实验动物的特点

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1、实验动物的特点及作用山东省实验动物中心王可洲一、实验动物的特点根据实验动物的定义和科学研究的要求 ，实验动物具有以下特点： （一）经过人工培育，遗传背景清楚 （二）质量实行控制 （三）环境实行控制 （四）应用范围明确实验动物的特点（一）经过人工培育，遗传背景清楚未经人工培育（如野生动物）或不同遗传背 景的实验动物其遗传物质有较大差异，表现出不 同的生物学特性，因而对实验处理的反应也不尽 相同，这样可能会影响实验结果的准确性和可靠 性。因此实验动物必须是经过人工培育，使其遗 传特性均一，背景明确。只有这样，才能保证实 验动物对实验处理反应的一致性和实验结果的可 靠性。根据实验动物的遗传学特点，将

2、实验动物 分为近交系（Inbred strain）、封闭群（Closed Hybrid colony）和杂交群（Hybrid colony）。（二）质量实行控制实验动物在生产过程中和动物实验过程中的 质量也直接影响实验结果的可靠性，因此，无论 是在在实验动物生产繁育过程中还是在动物实验 过程中，必须对实验动物质量即其携带的微生物 和寄生虫实行控制。根据对实验动物微生物和寄 生虫的控制程度，我国目前将实验动物划分为4个 等级：普通级动物（Conventional animal，CV） ；清洁级动物（Clean animal，CL）；无特定病 原体动物（Specific pathogen free

3、 animal，SPF ）；无菌动物（Germ free animal，GF），其中 包括悉生动物（Gnotobiotics animal，GN）。实验动物的特点（三）环境实行控制为保证实验动物质量，实验动物必须饲养于 达到一定要求的环境中，即要对实验动物的环境 实行控制。实验动物生产繁育设施以及动物实验 设施环境的优劣，直接影响实验动物质量和动物 实验结果。不同等级的实验动物必须饲养于与之 相适应的环境设施中。目前我国按国标（ GB149252001）将实验动物环境设施分为3 类：普通环境、屏障环境和隔离环境。实验动物的特点（四）应用范围明确实验动物是用于科学研究、教学、生产、检 定以及其他

4、科学实验的动物，其应用领域广泛， 包括医学、药学、产品质量检验、生物制品、轻 工业、食品工业、农业、畜牧兽医、环保、国防 、航空航天、乃至实验动物科学本身等。在研究 人类生命现象方面，实验动物作为人类的“替身” 和“活的精密仪器”，为科学发展、人类的生存和 健康服务。实验动物的特点实验动物与试验用动物和其他动物不同 ，一般来说，凡是以研究、实验、教育、药 品生产等为目的而使用的动物通称为实验用 动物（Animal for research），包括实验动 物、野生动物、经济动物、观赏动物等。实验动物与其他动物的区别 实验动物：是专门供医学、药学、生物学、兽医 学等领域的科研、教学、医疗、检定、诊

5、断、生 物制品的需要而驯养、繁殖、育成的动物。其遗 传背景清楚、质量和环境实行控制。 经济动物:（Economical animal）：是指作为人 类社会生活需要（肉、乳、蛋、皮毛用等）而驯 养、培育、繁殖生产的动物。 野生动物:（Wild animal）：是指作为人类需要从 自然界捕获的未经人工繁殖饲养的动物。 观赏动物:（Exhibiting animal）：是指供人类玩 赏（宠物）和游人玩赏而饲养的动物，如犬、猫 等。实验动物与其他动物的区别由于经济动物、野生动物以及观赏动物与实 验动物相比其生物学特性、遗传背景、质量控制 和环境控制等都有一定的不确定性，因此应用这 些动物进行科学实验其

6、结果往往出现较大误差而 降低实验结果的准确性和可靠性。所以在科学实 验中经济动物、野生动物以及观赏动物要慎用。实验动物、野生动物、经济动物、伴侣动物 的区别见下表。实验动物与其他动物的区别实验动物与其他动物的区别各类动物的区别动物人工培育繁殖遗传背景物种来源微生物寄生虫用途实验动物严格人工明确明确人工控制科学实验野生动物未经自然不明确不明确自然选择生态保护经济动物一定程度人工一般一般一般发展经济观赏动物一定程度人工一般一般一般观赏二、实验动物在生物医学中的地位及作用 实验动物是生命科学研究的基础和重要 支撑条件。目前，几乎所有的生命科学领域的 科研、教学、生产、检定、安全评价和成果评 定都离不

