉药、

止痛药、安乐死药物或急救用药物。清楚明确的标示过期的材料，建议统一放置或放置于特殊区域，与其他材料或药品区隔开。（3）.

手术操作人员：刷手前应将非灭菌的物品穿戴好，如口罩、鞋套、头套等。用手术刷，优碘

或抗菌剂刷洗，刷洗时间至少需要五分钟，从指尖、手腕、手肘，在时间内可重复刷洗同一区域。刷洗完毕之后使用无菌毛巾擦干双手再穿戴手术装备。为了确

保无菌手术操作完整性，若无菌物品的包装破损或过期，应立即更换。（4）动.物准备：为顾及动物感受及避免其他动物的恐惧，不建议在其他动物的面前执行，并

提早给予止痛药物。手术前剃毛，剃毛范围应包含手术及周围区域，至少为手术区域的

2-3倍大，后续进行适当的消毒及刷洗。手术开始前采用无菌的布巾或是

不织布覆盖动物，显露出手术操作区域。17藉由动物对刺激的反应（捏脚趾或眼睑反射）、体态（猪的下颚）、生理数值（心跳、呼吸速率等），判断动物是否到达合适的麻醉深度。可同时采用多项指

标来评估动物的麻醉深度。可依据临床需求（麻醉所需要的时间与深度）或过往使用的经验，对研究影

响最少及对动物造成最少的紧迫与不适，术后甦醒及复原良好等的考量，来选择

麻醉药物，如设备允许的情况下采用气体麻醉，可有效增加手术操作人员控制麻

醉深度与时间，提高动物存活率。挑选动物可轻易代谢、转化或排出的药物，减少实验数据的误差值。1.3.4

无菌手术操作无菌器械应放置于无菌布巾上，任何疑似被污染的物品都应立即更换。操作过程中确保布巾的干燥与干净，并有足够空间摆放洞巾钳、缝线等工具。请将双手保持在布巾的無菌區域中，若雙手不小心觸摸到無菌區域以外或手術手套破損，

请立即更换。为了避免组织伤口的感染、愈合时间延长及切创处伤口裂开，请尽

量减少手触摸脏器的次数，小心并轻柔地拿取，或使用器具拿取，并记得定时湿润暴露的腹腔脏器。选择适当的缝线种类与尺寸及缝合方式，可避免伤口裂开与愈合时间延长。

建议手术前可先与兽医师讨论相关细节。1.3.5

手术监控动物于麻醉的清况，应进行持续监控，包含呼吸、体温、血压、心跳等基本生理数值，藉由生理数值的表现来判断动物麻醉的深度与对手术操作的反应。由於囓齒類動物容易迅速的散失熱量導致體溫下降，應特別注意體溫的維持，如使用電熱毯、熱水袋、保溫燈（避免動物燙傷）等設備來進行保溫作業。尾部、耳朵和腳趾處也容易散失熱量，若動物體溫降低的話，會延長麻醉恢復期，并增加

并发症产生之风险。动物在手术过程中也有丧失大量体液的可能性，多发生在体腔暴露导致体液外流或蒸发，血液流失。囓齿类动物體型較小，體液含量較少，更容易發生體液流失的現象；為了避免體液流失，可皮下給予加温的无菌等张输液如生理食盐水，

给予量约为体重的3-5%。手术过程中藉由使用电烧或血管结扎来控制血液的流失。动物手术后应持续监控饲料与饮水的摄取量及动物复原情况。181.3.6术后照护与纪录术后照顾程序中的一项重要内容是在麻醉及手术恢复期间对于动物的观察与适时的协助。监控的频率会依照动物种类及手术类别而有所不同，在麻醉恢复

期间可能需要较高的监控频率。在此期间，动物应该被安置在干净、干燥及舒适的场所，并由受过培训的人员经常的给予观察。若动物于手术麻醉过程中，采用气管内管及呼吸器，手术后应持续观察动物呼吸的情况，直到动物能自主呼吸为止才能移出呼吸辅助器具。应持续进行手术

