医学科研药物研究与动物实验演示文稿课件

1、动物实验及药物研究新疆医科大学中医学院陈阳动物实验动物实验（animal experiment），动物实验指在实验室内，为了获得有关生物学、医学等方面的新知识或解决具体问题而使用动物 进行的科学研究。动物实验必须由经过培训的、具备研究学位或专 业技术能力的人员进行或在其指导下进行。实验动物科学发展意义是现代科学技术的重要组成部分。是生命科学的基础和条件。是衡量一个国家或一个科研单位科学研究水平的重要标志。 基本条件实验动物（Animal）、设备（Equipment）、信息（Information）和试剂（Reagent）。我们可以把它们看作是生命科学实验研究中的基本要素，可简称为AEIR要素。

2、这四个基本要素，在整个生命科学研究实验中，具有同等重要的地位，不能忽略或偏废。由于科学技术的发展，获得高、精、尖的仪器设备、化学试剂和必要的情报信息已不是困难的事情了。但是，我们在实际工作中，往往把设备、信息和试剂这三要素看得比较重，也比较重视，舍得花钱，而对实验动物这一要素一般不太重视，所造成的沉痛教训是不少的。图片实验动物的分类（一）一、按实际用途分类实验用动物分为：实验动物、家畜家禽观赏动物、野生动物二、遗传学分类1. 同基因型动物（1）近交系动物是同胞兄妹或亲子之间交配20代以上，基因纯度可达98.6%以上。血缘系数（R）：个体间遗传相似的程度达99.6%，近交系数（T）：个体间遗传基

3、因纯合的程度达98.6%（2）杂交子一代动物两个不同的近交品系动物之间进行有计划交配所获得第一代动物，简称F1动物。F1动物不能培育出纯系动物，因在F2代时会发生遗传上的性状分离和基因重组。使用F1动物的优点：杂交优势，生命力强，对环境适应性和对实验的耐受性强，抗病力强，繁殖旺盛。具有与纯系动物相似的遗传均质性。对各种实验结果重复性好具有亲代双亲品系的优点国际分布广。实验动物的分类（二）对F1动物的要求：两个亲本必须都是近交品系动物杂交子一代只能作实验用，不能作种群用。在命名书写中，雌性品系在前，雄性品系在后。（3）突变系指近交系动物培育中，正常染色体基因发生突变而形成了各种遗传缺陷的品系。突

4、变系动物的特点及应用遗传变异在自然界广泛存在，具有不定向性，帮助人们认识生命现象的复杂性。作为人类疾病的动物模型。实验动物的分类（三）2. 不同基因型或杂合型动物（1）封闭群动物或远交系动物动物是由一个动物种群在5年以上不从外部引进其他任何品种的新血液，由同一血缘品种的动物进行随意交配，在固定场所保持增殖的动物群，即始终保持自繁自养的动物。封闭群动物的特点：具有杂合性，避免了近交衰退的出现，有较强的繁殖力和生活力。遗传组成具有很高的杂合性，其平均的反应性有一定的稳定性，可反映综合的平均疗效。整体而言，其遗传特性及其他反应性能保持相对稳定群体内个体而言，具有杂合性。（2）杂种群没有按计划繁殖，并

5、经常外购新的动物进行繁殖。一般不用于试验，只用于筛选等。 实验动物的分类（四）目前，按对微生物的净化程度，实验动物可分为：无菌动物、悉生动物、无特定病原体动物、常规动物。1. 无菌动物（GF动物）（1）基本概念指不允许带有可能查到的一切生命体的动物，包括细菌、病毒、寄生虫和微生物。来源于无菌剖腹产，在绝对屏障系统内经人工喂养而成，动物的饮水、饲料和一切使用器具均需严格灭菌处理。（2）无菌动物的主要特点：寿命：无菌大小鼠的寿命比普通动物长体轻性成熟比普通动物晚，产仔较少，成活率高脾脏较小肾脏较小不能合成维生素K和B族维生素。抗辐射能力强胸腺、脾脏、淋巴结等防御器官发育不良。实验动物的分类（五）2

6、. 悉生动物又叫已知菌动物GN动物GN动物是指GF动物机体内带有已知微生物的动物，系人为的将指定动物的微生物（1n种）投入体内，成为人为掌握的一种动物与微生物的复合体。3. 无特定病原体动物（SPF动物）是指在动物体内不带有特定病原体微生物的动物，是经剖腹产净化并饲养在SPF屏障系统内，但允许非特定的病原微生物存在，故实际上是指无传染病的健康动物。动物实验设计的原则1 科学性原则 生物学实验中，一种生命现象的发生往往有其复杂的前因后果，从不同角度全面地分析问题就是科学性的基本原则。如绿色植物新陈代谢中的物质代谢有各种细胞的参与，有各种物质在不同方面的变化。分析问题、设计实验的全面性和科学性体现

