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1、实验动物标准化,单 位：医学实验中心,斑马鱼（开发心脏类药物的斑马鱼模型）,C. Geoffrey Burns和同事研制出一种监测斑马鱼心脏跳动的自动荧光显微分析法。他们将用绿色的荧光标签置入斑马鱼胚胎的心肌膜中。利用这种转基因斑马鱼，他们精确地测量出每分钟心跳的速率。Burns和同事用这种方法测量了斑马鱼的心脏对影响心脏速率的药物的反应，如对抗雌激素药物“它莫西芬”的反应。,一、实验动物标准化的意义 二、实验动物标准化的内容 三、实验动物标准化的实施,4,一、实验动物标准化的意义 实验动物是生命科学发展的基础和重要的支撑条件，涉及到医药、卫生、科技、教育、环保等行业，直接关系到人类的身体健康
2、和公共卫生安全。,5,在药品、生物制品、农药、食品、化妆品、化工产品、进出口商品检验等实验中，实验动物总是作为人类的替身，承担安全性评价和效果实验。,6,世界上生物医学论文的60%以上是采用实验动物进行的。 生命科学领域内，研究课题的确立、成果水平的高低等都决定于实验动物的质量，否则科学实验就不能在时间、空间和研究者之间进行比较，科研成果和论文不能在国际上进行交流，得不到国际上的公认，可能被看做一堆废纸，实验结果科学性将会受到质疑，生命科学研究不能走向世界。,7,实验动物在生命科学领域被称为“活的试剂”、“活的测定器”、“活的精密仪器”等。在动物实验时，要有高标准的要求，以保证实验研究。,8,
3、动物实验的目标是追求能精确反映实验过程的可靠数据。要维持其可靠性，就应努力消除非恒定环境因素对动物的生理生化活动引起的变化。否则，在对实验数据进行分析和综合时，对于其中出现的数值波动和问题，就极难进行确切的评价。,作用如此重大的小动物，一旦出现问题便会带来严重的后果。 制药和化学工业产品如不用实验动物进行安全试验，给人类应用将会造成十分严重的恶果。如1962年，原西德某药厂生产一种安眠药反应停（Thalidomide），推广给孕妇使用，结果在若干年内发现畸胎发生率增高，究其原因就是与孕妇服用反应停有关。,如在兽医生物药品制造上，由于猪瘟疫苗生产和检定上没有适当合格的动物，曾经在内蒙、陕西、四川
4、、河南、河北、湖北、广东等地，不断发生因接种疫苗后猪大量死亡及疫病扩散的事故，造成很大的损失和不良的政治影响。,生物制品工作中，由于没有SPF（无特定病原体）鸡，鸡胚污染白血病毒，所生产的麻疹疫苗等人用疫苗和鸡马立克氏病弱毒疫苗等禽兽用疫苗，出口受到影响。,我国最著名的克山病研究科学家，某医大教授1980年去日本交流经验时，宣读了“克山病的研究论文”引起了日本医学界的重视，但当对方了解到他所使用的动物是来源历史不清的一般动物时，则认为其“实验结果的科学性不强”。研究成果没有得到世界同行的认可。 我国最有价值的新药青蒿素，也同样由于使用了不合格的实验动物而不能进入国际市场，被国外同行抢先注册，失
5、去了独立知识产权。这类例子并不少见。,2001年6月，正当我国申报奥运会的关键时刻，北京某大学发生了令人震惊的小鼠流行性出血热病毒感染疫情，导致1名院士死亡、700多名师生受到感染被紧急接受治疗，政治影响非常严重，直接经济损失达数千万元。这类例子并不少见。,医学研究的主要任务是预防与治疗人类的疾病，保障人民健康。它是通过临床研究和实验室研究两个基本途径来实现的，而不论临床研究还是实验室研究均离不开使用实验动物。 根据统计，世界上生物医学研究论文的60%以上是采用实验动物来进行的。 可见动物实验在医学的发展过程中起着极其重要和推动性的作用。,历史的沉痛教训，经济和科学发展的需要，都证明我国亟待把