后的监控与医疗照护纪录：纪录项目可包含基本生理数值。特别要注意动物是否

有持续流血或脱水的现象，判断是否应给予输液补充，伤口的清理、给药与包扎，

体温的维持（保温灯或加热垫）及疼痛管理；纪录应持续到动物完全甦醒，可自

由行动并能饮食饮水为止；故手术后的观察应维持至少三天，若为重大手术或动物发生术后的并发症时，应延长观察的天数。手术后疼痛与发炎现象会依手术的种类而持续不同的时间，未适时舒缓疼痛

会让动物减少活动力，可能导致动物摄食及饮水的欲望，阻碍手术部位的复原，故手术后止痛药、抗生素、抗发炎药及其他药物需持续给予，直到动物能恢复正常活动为止。手术后7-14

天应移除动物皮肤上的缝线或钉针，中大动物可在手

术后10

天再评估是否可移除了。应在动物病历上记录移除缝线的日期，此时可视为动物从手术中完全复原了。1.3.7

人道安乐死安乐死是一种人道处死动物的动作，此方式可以在无痛苦或焦虑的状态下迅速将动物导入无知觉及死亡的状态。任何安乐死措施都应该符合美国兽医师协会

（AmericanVeterinaryMedical

Association，AVMA）安乐死的指导原则或农委会

「实验动物照护使用指引」附件二实验动物疼痛评估、人道终点及安乐死方法指

导原则。安乐死可以被规划在实验计划终止时执行且为必要的措施，或者是当止痛剂、

镇静剂、或其他治疗都无法减轻疼痛或紧迫时所采用的方法。采行安乐死的判断標準，包括與計畫有關的特定終止時機（例如某些身體或行為功能丧失的程度，或肿瘤大小）。这类标准可以让兽医师和研究人员快速作出判断，同时确认终止

时机是人道的。191.4

参考文献1.林聪贤等人，（2018），「实验动物照护及使用指引」，行政院农业委员会，台北。2.

张维正译，（2015），「实验动物照护及使用指南第八版」，中华实验动物学会，

台北。3.

陈炯东等人，（2018），「实验动物个体福祉评估指标分析技术报告」，中华实

验动物学会，台北。4.陈炯东等人，（2018），「实验动物科学（基础篇）」，中华实验动物学会，台北。5.ASR

[Academy

of

Surgical

Research].

2009.

Guidelines

for

training

in

surgicalresearchwithanimals.JInvest

Surg22:218-225.6.AVMA[AmericanVeterinaryMedicalAssociation].2002.AReportfromtheAmericanVeterinaryMedical

Association

AnimalAirTransportationStudyGroup.

Schaumburg,IL:AVMA.7.AVMA.2007.AVMAGuidelinesonEuthanasia.

Schaumburg,IL:AVMA.8.HomeOffice（2007）

Statisticsof

Scientific

ProceduresonLiving

Animals,GreatBritain2006.TheStationeryOffice,London.9.HomeOffice.Consultationonoptionsfor

transpositionof

European

Directive2010/63/EU

on

the

protection

ofanimals

used

for

scientific

purposes.

SummaryreportandGovernmentresponse.May2012.20大纲章节学习目标第一章绪论1.使读者了解实验动物对医学发展的贡献：过去、当今与

未来。2让.读者对于我国接轨国际发展实验动物的历史有概念，进而引发其对实验动物照护及使用的品質要求。第二章动物福祉1.使读者了解何谓动物福祉？介绍各国动物保护法的演进

及做法。2.介绍国际最新3R观念、技术发展等相关资料。3.最后让读者思考动物福祉要做到什么程度？动物福祉该如何评估。第三章管理篇第一节实验动物物种1.使读者了解常见的实验动物有那些？也对品种、品系有初步的概念。2让.读者对于平常听到台湾弥猴、兰屿猪，亦是台湾特有