7、了逻辑思维的严密性。 2可行性原则：在实验设计时，从原理、实验实施到实验结果的产生，都实际可行。 3简便性原则：实验设计时，要考虑到实验材料要容易获得，实验装置简单，实验药品较便宜，实验操作较简便，实验步骤较少，实验时间较短。 4可重复性：重复、对照、随机是保证实验结果准确的三大原则。任何实验都必须有足够的实验次数才能判断结果的可靠性，设计实验只能进行一次而无法重复就得出“正式结论”是草率的。 5 单一变量原则 不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一。实验常用动物的选择和准备 在机能学实验中最常选用的哺乳类、

8、两栖类动物有兔、狗、猫、大鼠、小鼠、豚鼠、蛙 等。实验动物的选择首先根据实验的目的和要求、动物的特点（生理特点和对某些药物反应的敏感性）以及一些实际情况（如动物来源如何、饲养管理条件、经费等）。在实验动物的选择上，必须注意三点，即动物的种类、品系和个体差异，如果选用动物不当，会出现与人类药效不符的现象，因此必须选用最适宜的动物进行实验。基本的实验方法健康动物的识别、选择、抓取、固定、麻醉、动物分组、编号、脱毛、给药、采血、取尿、急救、处死、尸检等，不论从事何种课题的医学研究都涉及到这套实验动物基本操作方法。动物实验按机体水平不同可分为整体实验和离体实验。还可进一步具体分为分子、亚细胞、细胞、组

9、织、器官、整体动物和无损伤动物等水平的实验。按动物时间的长短则可分为急性实验和慢性实验。按学科的实验方法可分为生理学的动物实验方法，病理生理学的动物实验方法，药理学的动物实验方法，病理解剖学、组织学的动物实验方法等。 如何合理选择实验动物和充分利用动物（一）在医学研究中合理地选择好实验动物是非常重要的，不同的实验有不同的目的要求，而各种动物又有自己的生物特点和解剖生理特征。如果选择得当，则可用少量的人力、动物和时间，以最小的代价最大限度地获得可靠的实验结果。否则，不仅造成不必要的浪费，更严重的是会影响实验结果的判断。因此应选择那些结构、机能、代谢和人类相似的动物进行实验。大型灵长类动物数量少，

10、价格昂贵，不易获得，而且遗传和微生物控制较困难，一般在医学实验中较少使用，而用一般动物替代。如：狗具有发达的血液循环和神经系统，消化过程与人相似，适用于作营养学、毒理学、生理学及实验外科学研究。两栖类的蛙和蟾蜍，大脑很不发达，和人类相差甚远，当然不能用于高级神经活动的研究，进行简单的反射弧试验，选用蛙很合适，因为最简单的反射中枢位于脊髓，而蛙的脊髓已发展到适合该实验要求的阶段，结构简单，容易分析，而高等动物的反射弧复杂而难于分析。如何合理选择实验动物和充分利用动物（二）兔的主动脉神经（减压神经）自成一束，多用于减压反射或减压神经放电实验。豚鼠耳蜗较发达，常用于引导耳蜗微音器电位。大鼠、狗、猫的

11、心脏比兔心更强更持久，所以常用于血流动力学及冠状循环的研究。为了充分利用好动物，节省经费，可在不影响实验结果的情况下，在同一动物身上进行不同的实验内容。如：用兔取心脏、小肠分别做离体灌流实验。胸内负压与呼吸运动调节，膈神经放电实验可先后结合起来。皮层诱发电位与大脑皮层运动机能定位及去大脑僵直实验可结合起来。在同一只蛙上可先做期前收缩或代偿间歇实验，再做蛙心起搏点观察。实验动物的选择(一)实验目的不同，实验动物的选择亦不相同。实验动物的种属、品系和个体合适与否，往往是实验研究成败的关键。一般来说用于供研究的实验动物应具备：个体间的均一性、某些遗传性能的稳定性和来源较为充足这三个基本要求。适于教学

12、实验所需的动物数量较少，因而实验动物的正确选择就尤为重要。一、种属的选择由于动物的进化层次低于人类，故实验动物的许多生物学特性，如易感性、组织类型、结构机能、生物放大系统以及生态行为与人类均有一定的差异。这些差异的存在，将影响动物实验结果应用于人体机理和疾病研究的合理性。因此，在选用实验动物时，应尽可能选择其结构、功能和代谢特点接近于人类的动物。不同种属的动物对于同一致病刺激物和病因的反应不同。动物对致敏物质的反应程度的强弱大致为：豚鼠家兔狗小白鼠猫青蛙。故过敏反应或变态反应的研究宜选用豚鼠；家兔体温变化灵敏，常用于发热、热原检定、过热和解热药的实验；狗、大白鼠、家兔常用于高血压的研究；肿瘤研