7、开实验动物，实验动物被称为“活的 仪器“，有着不可替代的作用。在现代科学的 带动下，实验动物学已发展成为一门综合性的 新兴学科，其发展和应用程度被作为衡量一个 国家、一个地区、一个部门或行业，特别是生 物医学发展水平的重要标志。二、实验动物在生物医学中的地位及作用21世纪将是高科技激烈竞争的年代，现代医 学及生物高科技已成为时代竞争的热点和制高点 ，因此，实验动物科学倍受重视。发达国家每年 都投入大量资金，以促进实验动物学的发展。实 验动物在科学研究中占有重要地位，如美国生物 科学课题投资的40%涉及实验动物，60%的生物 学课题需要实验动物。美国肿瘤研究中心，每年 的研究经费为2.2亿美元，

8、而需要利用实验动物进 行研究的课题占1.4亿美元。有人统计，我国生物 医学科研课题的60%以上需要实验动物。由此可 见实验动物在科学研究中所占的重要位置。 （一）生物医学乃至生命科学的发展离不开实验动物回顾生物医学发展的历史不难发现，许多具有里程碑 式的或划时代的研究成果，往往与实验动物及动物实验密 切相关。生理学家巴甫洛夫曾经指出，“没有对活动物进 行实验和观察，人们就无法认识有机世界的各种规律，这 是无可争辩的”，“整个医学，只有经过实验的火焰，才能 成为它所应当成为的东西”，“只有通过实验，医学才能获 得最后的胜利” 。这些论点，已经并且正在被医学发展的 历程所证实。 （一）生物医学乃至

9、生命科学的发展离不开实验动物根据国际上有的部门统计，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，半数左右的诺贝 尔医学奖项目成果的取得离不开实验动物。以实验性科学 为主的学科如生理学、病理生理学、药理学等绝大部分论 文是使用实验动物来完成的。由此可见，离开实验动物和 动物实验，很难设想生物医学的发展。由此可见，近代生 物医学与现代生物医学的发展，始终离不开实验动物。2007年，美国科学家马里奥卡佩基、奥利弗史密斯 和英国科学家马丁埃文斯。他们的一系列突破性发现 为“基因靶向”技术的发展奠定了基础，使深入研究单个 基因在动物体内的功能并提供相关药物试验的动物模 型成为可能。 基因

10、打靶技术 小鼠胚胎干细胞技术 (二)实验动物已成为支撑生命科学发展的要素人们经过长期实践总结出支撑生命科学发展 的四大要素，即AERI：A是实验动物（Animal） ，E是设备（Equipment），R是试剂（Reagent ），I是信息（Information）。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，必要的文献信息，已是容易办到的事 。随着生命科学的发展，实验动物也得到了重视 。（三）实验动物在许多领域得到了广泛应用1生命科学研究方面 2制药及生物制品方面 3化学工业和重工业方面 4畜牧科学方面 5农业科学方面 6健康相关产品方面 7环境保护方面 8国防、航空

11、航天、军事科学方面 9国际贸易方面 10其他方面应用领域1生命科学研究方面生命科学中，人类的健康和福利研究离不开应用实验 动物。在对人的各种生理现象和病理机制及疾病的防治研究 中，实验动物是人的替难者。譬如，癌症是威胁人类健康的 最大疾病，由于在肿瘤的移植、免疫、治疗等研究中使用了 裸鼠、悉生动物和无菌动物，对各种恶性肿瘤的致癌原因， 尤其是化学致癌物质、病毒致癌、肿瘤的病毒、免疫、治疗 等方面和研究有了极大的进展，计划生育研究有相当大的工 作是在动物身上作的。各种疾病，如高血压、动脉硬化、心 脏病等发病、治疗与痊愈的机制及其生理、生化、病理、免 疫等各方面的机理，都经过动物实验加以阐明或证实