的实验动物物种，感到新奇，进而引发学生对实验动物

的定义、遗传及饲育条件产生好奇。第二节实验动物的照护：标准订定的理论基础1引.导读者从动物保护及动物福祉的概念，延伸至饲养与

管理人员之编制与责任。2.实验动物需要在所处的设施中对其环境进行控管，以避

免会造成实验偏差的变因，因此需要思考哪些基本的饲

养环境条件、营养需求项目是必须被了解与管理？第三节实验动物的遗传

控制与育种1.使读者了解藉由控制和改变原物种或品系的遗传物质、

发育历程和必要的环境条件，以成为实验动物之育种保/

种的概念。2说.明国内引进国外基因剔除（Gene

knockout）的动物而想留种造成基因控制的问题。附件

1-1实验动物科学（基础篇）各章节学习目标21大纲章节学习目标第四节设施管理1.使读者了解一个实验动物设施的基本设计、日常营运机

制，如饲养设施管理、基础饲养环境、动物饲养管理、物料管理、设施安全卫生、动物购买及健康检疫、设施与物件洁净、职业安全卫生、教育训练等。2.希望读者以「同理心」为出发点去感受动物的需求、喜好、不安，致力改善而营造出契合动物习性及行为的情

境，并兼顾人员安全等环境，为「人道」及「友善」作最

佳注解。3.在实务中常会遇到空间不足、机器故障、人为疏失而产

生很多突发的紧急事件，因此希望能引导学生五流（动

物流、人流、物流、空气流、废弃物流）的防疫概念，学

习应变处理能力，达到避免交叉污染的状况。第五节动物实验设计1.

针对没有统计学背景或经验的从业人员，希望应用统计

数据来帮助他们得出有效可靠的结论最小化所需的动物数量。如果读者希望更理解实验设计和统计背后的数学分析，可閱讀更高級的教科書。2.一个实验研究的成功与否，除了有完备的科学逻辑设计外，是否具有意义的基本条件，便是该实验设计及资料

分析是否符合统计学方法。3.利用这些技术将会确保实验以有逻辑的方式进行，应该导致可靠和可重复的結果。倘若能最大化一個實驗所得的信息，预期需使用的动物总量便可降至最低。第六节计划（protocol）申请之审查与监督管理1.

了解国内实验动物使用与管理之法源及概况。2认.识实验动物照护及使用委员会或小组（

InstitutionalAnimalCareandUseCommittee，IACUC）。3解.释提交动物实验计划书之目的、应注意之重点、审查的程序及动物实验计划书通过后之监督管理。第七节医疗照护管理1让.读者了解实验动物兽医师的职责，包括动物防疫与调

适、医疗处置与照护、动物福祉的评量基础以及苦痛的减缓、防范与终结、实验动物的健康与疾病监测、手术前中後的照護計畫等。2引.导学生感受疼痛等级及分类，例如行为学研究的电击

属于第几级？是否须投药控制疼痛？记忆与制约反应？

不同案例要参考什么？大鱼、小鱼的疼痛评估等，实例

探讨引发问题进而学习答案。实验动物科学（基础篇）各章节学习目标（续）22第二章动物模式人类疾病动物模式对疾病的病理生理学探索和开发新型治疗药品扮演关键作用。随着科学的进步，人类不断寻求各种可能的方式达到使疾病减少并减轻其

所带来的痛苦，从低等生物如细菌、霉菌、寄生虫等，到动物器官、组织、细胞与胚胎等之体外（in

vitro）实验，再到所谓的体内（in

vivo）实验等。体内实验

则分为非哺乳类与哺乳类动物，由于哺乳类与人类在生物学上的相近性，以哺乳类为主的体内实验便渐渐成为主流，并且对于20世纪人类健康产生极大的贡献。

然而由于人类疾病的多样性，并非在所有动物身上都可产生与人类相似的疾病，或者同一种人类疾病可能在不同动物品种产生类似的疾病，在这当中如何选择最

合适的动物模式，以什么标准去筛选，皆成为专门的学问。实验动物模式指在动物身上进行生物、行为之研究成果，及在动物产生的先天或诱发性病理变化，在人类或另种动物有类似现象，以作为参考，此称为动物模式。一般而言，動物模式主要針對人類疾病而言，稱為人類疾病動物模式，此