13、究则大量采用小白鼠和大白鼠；妊娠试验常选用雄蛙以便观察激素的排精作用；通常选用家兔来研究主动脉神经（又称减压神经）的作用，因为该神经在家兔颈部有很长的一段自成一束，易于分辨。实验动物的选择(二)二、品系的选择遗传学原则实验动物的生物学特性如：解剖结构、生理生化特性、行为特点、疾病与免疫、药物反应、对病原体的感受性、生殖与寿命等均与其遗传学背景相关。同一种动物的不同品系，对同一致病刺激物的反应并不相同。例如，以嗜酸性粒细胞为变化指标，C57BL小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比DBA小鼠高12倍，再如，津白号小鼠容易致癌而津白号小鼠就不易致癌。因此，欲获得可靠而准确的实验数据，应严格动物品系的选择。

14、三、个体的选择即使在同一品系的实验动物中，不同个体对同一致病刺激物的反应亦存在着个体差异。个体差异的产生原因与年龄、性别、健康情况和生理状态有关。1年龄 减少同一批实验动物的年龄差别，可以增加实验结果的准确性和可靠性。年幼动物一般较成年动物对刺激敏感，故要根据实验的目的选用适龄动物。急性实验多选用成年动物，慢性实验最好选用较年幼的动物。动物年龄可按体重大小来估计。大体上，成年小白鼠为2030克；大白鼠为180250克；豚鼠为450700克；兔为2.22.5千克；猫为1.52.5千克；狗为915千克。2性别 性别不同对实验的敏感程度可不同。例如，大鼠皮下注射0.10.2ml的30%乙醇溶液，雄性

15、动物死亡84%，而雌性动物死亡30%。在CPB-N品系小鼠中，给予环己巴比妥时，雄鼠的睡眠时间比雌鼠长，而且这种性别差异只能在成熟期的小鼠中看到。因此，在实验研究中，只有在已证明无性别影响时，才可雌雄不拘。如对性别无特殊需要，在各组中宜选用雌雄各半。3生理状态 动物在特殊生理状态如妊娠、授乳期时机体的反应性有很大变化。如在实验过程中出现动物生理状态的改变导致观察指标受到严重影响，应做相应的适当处理。4健康情况 动物的健康状况对实验结果的正确与否有直接的影响。故要选择健康状况良好的动物用作实验。实验动物的编号、捉拿与固定3.4实验动物的编号、捉拿与固定一、实验动物的编号实验时为了分组和辨别的方便

16、，常需事先为实验动物进行编号。常用的编号方法如下：1染料标记法（1）常用染料：红色染料：5中性红或品红液；黄色染料：3%5苦味酸溶液；咖啡色染料：2硝酸银溶液；黑色染料：煤焦油的酒精溶液。（2）标记规则：根据实验动物被毛颜色的不同选择不同化学药品涂染动物。A、兔、猫、狗等动物的标记方法：用毛笔蘸取不同颜色的染料溶液直接在动物背部涂写号码。若用硝酸银溶液涂写，则需在日光下暴露1分钟。B、大鼠、小鼠的标记：通常在动物不同部位涂上有色斑点来表示不同的号码。如编号110将小白鼠背部分前肢、腰部、后肢的左、中、右部共九个区域，从右到左为19号，第10号不涂黄色（图3-4-1）2穿耳打孔法：用专门的打孔器

17、在动物耳朵的不同部位打孔或缺口来表示一定号码。此法是小鼠常用的标记方法之一。3挂牌编号法：此法简便实用，常用于狗、猴、猫等大动物的编号。将号码烙压在圆形或方形金属牌上，金属牌常用铝板或不锈钢制作。实验前将之固定于动物的颈圈或耳上。4人工针刺号码法：实验动物的给药方法一、经消化道给药1灌胃法2口服法二、注射给药法1、皮下注射2、肌肉注射3、腹腔注射4、静脉注射新药研发的定义及过程新药研发是一项系统的技术创新工程，其通过试验不断改进药物性能，并证明该药物的有效性和安全性，同时经过严格的科学审查，最后取得发给的允许上市的证明文件。从完整意义上说，新药的研发过程需要历经“药物发现”、“药物临床前研究”