6、实验动物科学搞上去，为各学科研究提供和在实践中使用各种标准化的实验动物。,但由于实验动物品种系复杂，保持质量标准困难，规格要求严格，可使用的时间短促，无法控制的繁殖规律，对于生活环境依赖性高等特点，决定了它比其它工业产品更难生产，常可造成在生产和流通过程中的特殊困难。,17,二、实验动物标准化的内容 1.实验动物的遗传学控制（标准化） 2.实验动物的微生物学控制（标准化） 3.实验动物的环境控制（标准化） 4.实验动物的营养学控制（标准化） 专业机构、资质认证、国家标准、合格证制度等实现所有的标准化内容。,按基因纯合程度的分类,近交系(Inbred strain animals or pure
7、 lines ) 封闭群(Closed colony or outbred stock ) 突变系(Mutant strain ) 系统杂交动物(Hybrid Colony),一.近交系基本特点,(一)概念 1近交:群体中有意识地选用遗传学上血缘关系较近的雌雄个体,既有共同祖先的个体(兄妹,父女,母子)之间进行交配. 作用:种群接近纯和. 培养近交系必须手段,以兄妹交配为多,近交引起变化,近交衰退:生长,成活,生育,抗病,适应性减退 原因:隐性有害基因暴露 破坏多基因平衡 育成的近交系,为保持遗传特点,必须继续近交,并不得有遗传漂变,突变和遗传污染发生.,4.近交程度,群体内个体之间的关系 (
8、1)近交系数:根据近亲交配的世代数,将基因的纯化度用百分比来表示. 即群体中某个体通过遗传携带两个同源 等位基因的概率,(2)血缘系数(Rxy):群体中个体之间基因的相似程度. 同卵双生Rxy: 100% 亲子Rxy: 50% 近交系Rxy几达100% (实际为 99.6%),近交系动物 (Inbred strain animals or pure lines ),经至少连续20代以上的全同胞兄妹交配培育而成，品系内所有个体都可追溯到起源于第20代或以前代数的共同祖先，近交系数高达99.6%，这样培育而成的品系动物称之为近交系。,近交系的亚系 （substrain or sublines）,在
9、培育近交系的过程中，由于杂合子的基因分离，基因突变系的产生及抽样误差而造成的遗传趋异的动物称为亚系动物。,近交系的命名,A、CBA C3H AKR（F?+12） C3HfDBA/1 AeB DBA/1、DBA/2 C57BL/6J，C57BL/10J,近交系动物特征,遗传基因位点纯合性 长期遗传的稳定性 表现型的一致性 遗传物质同源性 遗传特征的可辨性 遗传组成的独特性 生活力的衰退 对外界因素的敏感性 国际分布的广泛性 背景资料的可查性,近交系的应用,由于近交系具有良好的、适合实验要求的遗传特性，被用在众多的实验领域，而且可减少每批次实验的动物用量，容易获得有统计学意义的实验数据。它们是胚胎
10、学、生理学、遗传学研究的理想材料，也用于药效试验、安全评价等的动物实验。进行组织或肿瘤移植实验时，制作某些有遗传因素的人类疾病的动物模型时，近交系是必不可少的材料。,28,封闭群： 封闭群动物是指一个种群在五年以上既不以近交形式进行交配，也不从外部引进新种，仅在封闭条件下的一定群体中进行随机交配繁殖的动物群。,实验动物的遗传学控制,29,封闭群动物保持了相当程度的杂合性，从而避免了近交衰退的出现。所以，生活力、生育力比较强，具有繁殖率高、每胎产仔数高、每胎间隔短、子代死亡率低、抗病力强、寿命长等特点，因此可以大量生产。成本低。广泛应用。 常用的封闭群动物：KM小鼠、NIH小鼠、ICR小鼠、Wi
11、star大鼠、SD大鼠、大耳白兔等。,实验动物的遗传学控制,30,国家建立统一的实验动物种子中心、实验动物种源基地。 我国有 个种子、种源基地，全国所有生产单位需要实验动物均需到这些种子、种源基地购买。 国 家啮齿类实验动物种子中心；国家遗传工程小鼠资 源基地；实验禽类种质资源基地；实验兔种质资源基 地；实验用小型猪种质资源基地；实验犬种质资源基 地；实验灵长类动物种质资源基地。,实验动物的遗传学控制,突变系动物 （Mutant strain animals ）,由自然突变，或经人工诱导，使动物正常染色体上的基因发生突变，动物表现出某种遗传缺陷，且这种特异的遗传性状能够维持稳定的遗传品质。这种