种动物模式主要利用某些动物产生与人类特定疾病类似之反应，作为研究模型，促进人类对疾病的了解，同时可以避免以人作为实验对象而造成人的伤害。近年來因轉譯醫學備受重視，更是需要藉助許多人類疾病模式動物，來進行新藥開發與醫療研究，以利將基礎研究的成果與人類疾病的臨床治療發展做有效的連結。实验动物模式一般分成四类，且前两类较为常用，如表

2-1-1，表

2-1-1

实验动物模式之种类类型模式说明1实验或诱发模式（Induced

orexperimentalmodels）尝试将所研究之疾病以实验诱导方式在动物身上

表现。例如以肝脏部份切除术观察其肝脏再生或

以四氧嘧啶（alloxane）诱导糖尿病之发生。基因转殖及基因剔除动物已越来越普遍，因以人为方式引入或剔除基因，故属诱发模式；通常诱发模式

的变异大于自发模式。2自发模式（Spontaneousor

naturalmodels）又称自然实验，疾病自然发生，非由研究者所诱

导。例如裸鼠、裸大鼠或猫之神经节苷脂沉积症

（gangliosidosis），通常此类模式之再现性较高。23步骤选择考量1确.定主要问题要先确定此动物模式针对的主要问题为何，以人类疾病动物模式而言，其主要问题乃针对人类的疾病，而人类疾病种类繁多，需確定所要針對的疾病。比如說，癌症、高血壓及肝

炎，其所需的动物模式可能完全不同。2.针对动物因素选择适合的动物品种需考虑以下几项因素：l

来源：来源是否容易取得。l寿命：如寿命过长，研究所需时间亦会加长。l饲养需求及条件。l

人员操作之方便性：如容易抓取。l环境之适应力。l微生物之了解与控制。l遗传信息之了解。l品系之多元化：有近亲品系、杂交系、远亲交配种等。l

繁殖性状：是否容易繁殖，胎儿仔数如何。l价格。l

生物学特征之了解：如生理、生化、解剖及组织等之信息。l

人道及道德考量。所谓演化上与人接近的品种（如猿猴），在人类疾病动物模式之选择上不一定比所谓较低等之动物（如猫、老鼠等）更具绝对优势。有两类广义的动物模式因素需要考虑，一类指根据类似结构及相似功能（analogy）而来，另一类指根据

同质性（homology），即结构上来自于演化上同一祖先且有类似功能者。主要的

决定要素，乃根据受测试品种的病理与疾病之表现与人的相似性而定。（Svendsen,

P.&

Hau,J.,1994）要选择最适当的动物模式并不容易，需要从多重因素去考量，

然后再做整体的评估，才能作成较佳的选择。动物模式的选择原则，一般而言要考虑以下几项因素，如表

2-1-2

。类型模式说明3负模式（Negativeornon-

reactivemodels）此模式与前两模式相反，指某特定人类疾病不会发生在此动物上，例如淋球菌感染不会发生在兔子上。负模式通常可表示动物对某特殊刺激不具

反应能力，常用于对疾病抵抗机制之研究。4孤儿模式（Orphanmodels）某种疾病自然存在于某动物，但却在人类身上找

不出可对照、类似的疾病，之后才在人类身上找出

类似的疾病。例如禽类马立克病（Marek'sdisease），

牛海绵样脑病（BSE）－俗称狂牛病。表

2-1-1

实验动物模式之种类（续）表

2-1-2动物模式的选择考量24大鼠及小鼠在全世界的动物实验中占了

80%以上，主要因为：来源易、寿命短、体积小、操作易、易饲养与繁殖、环境适应快、微生物、遗传及生物学信息皆清楚、价格便宜、能培育出多种近亲品系等。以人类高血压之动物模式为例，高血压鼠（spontaneous

hypertension

rat，SHR）

为极佳的动物模式，原因如下：l临床症状：皆产生高血压，且雄性高于雌性。l

遗传：皆为多基因（polygene）之控制。l病因：皆非心脏血输出量增加，而是心血管之阻力增加。l病程：皆为生下时无病症，而随年龄之增加而明显。l病理：皆会出现左心室肥大之并发症。以此同理，在其他人类疾病方面也可选择出较佳的动物模式，如犬之心脏及

