专题一绪论和有关实验动物的基本知识

医学动物实验方法学

ExperimentalMethodologyonMedicalAnimal

绪论和有关实验动物的基本知识实验动物的标准化实验动物的选择方法及常用实验动物医学动物实验的基本方法与技术人类疾病动物模型的建立影响医学动物实验结果的因素转基因动物技术和转基因动物绪论实验动物科学研究范围和发展意义

实验动物在生物医学等各领域中的应用国内外实验动物科学发展情况动物实验在生物医学发展中的作用实验动物科学研究范围

实实验动物标准化（质量控制）验遗传控制环境控制实动微生物控制营养控制验物各种实验动物特性和应用动实验动物的选择物科动动物实验基本技术和方法学物人类疾病动物模型实免疫缺陷动物动物胚胎工程验转基因动物及其它基因工程动物

实验动物科学发展意义最终目的：就是要通过对动物本身生命现象的研究，进而推用到人类，探索人类的生命奥秘，控制人类的疾病和衰老，延长人类的寿命。

生物医学实验研究的四个基本条件

Animal，Equipment，Information，Reagent，简称AEIR四要素这4个要素在整个实验研究中具有同等重要的地位，不能忽略或偏废。事实上，实验动物质量往往成为制约性要素，影响整个实验的质量和水平使用标准的实验动物并在标准的环境条件下进行实验是保证医学生物学研究质量的重要条件AnimalInformationReagentEquipmentAEIR实验动物在生物医学等各领域中的应用生命科学方面：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，有人统计生物医学的科研课题有百分六十以上需要用实验动物，有许多课题的研究离开了实验动物就寸步难行。制药工业和化学工业方面：实验动物也是医药工业上生产疫苗，诊断用血清，某些诊断用抗原，免疫血清等的重要材料，都是将菌毒种等接种于动物体内而制成。例如从牛体制备牛痘苗，猴肾制备小儿麻痹症疫苗，马体制备白喉、破伤风或气性坏疽等血清，金黄地鼠肾制备乙脑和狂犬病疫苗，小鼠脑内接种脑炎病毒后的脑组织制备血清学检验用的抗原等。畜牧科学方面农业科学方面

轻工业科学方面：人们的吃穿用，包括食品、食品添加剂、皮毛及化学纤维、生物日常用品，特别是化学制品有害成份的影响，都要用实验动物去试验。国防和军事科学方面：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。

国内外实验动物科学发展概况

国外发展情况实验动物科学组织机构实验动物工作法规国内发展情况

实验动物科学组织机构：国家级和行业系统级

四个国家级实验动物中心，即：天津实验动物研究中心、北京实验动物研究中心、上海实验动物研究中心和云南灵长类实验动物中心。属于行业系统的实验动物机构有：中国科学院生物科学研究部门的动物中心，中国医药卫生系统的动物中心，农牧渔业系统的实验动物研究及化工系统的动物中心。在这些行业系统中具有一定规模的是卫生系统的医学实验动物中心

实验动物工作法规实验动物情报咨询、图书出版与信息网络系统

加强了实验动物的科学教育与专业训练工作

实验动物学术团体并积极与国际实验动物界开展了学术交流实验动物仪器设备和工程的研究工作

制定并执行有关实验动物管理法规，保证实验动物质量

动物实验在生物医学发展中

的作用近代医学发展与动物实验的关系：有人把医学的发展大体分为四个阶段，玄学阶段、经验医学即描述医学阶段，实验医学阶段和理论医学阶段。医学上许多重大发现与动物实验的关系：特别是医学上几个划时代的成就，如传染病病原发现，预防接种，抗生素，麻醉剂，人工循环，激素的使用，脏器移植，肿瘤的病毒病原和化学致癌物的发现等都离不开动物实验。医学科学研究与动物实验的关系可以把很多人体上非常复杂的问题简单化，可以进行各种因素的细微探讨，而这是临床研究难于做到的。

临床上很多疾病潜伏期或病程很长，研究周期也拖得很长，采用动物，复制动物疾病模型可以大大缩短其潜伏期或病程。临床上平时不易遇到的疾病，应用动物实验可以随时进行研究，使人们得以对这些疾病有深入的认识，例如放射病、毒气中毒、烈性传染病等。药物的长期疗效和远期效应，在实验室采用动物实验方法来观察，没有过多的影响因素，但在临床研究中问题就比较复杂，如病人多吃或少吃药、病人自身停药、病人另外求医、病人又患其他疾病、病人死亡及病人失去联系等均可影响治疗效果的最终判定。医学上有些重要概念的确立只有通过动物实验才能作到，临床上是根本作不到的

著名医学科学家的重大发现与动物实验的关系哈维（WilliamHarvery,1578～1657）英国医生，实验生理学的创始人之一。他采用狗、蛙、蛇、鱼、蟹和其他动物进行了一系列动物实验，证实了动物体内的血液循环现象。恩格斯对哈维的发现给予了高度的评价，曾说：“由于哈维发现血液循环，而把生理学确定为一门科学。”科赫（RobertKoch,1843～1910）德国细菌学家。他采用牛、羊和其他动物作实验，发现了结核杆菌并成功分离出炭疽杆菌、结核杆菌和霍乱杆菌，同时确证这些细菌与疾病的关系，提出了“科赫原则”，作为判断某种微生物是否为某种疾病的病原的准则，1905年获诺贝尔生理或医学奖。巴斯德（LouisPasteur,1822～1895）法国微生物学家、化学家、近代微生物学的奠基人。他在病原微生物方面的研究，奠定了医学微生物学的基础。

