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1、第八章 生物医学研究中实验动物的选择,第一节 选择原则和方法 选择什么样的实验动物作实验是医学科学研究工作中一个重要环节，不能随便选用一种实验动物来作科学研究，因为在不适当的动物身上进行实验，常可导致实验结果的不可靠，甚至使整个实验徒劳无功，直接关系到科学研究的成败和质量。事实上，每一项科学实验都有其最适宜的实验动物。,要从复杂的实验动物中准确地选择合适的实验动物，是一个内涵深刻的问题，实际上几乎涉及到实验动物学的全部内容。此外，选择实验动物要考虑到课题的水平、课题要求、课题质量、经费开支、研究途径及方法的简繁、动物来源的易难等。因此，必须从观念上，将实验动物的选择视作科技项目查新的文献检索一
2、样，作为医学科研工作中的一个有机组成部分。,医学科学研究工作中实验动物的选择，首先应根据实验目的和要求来选择，其次再参考是否容易获得、是否经济，是否容易饲养和管理等情况。此外，在实验动物选择上还必须注意三点，即实验动物的种类（Species）；品种（Breed）或品系（Strain）；质量和实验动物的健康状态。,选择时还要注意下列几个方面： 一、查阅文献，加强交流： 通过充分地查阅文献，可了解本领域、本项目以往使用的实验动物情况及其研究结果，有利于充分利用前人的研究成果、研究思想，从而确定深入研究计划避免重复研究。传统应用的实验动物是科技工作者长期以来实践经验的积累，各个专业、各个课题都有自己
3、常用的动物品种和品系。,尤其值得注意的是，应该查阅实验动物方面的文献，以便有效地充分利用实验动物学的研究成果，从而使实验动物的选择及应用更有效、更准确，更好地使实验动物科学为自身课题服务。 实践证明，对实验动物学及其发展动态熟悉，并善于利用其成果服务于自身课题的医学生物学工作者，往往使自身的研究更简洁、有效、更具特色和创新。,如BALB/c小鼠骨髓瘤细胞与其免疫后的脾细胞融合技术的出现及单克隆抗体技术的产生；人体烧伤后肠源性感染的研究与无菌动物及悉生动物的运用；特别是裸鼠的免疫缺陷动物的应用，使肿瘤细胞淋巴细胞和其它组织细胞的异种移植成功，为淋巴细胞分化、肿瘤生物学、感染性疾病、器官移植等多方
4、面研究提供了新的途径。,二、预试验帮助选择和确定实验动物 通过自己直接观察和了解某种动物品种品系是否适合本课题研究是选择动物的可靠方法。动物预试验的作用在于：初步观察动物是否适宜于本项目的研究；熟悉动物的生物学特性及饲养管理；检查与动物实验配套的实验条件、方法是否初步到位。,预试验有助于实验人员根据实际情况而不仅是理论知识来进行动物的选择，可有效地避免已经使用大量动物后才发现所用动物不适宜于自己课题研究的亡羊补牢现象，所以不仅不会浪费动物，而且会有事半功倍的效果。,三、选用与人的机能、代谢、结构及疾病特点相似的实验动物： 医学科学研究的根本目的是要解决人类疾病的预防和治疗问题。因此，动物的种系
5、发育阶段在选择实验动物时应是优先考虑的问题。在实际可能的条件下，尽量选择那些机能、代谢、结构和人类相似的实验动物作实验。,一般来说，实验动物愈高等，进化愈高，其机能、代谢、结构愈复杂，反应就愈接近人类，猴、狒狒、猩猩、长臂猿等灵长类动物是最近似于人类的理想动物。我国广西等地生长的猕猴，红面猴和熊猴等已广泛应用于医学科学研究，,它们是研究人类脊髓灰白质炎、脑炎、痢疾、肝炎、麻疹等疾病的理想实验动物。它们也是放射医学、牙科学、病毒学、妇产科学、胚胎学、外科学、病理学、生理学、免疫学等实验研究及药物毒理、营养和行为研究的良好动物。如猕猴对人的痢疾杆菌和结核最易感，因此它是复制肠道杆菌病和结核病极好的