12、变化了的能保持遗传基因特性的品系，称之为突变系.如裸鼠、糖尿病大鼠.,基因突变动物在遗传学上不是一个单独的遗传类别，它涉及近交系和封闭群两类动物。 基因突变发生在近交系即为同源突变近交系； 基因突变发生在封闭群，即为封闭群突变种。,常用的突变品系,其它还有各类突变模型动物先天性畸形、各种肾异常、巨结肠小鼠、睾丸雌性化或假两性畸形大鼠、隐睾症、新西兰高血压大鼠、各种神经麻痹、各种中枢神经异常、苯丙酮酸尿症、自身免疫性疾病、无毛小鼠、裸小鼠、裸大鼠等。,突变系动物主要应用,遗传机制的研究，如作染色体的基因定位; 人类疾病的动物模型，是这类型动物的最主要的应用领域。 利用免疫缺陷动物作环境质量监测。
13、,系统杂交动物 Hybrid Colony animals,两个没有关系的近交品系动物之间，进行有计划的交配，其繁殖的第一代，称系统杂交动物或F1。,系统杂交动物特点,具有杂交优势，生命力强，表现为适应性和抗病力强，繁殖力高，没有近交系那种近交衰退的现象; 具有与近交系动物相类似的遗传均质性，因而动物试验的可重复性好; 国内、外广泛采用，分布广，研究结果便于类比和交流。,系统杂交动物应用,系统杂交动物被广泛地用作各个领域动物实验的材料。尤其是在生物医学的实验研究中有特别的用途。,40,（二）实验动物的微生物学控制 1.实验动物微生物质量控制的意义 (1).感染后导致人发病甚至死亡 人畜共患疾病
14、的控制。普通环境和野外捕捉的动物都可能携带危害动物和人类健康的病原体。如：念珠链杆菌，大鼠鼻咽中常见的细菌，如果人被携带这种细菌的大鼠咬伤，可引起鼠咬热，不及时治疗可危及生命。,41,(2).引起实验动物的疾病和死亡 这类病原体不影响人类的健康，但是可以引起实验动物的疾病和死亡。如小鼠的鼠痘病毒，对于小鼠是致命的，不感染人。,实验动物的微生物学控制,42,(3).干扰动物实验结果 大多数情况下，动物感染病原体之后并不出现临床症状，但是潜在的感染，能严重影响动物实验结果。 如小鼠肝炎病毒感染，可引起肝脏转氨酶升高等。,实验动物的微生物学控制,43,2.实验动物微生物等级划分 依据实验动物微生物、
15、寄生虫控制程度，按照相应国家标准分四个等级： 基础动物 清洁级动物 无特定病原体动物 无菌动物 国标中，由于实验动物种类不同，又有具体规定：,实验动物的微生物学控制,44,大鼠、小鼠：（三个级别） 清洁级、无特定病原体级、无菌级。 家兔、豚鼠、地鼠：（四个等级） 基础级、清洁级、无特定病原体级、无菌级 。 犬、猴：（两个级别） 基础级、无特定病原体级。,实验动物的微生物学控制,（二）实验动物的微生物学控制： 按对微生物的控制的程度，可以将实验动物分为五类，即： （）无菌动物（GF）； （）悉生动物（GN）； （）无特定病原体动物（SPF）； （）清洁动物（CL） ； （5 ）普通动物（CV）。
16、,1. 普通动物（Conventioal animals，CV） 是未经积极的微生物学控制，要求必须不带有人兽共患病和动物烈性传染病原体，普通地饲养在开放卫生环境里的动物。 鼠应排除鼠痘病毒、流行性出血热病毒、沙门氏菌、皮肤真菌和链球菌、弓形体及对人体和动物有较大危害的病原体。普通动物只能供教学和一般性实验，不适用于研究实验。,2清洁动物（Clean animal,CL） 要求在CV的基础上，还须不带有对动物危害大和对科学研究干扰大的病原体。清洁动物是根据我国国情而设定的等级动物，目前在我国已适用于大多数科研实验，是国内科研工作主要要求的标准级别的实验动物。,3无特定病原体动物（Specefic pathogen-free animals，SPF）： 是指机体内无特定的微生物和寄生虫存在的动物，简称SPF动物。但非特定的微生物和寄生虫是允许存在的，故其实际上就是指无传染病的健康动物。 国际上公认SPF动物适用于除特殊要求外的所有科研实验，已成为国际标准级别的实验动物，其使用量不