巴甫洛夫（1948～1936）俄国生理学家，他一生作了大量的动物实验，在心脏生理、消化生理和高级神经活动三个方面作出了重大贡献，形成了条件反射的概念，从而开辟了高级神经活动生理学研究，他的高级神经活动学说对于医学、心理学以及哲学等方面都有很大影响。1904年获诺贝尔生理或医学奖。莱夫勒（FriedrichLoffler,1852～1915）德国细菌学家，在白喉研究的早期，证明了实验动物因注射白喉杆菌而死亡时，细菌仍留在注射点的附近。他认为动物死亡是由细菌的毒素所造成。并使抗血清用于治疗（1890年VonBehring发现患白喉病愈后豚鼠的血清中含有某种物质，可以保护其他豚鼠），从而开始了抗毒素治疗的新的时代。

林格（SidneyRinger,1835～1910）英国内科医生、生理学家。Ringer′s液的发现者。这种溶液对实验生理学的贡献颇大单克隆抗体技术是由英国剑桥大学两位科学家G.Kohler和C.Milstein于1975年发明的。单克隆抗体直接用于人类疾病的诊断、预防、治疗以及发病机制的研究，特别是为人类恶性肿瘤的免疫诊断、免疫治疗，开辟了更为广阔的前景发现年份发现人所用动物血液循环1628哈维蛙、蛇、鱼、蟹、其他醚麻醉1846玛登鸟类、其他细菌与疾病的关系1878科赫牛、羊、其他细菌致弱用免疫1880巴斯德鸟类狂犬病免疫1885巴斯德鸟类、家兔虫媒传播疾病1898史密斯等牛蚊传播疟疾1898罗斯鸟类表1-1早年医学研究发现年份发现人所有动物肿瘤的病毒病原1910洛斯鸡胰岛素1921班定狗休克治疗1927博莱罗克狗抗细菌药物（百浪多息）1935多麦克小鼠心肺旁道器1953葛明猫小儿麻痹症疫苗1954索尔克恒河猴变性脑病的病毒病原1965格但斯克猩猩心脏移植1967伯纳德狗表1-2现代医学研究有关实验动物的基本知识实验动物的概念实验动物遗传学控制及分类实验动物微生物学及寄生虫学控制及分类实验动物环境及设施控制实验动物疾病控制实验动物的概念具有稳定且显著的遗传学背景微生物及寄生虫得到严格控制标准化了用于科学研究实验动物的分类

随着实验动物的进展,实验动物的分类方法愈来愈细,也更加科学化

按实际用途分类

实验动物（Laboratoryanimals）经济动物（Economicalanimals）或称家畜家禽

野生动物（Wildamimals）

观赏动物（Exihibitinganimals）

按遗传学控制原理分类

按遗传学控制方法，根据基因纯合的程度，把实验动物分类为

近交系动物（Inbredstrainanimals）

突变系动物（Mutantstrainanimals）杂交群动物（Hybridanimals）

封闭群动物（Closedcolonyanimals）

近交系动物

（Inbredstrainanimals）

采用兄妹交配（B×S——brother×sister）或亲子交配（P×O——parent×offspring，父母与子女交配），连续繁殖20代以上而培育出来的纯品系动物。一般以小鼠为典型代表

代表动物：BALB/c、C57BL/6、DBA/2突变系动物

（Mutantstrainanimals）保持有特殊的突变基因的品系动物，也就是正常染色体的基因发生了变异的、具有各种遗传缺陷的品系动物。

在小鼠和大鼠中，通过自然突变和人工定向突变，已培育出很多突变品系动物。杂交群动物

（Hybridanimals）两个近交品系动物之间进行有计划交配所获得的第一代动物。简称F1动物。一般只用子一代F1，有时也用子二代F2。例如由C57BL/6J和DBA/2小鼠交配后培育的第一代为DBF1或D­2B6F1，C57L/J和A/He交配后的第一代为LAF1。封闭群动物

（Closedcolonyanimals）封闭群：是指一个动物种群在五年以上不从外部引进其他任何品种的新血缘，由同一血缘品种的动物进行随意交配，在固定场所保持繁殖的动物群。

代表动物：昆明种（ICR）小鼠、SD大鼠、Wistar大鼠，毕格犬，新西兰兔，豚鼠等。实验动物微生物学及寄生虫学控制及分类

无菌动物（Germfreeanimals，GF）悉生动物（Cnotobiotesanimals，CN）无特定病原体动物（Speceficpathogen-freeanimals，SPF）清洁动物（Cleananimal,CL）

普通动物（Conventioalanimals）

无菌动物

（Germfreeanimals，GF）

是指机体内外均无任何寄生物（微生物和寄生虫）的动物。此种动物在自然界中并不存在，必须用人工的方法培育出来

在隔离器内饲育隔离系统悉生动物

（Gnotobiotesanimals，GN）是指机体内仅带着已知微生物的动物。此种动物原是无菌动物，系人为的将指定微生物丛投给其体内悉生动物一般分为单菌（Monoxenie）、双菌（Dixenie）、三菌（Trixenie），或多菌（Polyxenie）动物。在隔离器内饲育无特定病原体动物

（SPF）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。

在屏障系统中饲育屏障系统清洁动物（Cleananimal,CL）此类动物的微生物控制标准基本与SPF相同，不同之处为血清病毒抗体检查（脑脊髓炎病毒、鼠肝炎病毒……）经常可检出一定滴度的抗体，但不允许出现临床症状和脏器的病理变化和自然死亡。在屏障系统中饲育普通动物

（Conventioalanimals，CV）是未经积极的微生物学控制，饲养在开放卫生环境里的动物。垫料普遍地和食物不经高压消毒，饮水为自来水，不喂青饲料。鼠应排除肺炎病毒，沙门氏菌和链球菌