肾脏、猫之脑、青蛙之肌肉、大鼠之肠道、果蝇之基因、小鼠之肿瘤、天竺鼠之过敏、兔子的循环抗体、乌贼的巨轴突等。虽然小鼠具有生殖周期短、品系纯、遗传资料详尽、

DNA序列完整并具性腺遗传等特性的胚干细胞可供研究。然而，小鼠作为人类疾病动物模式时，和人

类生理状况相较则会有心跳太快、代谢太快、生命周期太短、基因演化变异大等

缺点。而猪只具有可畜养性，在基因、演化及内脏器官大小和人类接近，遗传与

疾病研究资料丰富等优势，亦可开发良好之动物模式。常见人类疾病之一般动物模式汇整如表

2-1-3。疾病种类说明1高.血压诱导性高血压大鼠、自发性高血压大鼠。2.癌症（1）

非肿瘤接种癌症动物模式：指先天或经由诱发可形成癌症者。如化學物致癌、病毒致癌、自發腫瘤、

致癌基因。（2）肿瘤接种癌症动物模式：一般指免疫不全动物，可

以接种人类癌症细胞而成为癌症动物模式。如诱发式免疫不全、自發免疫不全。步骤选择考量3.针对疾病因素要考量动

物之

疾

病

与

人类

疾

病是否有极高的忠实

性（fidelity），譬如临床症状、遗传、病因、病程、病理等之相似性。表

2-1-2动物模式的选择考量（续）表

2-1-3常见人类疾病之动物模式25疾病种类说明3肾.脏炎最具代表性的肾炎为红斑性狼疮肾炎，如小鼠及狗。另外

有以天竺鼠为动物模式之抗肾小管基底膜抗体肾小管间

质性肾炎、以狗为动物模式之遗传性肾炎、以

ddY小鼠为

动物模式之自发性肾病变。4关.节炎诱发性关节炎模式、自发性类关节炎模式。5.糖尿病（1）第一型糖尿病：在动物方面有不少的模式，如自发

模式、用药物或手术诱发模式。（2）第二型糖尿病：通常为肥胖之小鼠或大鼠。6.

病毒性肝炎常使用土拨鼠、非人类灵长类及鸭作为动物模式。7.

心肌病心肌病指原发于心肌之疾病，而非其它解剖部位。如原发性心肌病、擴張性心肌病、限制性心肌病、倉鼠心肌病、火雞心肌病。8.

心肌缺血猪优于狗。冠状动脉之侧枝循环：人和猪仅在少数侧枝血管发生冠状阻塞是极相似的。而狗和大鼠具丰富的侧枝。9.动脉粥样硬化在不同动物模式之间，变异很大。而不同实验动物模式都

有其价值存在，由研究人员自行判断及选择。如兔子、猪

只、狗、大鼠、鸟类、非人类灵长类。10.毒性试验主要为急性毒性试验、眼刺激、皮肤刺激、过敏性接触皮

肤炎、亚慢性及慢性毒性试验、致癌毒性试验、繁殖毒性

试验、遗传毒性试验。虽然人类疾病动物模式对人类生物医学发展有非常大的助益，但有些对于实验动物模式的「错误观念」也要在此说明：l动物是人类的迷你种。l动物模式是人类疾病的精确复制品。l

在演化上居较高等级之动物，越能预测人类疾病。l囓齿类太小，不适合于大多数研究。l

不需要特别花费人力及训练，学习有关人类疾病动物模式之生物医学。l发现一个人类疾病动物模式相等于对人类疾病的了解有重大进展。因此动物模式虽然在人类比较医学研究方面有很大的发展潜力，但仍无法提供最终解答，而仅能提供最接近之结果，后续仍需整合产业价值链，将此基础研发能量由临床前试验团队承接，如此方可加速将研究结果转换成临床应用，进而申请上市，为人类生物科技发展及健康福祉提供最大的贡献。表

