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1、实验动物学科发展简介,引言 -实验动物科学概念 -实验动物科学内容 -实验动物科学的地位与作用实验动物学发展概貌,一、引言（一）实验动物科学的概念实验动物科学（Laboratory Animal Science）是以实验动物资源研究、质量控制和利用实验动物进行科学实验的一门综合性学科。现代意义上的实验动物科学诞生20世纪50年代初期，融合了动物学（Zoology）、兽医学（Veterinary Medicine）、医学（Medicine）和生物学(biology)等科学的理论体系和研究成果，发展为整个生命科学不可或缺的支撑学科。半个多世纪以来，实验动物科学的发展培育了大量实验动物资源，开发了许
2、多研究技术，形成了一定规模的研究队伍，在推动生命科学诸多学科发展方面也发挥了巨大的作用。实验动物科学作为应用基础学科已经融入到许多前沿学科研究中，并由此衍生了一些分支学科，如比较医学、实验动物医学、转化医学和基因组学等。,（二）实验动物科学的研究内容实验动物科学主要研究内容包括实验动物和动物实验两部分:,（三）实验动物科学的地位与作用实验动物是“活的试剂”、“活的天平”，是四大科技支撑条件（动物、设备、试剂、信息）的首要条件，实验动物和实验动物科学成为影响研究课题的确立和研究成果水平的高低的最重要因素。反过来，实验动物科学的发展直接将许多领域课题的研究引入新的境地。近交系动物的育成将遗传学研究
3、、育种学研究、免疫学研究等开辟了新的研究思路和研究手段。免疫缺陷动物的研究对于器官移植、组织细胞移植、肿瘤学研究、免疫学研究起到了巨大的推动作用。基因工程动物使功能基因组学研究成为可能、使基因治疗基础研究成为可能。,在医学生物学领域，进行实验研究的条件可概括为AEIR四个基本条件： AAnimalEEquipmentIInformationRReagent,1实验动物科学是生命科学进步的基石,2实验动物科学对于人类健康和医药学的进步起着关键性作用随着社会的进步，生活水平的提高，作为医药学研究不可替代的重要支撑，尤其是与医学的进一步融合，比较医学和转化医学的发展和崛起，实验动物科学对于生命基本规
4、律和机理的阐明，对于人类疾病的发病机理、治疗、药物研发所起的作用越来越不可或缺。总之，实验动物科学作为现代科学技术的重要组成部分，是衡量一个国家、地区或单位科学研究水平的重要标志，也与人们的生活和健康息息相关、紧密相连。,1909年，美国Jackson实验室Little教授育成了世界上第一个近交系动物（DBA近交系小鼠）。从此以后，各国科学家先后培育出一系列近交系动物，突变系动物、杂交一代动物，总结并探索出一整套实验动物选种、育种、保种等繁殖技术，从而奠定了实验动物遗传学基础。,二、实验动物科学发展概貌,1956年联合国教科文组织与医疗科学国际组织和国际生命科学会联合成立了国际实验动物委员会（
5、International Council on Laboratory Animal Science,ICLAS) 全球性实验动物学术机构，负责国际实验动物科学事业发展的指导协调与管理工作，每三年召开一次国际学术研讨会，交流信息，加强合作，对促进实验动物的标准化、商品化、社会化，推动实验动物科学的发展起了良好作用。该委员会有40余个成员国，中国1987年正式被接纳为该委员会的成员国。,近年来，国外实验动物科学的发展突出表现在以下几方面：1、由技术上的严格要求转向人道主义的管理，提倡实验动物福利保护，严禁粗暴对待或虐待实验动物，并且通过采取各种措施，利用各种方式，提高实验动物的利用率，减少实验动
6、物的用量，减少实验动物的痛苦与不安。2、实验动物科技发展国际化，供应社会化，质量标准化，生产规模化，使用专业化。伴随着人类社会进步和科学事业的发展，实验动物科学已发展成为国际规模的应用新学科，在发达国家均有生产、供应高质量实验动物的专业化公司，通过行业协会管理统一了同类实验动物标准，制定了使用实验动物进行科学研究与试验的操作规范。,2现代实验动物科学的发展（1）实验动物研究与生命科学和生物技术发展相辅相成实验动物新品系和新的实验动物模型在前沿科学的应用反过来促进实验动物科学的发展，构成了“实验动物现代生物技术新一代实验动物”这样良性循环发展。据美国哈佛医学院1996年统计，之前5年内人类与健康