12、。有许 多课题的研究离开了实验动物就寸步难行。目前，对于生物 学的研究已进入分子水平，而这一领域大部分研究材料也是 来自实验动物。2制药及生物制品方面新的药品必须通过大量的动物实验来进行严格的安全 性有效性评价，其中包括动物急性、亚急性及慢性试验，三 致试验（致畸、致癌、致突变），包括以啮齿动物、犬或猴 等不同进化程度的动物进行试验，证明对人体安全可靠后， 方能报有关部门审批，申请生产批号。药品在正常生产过程 中，产品也要通过动物实验进行安全性检验，以保证产品的 安全性。如1962年，西德某药厂生产一种反应停（ 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

13、原因就是与孕妇服用Thalidomide有关 。实验动物不仅是生物制品安全性有效性评价的必不可 少的工具，也是其生产的原料，如牛体制备牛痘苗，猴肾制 备小儿麻痹症疫苗、以地鼠肾制备乙脑及狂犬疫苗，以SPF 鸡胚制备麻疹疫苗以及以兔生产各种免疫血清、马体制备白 喉、破伤风或气性坏疽等血清等。 应用领域被反应停夺去胳膊的孩子们 反应停致短肢畸形3化学工业和重工业方面化工等工业的劳动卫生措施，特别是各种职 业性中毒（如铅、苯、汞、锰、矽、酸、一氧化 碳、有机化合物等）的防治方法，在重工业上， 对有害物的鉴定和防治都必须选用实验动物进行 各种动物实验后才能确定。应用领域应用领域4畜牧兽医科学方面兽药的

14、研发和鉴定、兽医生物制品的安全性检验 、效力检验等，都要使用标准化的实验动物。特别是 在畜禽传染病的研究工作中，常需要有合格的实验动 物进行实验。如1981年，我国某兽医生物制品厂生产 的猪瘟疫苗混有猪瘟强毒，结果注射后引起大批猪死 亡，造成国家经济的很大损失，其原因是由于制苗所 用的仔猪带毒，而安全检验用的动物数量和质量又不 符合要求所引起的。目前在兽医科学研究上，实验动 物必须符合要求。目前大多数禽用生物制品是用SPF 鸡胚制备的，使用SPF鸡胚制备的生物制品，其质量 得到了保证。应用领域5农业科学方面新的优良品种的确立除要做物理的、化学的分析以外 ，利用实验动物进行生物学的鉴定是十分重要

15、和有意义的。 化学肥科、农药的残毒检测，粮食、经济作物品质的优劣等 ，最后也还是要通过利用实验动物来确定。化肥和农药是提高农业生产的重要材料，由于未经严 格的动物实验而发生的问题很多。在合成的多种新农药化合 物中，真正能通过动物试验对人体和动物没有危害的只占 1/30，000，其余都因发现对人的健康有危害而禁用。70年 代，我国从瑞士某公司进口杀虫眯的生产流水线，但就是因 为忽略了动物的安全性试验而造成了很大损失。因为投产后 ，才从国外知道消息，杀虫眯能致癌，国外已经不用。由此 可见，用实验动物进行的安全性试验对农药、化肥等生产极 为重要。应用领域6健康相关产品方面与人们健康密切相关的吃穿用的

16、健康相关产品 ，包括化妆品、消毒产品、涉水产品，还有保健食 品等，上市销售，都要求必须先经国家指定的机构 采用实验动物进行安全性试验，以证明其对人体无 急慢性毒性，且无致癌、致畸、致突变作用，才能 供应市场。 应用领域7环境保护方面在环境保护，包括废物的、气体的、光 辐射的、声干扰的、电磁辐射的等各方面的 研究中，实验动物都是监测的前哨和研究防 治措施的标样。（如炼钢厂废水排放） 山东青啤麦芽厂污水处理实现 三级在线监测-废水池里能养鱼 经过处理之后的废水，里面养了五十多 条鲤鱼，目的就是检验水质是否达到了 水生生物生存的要求.包钢污水处理8国防、航空航天、军事科学方面各种武器杀伤效果，化学、辐射、细菌、激光武器的 效果和防护，以及在宇宙、航天科学试验中，实验动物都 作为人类的替身而取得有价值的科学数据。如我国的神州 五号宇宙飞船遨游太空之前，就用实验动物进行了大量的 科学实验。在宇宙飞船首次遨游太空时，代替人类受试作 生理试验的是实验动物。通过动物实