6、动物；,猕猴的生殖生理和人非常接近，月经周期和人一样约28天左右，是研究人类避孕药的理想动物；猕猴也是制造和鉴定脊髓灰白质炎疫苗的唯一实验动物，但由于灵长类动物价昂难得又需特殊动物房和饲养，因此，在选择时不能盲目追求。在无法搞到猴的条件下可选用家犬等其它动物。,近年来发现一种供医学研究用的、可大量繁殖饲养的原猴类动物树鼩，我国云南吴定等地生长很多，这种动物体小仅120250克，每隔45天左右繁殖生育一次，其新陈代谢过程远较家犬、鼠类等动物与人相似，大体解剖和生理功能方面也与其他灵长类相似，尤其在乙型肝炎和睡眠生理研究上有重要用途，树鼩还能自然感染和实验感染人单纯疱疹病毒，适于进行人疱疹病毒的研
7、究。,家犬具有发达的血液循环和神经系统以及基本上和人相似的消化过程，在毒理方面的反应和人比较接近，适于作实验外科学，营养学、药理学、毒理学、生理学和行为等研究。,猫也具有发达的神经系统和循环系统，血管坚韧，血压稳定，适宜作神经和循环方面的研究。猫是寄生虫中弓形虫的宿主，因此在寄生虫病研究中是一个很好的模型。猫也是研究白化病，聋病，脊柱裂、病毒引起的发育不良，急性幼儿死亡综合征等很多人类疾病的良好动物模型。,猪的皮肤组织结构与人相似，上皮再生性、皮下脂肪层及烧伤后内分泌与代谢等也相似，选用小猪作烧伤实验研究是较理想的实验动物。用猪皮作人烧伤后敷盖比常用的液体石腊纱布要好，其愈合速度比后者快一倍，
8、既能减少病人疼痛，又能减少感染，同时又无排斥现象，血管联合也好。猪的心脏瓣膜可以直接植于人体，作为修补人的心脏瓣膜缺陷之用。,两栖类蛙的大脑很不发达，和人类相差甚远，就不能选它来作高级神经活动的实验，但是如果要作一个简单的神经反射弧的实验，选用蛙就很合适，因为最简单的反射中枢位于脊髓，蛙的脊髓已发展到合乎实验要求的程度，而且越简单的分析时越明确，高等动物的反射弧复杂，反而难于分析。,四、选用与课题相匹配的标准化实验动物： 医学科研实验中的一个关键问题，就是怎样使动物实验的结果正确可靠，有规律，重复性高，从而精确判定实验结果，得出正确的结论。,因此，要尽量选用经遗传学、微生物学、营养学、环境卫生
9、学的控制而培育的标准化实验动物，才能排除因实验动物带细菌、带病毒、带寄生虫和潜在疾病对实验结果的影响；也才能排除因实验动物杂交，遗传学污染而造成的个体差异及实验反应的不一致；才能便于把我们所获得的实验研究成果在国际间进行学术交流。,医学实验研究中一般应尽量不选用随意交配而繁殖饲养的杂种动物或在开放条件下繁殖饲养的带菌、带病毒和带寄生虫的普通动物。根据研究的目的要求，可选择采用遗传学控制方法培育出来的纯系动物或称近交系动物；突变系动物；封闭群动物；系统杂交动物即F1动物；或采用微生物控制方法而培育的无菌动物；已知菌动物或称悉生动物；无特定病原体动物。,实验动物合格证制度是保证标准化实验动物的生产
10、及应用的重要措施。所用动物的动物质量合格证明单据在论文发表、成果鉴定等时，是一个重要的证明材料，国家有关部门及国内外一些杂志编辑部已经将之作为论文是否发表，成果是否承认的基本条件之一。,一些部门已明确规定，缺乏所用的动物的动物质量合格证明或科技成果查新报告，均不能上报成果奖，一些论文在投稿时也因之被编辑部退回，而且此项规定正在全面推开。 因此，必须到具有动物生产条件及具有动物质量合格证的单位购买动物，并应向供应动物者索取其标有动物级别、合格证编号等的动物质量合格证明单据。避免随意、随便购买动物。,遗传类别选择： 近交系动物由于存在遗传的均质性，反应的一致性，实验结果精确可靠等优点已被广泛用于医
11、学科学研究各个领域。如可选用各种不同品系的小鼠研究各种肿瘤疾病；选用不同品系小鼠进行基础和临床各类实验研究。由于各系纯系动物均具有独特的性质，因此可以适合不同课题的研究需要。,供肿瘤研究用的纯系小鼠,供各类实验研究用的纯系小鼠,许多突变品系动物具有与人类相似的疾病或缺损，如糖尿病伴肥胖症小鼠、自身免疫症小鼠、肌肉萎缩症小鼠、侏儒症小鼠、高血压大鼠、癫痫大鼠、骨骼硬化症小鼠、青光眼兔、脱鞘症小鼠、少趾症小鼠等具有实验模型性状显著且稳定的特征，是研究人类这些疾症的重要实验模型和动物材料。,有些突变系动物如无脾小鼠是研究中医中药的重要动物模型，也是研究血吸虫病的良好实验材料。还培育了供肿瘤的免疫研究