7、研究中51项重大突破性成果中22项是通过动物模型遗传研究获得。1901年至1997年通过动物实验区的31项重大成果中有18项获得诺贝尔奖。1901年-2008年期间，有67.5%诺贝尔生理学或医学奖研究成果使用实验动物或动物获得，涉及动物25种119次。Nature、Science国际顶级杂志中，使用动物模型研究成果发表的生物医学论文占其总数的35%-46%。,（2）动物实验标准化、规范化、国际化和丰富化趋势已经形成随着实验动物质量的提高和品种品系的丰富，动物实验已经形成鲜明的可控性、再现性、可比性特点， 完全可以实现在人为控制的条件（动物、试剂、药物、环境条件等）下，根据研究目的要求，按照预
8、先设计的程序，对动物进行相应的处理，使动物可以特异、可靠的反映出结构、机能、代谢、体征变化，并通过量化的手段评价这些变化，用于阐明生命基本规律和机理，阐明人类疾病的发病机理和预防治疗措施，创制新药等。,（3）发达国家实验动物科学研究现状发达国家以美、欧、日本为代表，实验动物科学的发展经历了几十年的积累，已经形成了相对完善的学科体系，在科学研究、资源建设、技术平台建设、科学管理等方面都得到了全面发展。基本现状是：常用实验动物及相关产品的生产供应商品化、社会化，标准化质量管理行业化，实验动物保种和新资源开发政府资助的公益化，科学研究资助力度加大化，动物实验技术规范化。尤其在科学研究、保种育种和新资
9、源开发方面，政府投入力度非常大，有利地促进了生命科学研究的发展，取得了丰硕成果。,美国是实验动物科学发展最早最快的国家，不论是实验动物资源建设还是实验动物科学研究都形成了相对完善的体系，有力地促进了美国相关产业的发展。以实验动物科学的两个主要支撑行业药物和医疗卫生为例。2007年全球药品销售额占全球GDP54万亿美元的比例为1.33%，其中美国药品的消费额占GDP的比重超过2%（实验动物和动物实验费用一般可以占新药开发的50%，而新药开发投入占医药产值的10%左右）。再如医疗卫生支出，而从60年代起，美国的医疗卫生支出占GDP的比例为13（我国为4.81%）。因为实验动物科学在医药行业起到举足
10、轻重的作用，由此可见其在国民经济中的重要作用。,正因为如此，近年来，美国政府仍然在实验动物科学研究领域投入大量资金开发实验动物资源，建立研究服务中心为社会提供资源与技术服务。据统计仅通过NCRR（National Center for Research Resource）支持建立的国家级实验动物资源和技术服务机构分布在啮齿类动物、灵长类动物、水生动物、猪、无脊椎动物等动物种类。 美国在实验动物资源和技术中心的投入大大加快了美国生命科学的进步。,我国实验动物的发展状况,1918年北平中央防疫处开始饲养繁殖小鼠，其后，陆续有学者从国外引进一些品种品系动物，但仅限于几个大城市的少数科研单位。50年代
11、建立了规模较大的实验动物生产车间。 1956年天津医学院李漪教授培育出津白1低癌系白化小鼠，这是国内第一例近交系小鼠。随后，津白2高癌系小鼠、615小鼠相继问世。从80年代开始，我国实验动物工作有了飞速的发展。 1987年成立了“中国实验动物学会”，编辑出版实验动物学专业杂志，不断加强与国外的技术合作与学术交流。 1988年，经国务院批准，原国家科委发布了实验动物管理条例。,1994年国家技术监督局正式发布实施中华人民共和国实验动物国家标准，详细规定了实验动物遗传质量控制、微生物学监控，饲养环境控制标准，营养标准等，这标志着我国实验动物标准化工作基本进入了规范化、法制化的体系。 1996年10
12、月，北京市实验动物管理条例经北京市人大常委会审议批准，成为我国第一部有关实验动物管理工作的地方性法规。 1998年国家科技部建立了“国家啮齿类实验动物种子中心”，向全国供应实验动物种子。 2001年拨款筹建国家遗传工程小鼠资源库，为我国医药研究领域提供重要的实验动物模型。与此同时，我国老一代科学家钟品仁教授、孙靖教授，由国外引进裸鼠繁育成功，并建立国内第一座实验动物屏障设施。目前，仅北京地区的实验动物屏障设施就有50余座。,2. 实验动物资源现状实验动物资源是国家生命科学领域研究、开发的重要科技资源。实验动物资源的充分合理利用是生命科学领域包括生物医药科技创新的基础和保障。我国目前在生命科学研