2-1-3常见人类疾病之动物模式（续）26第一节囓齿类动物本章课程安排时数：10

小时本章学习目标：1囓.齿类具有繁殖能力强、遗传多样性、照护成本低等优势，是使用量最大

的实验动物，约占

80-90%左右的动物使用数量。2.介绍目前较常应用的动物模式如发炎性肠道疾病、皮肤炎、呼吸道发炎、

肿瘤、神经行为相关、糖尿病、非酒精性脂肪肝、疼痛疾病、心血管疾病、

高血压、骨关节、肌肉疾病等。3.

不同的囓齿类品系可能会比较适合某些的动物模式，在不同的模式中也会

说明。4.各动物模式主要内容包括模式建立、特性介绍、应用领域、特殊照护及福祉，并简要说明该模式成功建立的标准，以利读者学习及应用。常做为实验动物之囓齿类动物（Rodentia）品种包括大鼠、小鼠、仓鼠、沙

鼠和天竺鼠，是目前科学应用上使用量最大的脊椎动物。小鼠（Mus

musculus）

因体型小、繁殖能力强、寿命短、拥有遗传的多样性等特性且近年来基因改造小鼠大量被开发出来，可应用的研究范围很广泛，包括遗传、癌症、药物、传染性

疾病及特殊疾病模式等。另外购买及照顾的成本也较低，因此是囓齿类动物中使用量最大的实验动物。大鼠（Rattusnorvegicus）与小鼠虽然在外观上类似，大鼠如同「放大的小鼠」，