18、及“药物临床研究”三个阶段。通常，“药物临床前研究”及“药物临床研究”这两个研究阶段又被统称为“开发阶段”，这三个阶段的工作相互关联并且各有侧重点。药物发现 是药物研发活动的开始，具有浓厚的科研探索性质，旨在找到并确定针对某一疾病具有活性的先导化合物。此阶段工作内容包括作用机理的研究、大量化合物的合成、活性研究等以寻找先导化合物为目的的研究工作，涉及到分子生物学、微生物学、生物化学、有机化学甚至基因组学等学科。药物发现处于新药研发早期，是一项创新程度及偶然性极高的科研活动，失败率极高，不但需要极高的科研水平，且投入巨大，所以往往由高校或者科研院所在从事基础研究中完成，研发经费来源主要依靠政府资

19、助学校科研经费拨款，各级政府科研计划资助等，以及部分制药公司的资金投入。药物临床前研究 是药物研发过程中最为复杂的环节，是承上启下的关键阶段，其主要目的是针对己经确定的先导化合物进行一系列非人体试验的研究，这一阶段的工作完成后需要向政府监管部门提出临床试验申请并接受技术审评，审评通过后方可进入下一研究阶段。此阶段工作内容包括药学研究，安全性评价、药代动力学评价等成药性研究内容，涉及到药物化学、药剂学、药物分析等学科。中药、天然药物（一）注册分类1、未在国内上市销售的从植物、动物、矿物等物质中提取的有效成分及其制剂。2、新发现的药材及其制剂。3、新的中药材代用品。4、药材新的药用部位及其制剂。5

20、、未在国内上市销售的从植物、动物、矿物等物质中提取的有效部位及其制剂。6、未在国内上市销售的中药、天然药物复方制剂。7、改变国内已上市销售中药、天然药物给药途径的制剂。8、改变国内已上市销售中药、天然药物剂型的制剂。9、已有国家标准的中药、天然药物。 申报资料项目 综述资料1、药品名称。2、证明性文件。3、立题目的与依据。4、对主要研究结果的总结及评价。5、药品说明书样稿、起草说明及最新参考文献。6、包装、标签设计样稿。药学研究资料7、药学研究资料综述。 8、药材来源及鉴定依据。9、药材生态环境、生长特征、形态描述、栽培或培植（培育）技术、产地加工和炮制方法等。10、药材标准草案及起草说明，并

21、提供药品标准物质及有关资料。11、提供植、矿物标本，植物标本应当包括花、果实、种子等。12、生产工艺的研究资料及文献资料，辅料来源及质量标准。13、确证化学结构或组分的试验资料及文献资料。14、质量研究工作的试验资料及文献资料。15、药品标准草案及起草说明，并提供药品标准物质及有关资料。16、样品检验报告书。17、药物稳定性研究的试验资料及文献资料。18、直接接触药品的包装材料和容器的选择依据及质量标准。药理毒理研究资料19、药理毒理研究资料综述。 临床试验资料 29、临床试验资料综述。30、临床试验计划与方案。31、临床研究者手册。32、知情同意书样稿、伦理委员会批准件。33、临床试验报告。

22、 药理毒理研究资料 16、药理毒理研究资料综述。17、主要药效学试验资料及文献资料。18、一般药理学的试验资料及文献资料。19、急性毒性试验资料及文献资料。20、长期毒性试验资料及文献资料。21、过敏性（局部、全身和光敏毒性）、溶血性和局部（血管、 皮肤、粘膜、肌肉等）刺激性等特殊安全性试验资料和文献资料。22、复方制剂中多种成份药效、毒性、药代动力学相互影响的试验资料及文献资料。23、致突变试验资料及文献资料。24、生殖毒性试验资料及文献资料。25、致癌试验资料及文献资料。26、依赖性试验资料及文献资料。27、非临床药代动力学试验资料及文献资料。 一种新药从研究到上市有几个步骤包括以下四个步

23、骤：通过计算机药物分子设计或通过植物、动物、矿物、微生物、海洋生物等各种途径获取新的化学物质，然后将这些物质在特定的体外或体内药理模型上进行筛选评价，以发现具有新颖结构类型和显著药理特性的先导化合物。合成一系列与先导化合物结构类似的物质，进行构效关系研究，以优化化合物的治疗指数，选择一个最佳化合物作为临床候选药物。提出新药临床研究申请，并严格遵循GCP进行、期临床试验，如果证明新药是安全、有效、稳定的，则可申请注册。新药的注册申请。与新药自主研发相比，一种难度和风险都较小的研发方式模仿创新已日益受到业内人士的关注。 药物临床试验药物临床试验是指任何在人体（病人或健康志愿者）进行的药物的系统性研究，以证实或发现试验药物的临床、药理和/或其他药效学方面的作用、不良反应和/或吸收、分布、