13、究领域使用的实验动物品种、品系,以从国外引进的品种、品系占主要地位,如BALB/c 小鼠、C57BL/6小鼠、ICR小鼠、SD大鼠、Wistar 大鼠、Hartley 豚鼠、Beagle犬等；同时，我国特有实验动物资源亦占有一定比例,其中KM小鼠的用量占全部小鼠用量的70 %左右。,（1）实验动物生产和使用状况目前我国大约有300多家有一定规模的实验动物生产单位，每年生产实验动物达1900多万只。我国常用实验动物（包括实验用动物）有30余个品种100多个品系（包括引进和我国特有资源）。生产量最大的是小鼠（54）、地鼠（24）、大鼠（13）、兔（5）等实验动物。最为常用的为小鼠（44）、地鼠（3
14、2）、大鼠（18）、兔（2）、豚鼠（1）等实验动物。常用小鼠11个品系，大鼠7个品系，地鼠、豚鼠、实验犬各2个品系，家兔以大耳白、新西兰兔为主，其它动物还有猴、猫、鸡、小型猪等。绝大多数的实验动物用于科研，其次为检定、相关产品生产和教学。北京和上海两地成为实验动物生产使用规模最大的城市，也是小鼠和大鼠的主要产地。北京地区26个生产单位年产实验动物250万只，上海年产实验动物180万只，两市合计占全国总量的23。,（2）我国特有实验动物资源我国特有实验动物资源有4种来源：第一，自主发现与培育,如615小鼠、TA1小鼠、TA2小鼠、T739小鼠、NJS小鼠、无毛鼠等；第二，历史沿革，如KM小鼠,
15、小型猪等；第三，野生动物的驯化,如东方田鼠,长爪沙鼠,中国地鼠,灰仓鼠,灰旱獭,小家鼠等；第四，基因工程动物,如老年痴呆小鼠、2型糖尿病模型小鼠等。我国特有实验动物资源有：小鼠: KM、615、TA1、TA2、T739、IRM21、IRM22、NJS ,AMMSP1 ,豫医无毛鼠、BALB/c 突变无毛小鼠；大鼠: TR1、白内障大鼠；地鼠: 中国地鼠、白化仓鼠、长爪沙鼠、东方田鼠、灰仓鼠；豚鼠: Emn21、DHP 豚鼠、FMMU白化豚鼠；兔: 大耳白兔中监所封闭群、哈白兔、南昌兔、青紫兰兔；犬: 小型比格犬、华北犬、西北犬、山东细犬；猕猴: 恒河猴、青面猴； 小型猪: 巴马香猪、贵州香猪、
16、五指山小型猪、版纳微型猪、藏猪；水生动物: 剑尾鱼、红鲫、银鲫；家禽: 京白系列；其他动物: 高原鼠兔、树鼩、旱獭、兔尾鼠等。,（3）实验动物资源体系建设我国常规实验动物种源主要引自国外，由大学、研究机构、企业进行专业化生产供应，基本满足了我国生命科学领域在科研、教学、药品与生物制品生产和检定等方面的需要。根据我国实验动物发展的总体目标，“九五”和“十五”期间，科技部对我国实验动物种质资源的发展进行了总体部署和建设，目前已分别在北京、上海、广东、黑龙江等地建立或以项目的方式支持了国家啮齿类实验动物种子中心和上海分中心、国家实验小型猪种质资源中心、国家实验兔、猴、犬、禽等种源基地。在今后的工作中
17、，应根据我国生命科学领域的整体需求，继续利用好从国外引进的实验动物资源并不断引进新的实验动物种系，加强实验动物遗传资源库整合和共享，通过研究开发、自主创新、国际合作等不同方式，不断扩大资源种类。,新型实验动物资源以引进和创制并举。国家投资建设国家遗传工程小鼠资源库，各种基金也投入大量资金创制基因工程实验动物，已经建立了多个基因工程动物研究中心，开始商业化的多种转基因/基因敲除小鼠出售。估算我国基因工程动物品系近1000个，但与美国相比仍然差距巨大（美国创建并保存了2万多个品系）。我国在这方面整体水平的落后，在很大程度上影响了我们在分子医学领域包括整个生命科学研究领域的创新性和竞争力。我国成为世界上野生动物种类最为丰富的国家之一，约有脊椎动物6266种，占世界种数的10%以上。许多野生动物是人类很多传染病重要的来源，研究这些疾病将可能提供了十分有价值的人类传染病动物模型，而且野生动物许多独特生物学性状也为制备新型的人类疾病实验动物模型提供了可能。目前我国科学家开展了几种野生动物的实验动物化研究。比较有代表性的动物包括：树鼩、东方田鼠、长爪沙鼠、灰仓鼠、非人灵长类动物、小型猪等。我国还有许多野生动物资源（包括家养动物）具备成为人类疾病动物模型的特质，野生动物实验动物化研究将长期成为我国实验动物科学发展中的重要内容之一。,