但在解剖构造上不尽相同，最明显的差异为大鼠没有胆囊。从演化的角度来看，大鼠與小鼠的差異，有如人類與舊世紀猴之間的差異性，其在实验中所代表的意

义也大不相同。20世纪以来，许多生理学研究发现多得自大鼠模式，大鼠是除

了小鼠以外，最常被用于各种医学、药品开发等生物科技研究上之实验动物。272.1.1发炎性肠道疾病动物模式（Inflammatory

Bowel

Disease

Models）前言发炎性肠道疾病（Inflammatory

bowel

disease，IBD）是

21世纪重要的全球性疾病，调查自1990-2016

年的相关公共卫生学报导指出IBD的盛行率在北美以及西欧已经达到

500/100,000

以上，而原本认为盛行率不高的亚洲、非洲及南美洲，也随着工业化的程度在近

30

年来有明显的增加。IBD

主要分为两型：溃疡性结肠炎（ulcerativecolitis，UC）及克隆氏症（Crohn’sdisease，CD），在近年来的调查中

UC

与

CD

两型约各占一半。在病理上，UC的特征在黏膜上皮的破坏与发炎，

CD的特征在肠道上皮增生与黏膜下形成的肉芽肿病灶。一般而言，

IBD被认为是一种慢性、进行性的肠道发炎反应，但由于IBD的病因复杂，可能

来自于肠道微生物环境或病患遗传因子调节的免疫反应不平衡，因此选择适当的

IBD

疾病动物模式，对于厘清新药对于

IBD的药效相当重要。

常见

IBD模式一般而言，IBD

疾病动物模式多在小鼠上建立，常分为三大类型：（1）.基因改造小鼠的自发性

IBD模式小鼠经基因改造后常造成免疫反应的不均衡，走向容易发炎的体质。因此不

论是传统的基因剔除（genetic

knock-out，KO）、基因转殖（gene

transgenic）或

致病基因嵌入（gene

knock-in），都可以成为制作

IBD

疾病动物模式的手段。在

基因剔除小鼠的

IBD

疾病动物模式，常见的有

IL-10、IL-2及其受体、TGF-β

等

细胞激素缺陷的小鼠，或是涉及免疫细胞活化的基因如

Runx3、JAK3、SHIP1

、

STAT3、Blimp

等基因缺陷小鼠。另一方面藉由促进发炎反应如

CD40L、soluble

B7.2、LIGHT、TNFSF15

基因转殖小鼠也都是可以造成

IBD的基因改造小鼠。

利用这类的基因改造小鼠作为IBD

疾病动物模式的优势在于发病率稳定，且机

制清楚，然而由于这类动物多在与环境因子的交互化作用下，才会发病，因此发病的病程常常变异度较大，病程也拖延的较长，发病状况也较为不稳定。举例而言,IL-2KO

小鼠在无特定病原（specific

pathogenfree，SPF）与无菌（germ-free

，

GF）环境中都会发生IBD的症状，但IL-10KO小鼠，在没有螺旋杆菌（Helicobactor28spp.）的环境中则不会有

IBD

状况。此外，这类模式适用于已清楚知道药物机转时，再选择适当的基因改造模式是最重要的考量。（2）.利用免疫细胞移植造成不均衡的肠道发炎反应增加自体反应

T

细胞（auto-reactive

T

cells）的比例或减少抑制发炎反应的

调节型

T细胞（regulatory

T

cells）也可以造成

IBD

疾病动物模式。目前最常见

的

IBD

疾病动物模式是利用移植初始型CD4T细胞（CD45RbhiCD25-CD4+naïveT

cells，也就是去除调节型T细胞的CD4

T细胞群）到缺乏

B、T细胞的免疫缺

陷

小鼠诱发自体免疫性的结肠

炎。另

一

方面，移植初始型CD8T

细胞

（CD62hiCD44loCD8+

naïve

T

cells）也同样会诱发

IBD

疾病动物模式，其主要

的原因是自体免疫

CD8T细胞会活化成为表现大量IL-17的发炎性CD8T细胞。

这类模式的优点在于病程容易控制，通常在移植后

2-3周会有明确的发炎反应发

生，且在

4-6周间可以达到试验终点，对于疗程的安排也方便明确的规画。另一

方面，这样的

IBD

疾病动物模式在组织病理学上的观察也符合

CD的疾病动物

模式，因此若是以治疗

CD

为主要诉求的新药，强烈建议利用此一类疾病动物模

式。正如前述，这类疾病动物模式是去除调节型

T细胞，破坏发炎与抗发炎反应的平衡为主的致病机转，因此模式建立时移植的纯真型

T

细胞纯度（purity）成

为最重要的关键因子，模式的成功与否将建立在是否能大量纯化出高纯度（纯度

>90%）初始型T细胞技术上。（3）.化学药物造成肠道上皮细胞发炎的

UC疾病动物模式利用饮水给予

1-5%

葡聚糖硫酸（Dextransulfatesodium，DSS）是目前最常见的化学药物诱发IBD的疾病动物模式，其主要的机制是对肠道的上皮造成伤害如溃疡般的病灶，当上皮细胞的物理性障壁被破坏，肠道内的微生物进一步刺

激黏膜下的细胞造成肠炎，这样的疾病动物模式在组织病理学上的病灶正如同

UC，因此是绝佳的

UC

疾病动物模式。DSS诱发

IBD

疾病动物模式的优势在可

以让病程短到一周内达试验终点，诱发效果佳，也可以利用投予

DSS的排程，模拟

IBD病人反覆长期的发病过程，因此是目前常用的

IBD疾病动物模式之一。值得注意的是，前述的基因改造动物，可能会依其致病机转，对于

DSS诱发

IBD

疾病的敏感性大不相同，如

IL-10

KO

小鼠属于

DSS

敏感性高的品系，但

CD40LKO

小鼠则对于

DSS诱发

IBD

疾病的敏感性不高；喂食或是由肛门注入三硝基29苯磺酸（Trinitrobenzenesulfoneacid，TNBS）或是恶唑酮（Oxazolone）也是常见的IBD

疾病动物模式，这类化学品主要诱发肠道细胞的发炎反应，但不同品系

小鼠诱发状况各有不同，TNBS模式适用于

SJL/