12、的突变品系小鼠，如无T细胞小鼠、无B细胞小鼠、无K细胞小鼠、无T、B细胞小鼠、无T、B、K小鼠、无巨噬细胞小鼠等。此外，还培育了一些专供色素、代谢、皮毛、视觉和造血等特殊医学研究需要的突变品系动物。中国地鼠易产生真性糖尿病，血糖比正常高出2-8倍，胰岛退化，-细胞呈退行性变，易培育成糖尿病株，适于糖尿病研究。,为了医学和生物学研究需要还培育了各种品系猪，常用的品系有普通猪、辛克莱猪、荷马猪、汗佛特猪、皮特曼摩尔猪、冯温里布莱猪（可研究血友病），乌克坦猪等，而经过选育后的一种美洲小型猪，其中一个品系有80%可天然地发生黑色素瘤，与人的病变和传播方式完全一样，由于猪没有母体抗体（不能通过胎盘屏障）
13、，故很多病毒学研究用猪作实验动物。,用猪作动物模型，研究人类疾病的报导日渐增多，如用于心血管疾病、胃肠道疾病、营养性疾病、皮肤病、糖尿病、代谢性疾病、过敏性疾病、牙科病、老年病、酒精中毒、癌、烧伤、肾功能和放射生物学等方面的研究。,无胸腺裸体鼠、其胸腺先天性缺陷，T淋巴细胞缺损，缺乏免疫应答性，因此，可不发生免疫排斥反应，适于免疫生物学、免疫病理学、移植免疫、肿瘤免疫、病毒和细菌免疫等实验研究，它又是研究胸腺功能最适宜的天然动物模型。为实验免疫学和实验肿瘤学提供了新的有效工具。,如近年来已能将许多不同组织类型人肿瘤组织在裸鼠身上移植成功，在裸鼠身上移植砂鼠皮肤也能存活，移植鸡皮亦可见皮肤上长出
14、鸡毛。裸鼠能感染、繁殖麻疯杆菌，而以往麻疯杆菌只有难于寻找和饲养的犰狳身上才能生长，这就为研究和制造麻疯菌提供了十分有利的条件。实践证明，裸鼠也是病毒、细菌和寄生虫感染机制研究、肿瘤免疫研究和疫苗、菌苗安全性和免疫原生物制品鉴定的最好实验材料和动物模型。,如果研究者仅希望就某个实验而言，只获得针对具体使用的品种品系的实验结论，仅使用一个品种或品系即可；然而如果希望从实验中的到适用于包括整个物种在内的一般性结论，研究者就不得不选择该物种内的多个来源不同的品种品系。,在多数情况下，只能建立在对多个物种进行实验的基础上，才能将实验结果推用到人。在用多个物种进行实验时，可按照顺序先使用容易获得且经济便
15、宜的小型物种，如小鼠、大鼠、豚鼠和兔等小型哺乳动物，在获得令人满意的结果之后，再过渡到使用狗和猴等大型动物。事实上，研究经费的局限性在世界各国都成为在选择实验动物时必须考虑的因素。,微生物学级别选择： 应根据其各级动物的特点、应用范围及课题的水平的高低，选用相匹配的微生物学级别的实验动物。一般而言，教学示范选用一级（普通）动物；国内大多数科研课题使用的是二级（清洁）动物，是国内一般科研工作要求的标准动物。,三级（SPF）动物则是国际标准的实验动物，对于一些具有国际交流意义的重大课题，最好选用SPF动物。四级（无菌及悉生）动物为非常规动物仅在特殊课题需要时才选用。,总之，选择动物类别或级别时，应
16、注意选用的动物的品质应与实验设计、技术条件、实验方法相适应，切实避免应用高精尖仪器、试药和低标准或低反应性能动物相配，或用低性能测试手段与高标准或高反应性能动物相配的不协调的配合。,无菌动物是在无菌屏障系统中，剖腹取出胎儿，饲养繁殖在无菌隔离器中，饲料、饮水经过消毒，定期检验，证明动物体内外均无一切微生物和寄生虫（包括绝大部分病毒）。选用这类动物作实验，可以排除普通动物带有各种微生物和寄生虫影响实验结果的干扰，使实验结果正确可靠。,悉生动物体内所带的微生物是完全明确的，即明确带有单菌、双菌、三菌、或多菌的动物。此种动物和无菌动物一样是放在隔离器内饲养的，因此选用此种动物作实验，正确性也很高，常用于研究微生物和宿主动物之间的关系，并可按研究目的来选择某种微生物。,无特定病原体动物虽不是完全无菌，但仍保留有无菌动物的基本特点，不携带有影响实验效果的病原微生物和寄生虫，所以选用这类动物作实验正确性高、重复性好。选用时必须注意不同试验有不同要求，只有在了解某项试验中涉及到那些病菌，选用才有意义。,五、选用解剖、生理特点符合实验目的的要求的动物 选用解剖生理特点符合实验目的要求
