实验动物学课件：第一章 绪论 实验动物与管理

1实验动物与管理2发展实验动物科技

为经济发展和社会安全做贡献3历史沿革无论是现代医学，传统医学还是蒙医，藏医等发展之路都凝集着动物模型的功绩。古代医学发达的中国、印度、埃及、古希腊、古罗马等都曾有使用动物模型的记载。4古埃及为保存尸体制作木乃伊时首先使用猫、蛇和昆虫等制成动物木乃伊。公元前310~250年，埃拉吉斯塔特（Erasistatus）通过猪的实验确定了气管是呼吸通道，肺是呼吸空气的器官。哈维（WilliamHarvey）通过对狗、蛙、蛇、鱼等动物模型的研究发现了血液循环，证实了机体血液循环的现象。巴甫洛夫通过大量动物模型的复制，对心脏生理、消化生理、高级神经活动之方面作出了重大贡献。5实验动物基本概念6实验动物实验动物的概念：实验动物是指经人工饲养，对其携带微生物实行控制，遗传背景明确或者来源清楚的用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。7特点

在特定环境条件下，经过长期驯化培育、具有明确的生物学特性和清楚的遗传背景，所携带微生物受到严格控制的动物。就如物理、化学实验中需要有精密的仪器和高纯度的化学试剂一样，生物性实验中要求实验动物应具有“三性”：较强的敏感性，较好的重复性和反应的一致性。8实验用动物(Animalsforresearch；Experimentalanimals）

所有用于科学实验的动物统称为实验用动物。包括实验动物，野生动物，经济动物和观赏动物。9实验动物不同于其他的动物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（食用）观赏动物一定程度人工一般一般一般观赏10动物实验，是指以实验动物为对象和材料，在设计的条件下进行实验或者检测，观察、记录反应过程和结果的活动

。

111、实验动物学的基本内容实验动物学是专门研究实验动物的遗传育种、饲养繁殖、质量监测和开发应用的科学。实验动物学是一门多学科综合的新兴边缘学科，它所涉及的知识面相当广泛，特别是与生物学、营养学、遗传学、育种学、解剖学、生理学、生物化学、药理学、毒理学、病理学、微生物学、免疫学、畜牧兽医学有密切关系。12具体内容如下：⑴、实验动物生物学研究实验动物的解剖、生理、生化等生物学特性。⑵、实验动物育种学主要研究实验动物的遗传改良及其控制，纯系与杂交动物的培育，家畜和野生动物的实验动物化等。13⑶、实验动物生态学主要研究影响实验动物的生存环境与条件，如饲养动物的房舍、设施、通风、温度、湿度，光照、噪声、笼具、饲料、饮水、垫料等。⑷、实验动物医学主要涉及实验动物微生物、寄生虫控制、各种流行病和营养代谢性疾病及遗传性疾病的预防、诊断和治疗。14⑸、比较医学通过对不同种类动物（包括人）的基本生理现象，特别是健康和疾病现象进行类比研究，以探索病因、宿主与环境的相互关系，揭示疾病的发生机理与内在规律，并寻求防制疾病的有效方法和途径。并可建立人类疾病的动物模型，通过比较其异同点来研究人类的相应疾病。⑹、动物实验技术包括研究实验动物的饲养管理技术，各种监测方法和进行动物实验时采用各种操作技术与方法。15与实验动物学的相关专业学科

1、生物学；6、营养学；

2、兽医学；7、动物行为学；3、病理学；8、社会学；4、组织工程学（基因技术）9、医学；

5、微生物学；10、药物学。16对实验动物主要控制以下几个方面先天遗传性状；后天的繁殖条件；微生物携带状况；营养需求；环境因素。17实验动物在各领域中的应用人类已进入以生命科学为标志的21世纪，实验动物既是生命科学研究的基础和条件，也是生命科学研究的对象和内容。作为现代科学研究的支撑条件—AEIR中，A是Animal（动物），E是Equipment(设备)，I是Information(情报)，R是Reagent(试剂),实验动物居于首位，其重要性是不言而喻的。回顾近代生命科学发展史，可以说，近代生命科学的每一项重大发现，每一项重大成果都离不开实验动物。

18一、在生物医学方面的作用

实验动物疾病模型：人类疾病的种类繁多，原因非常复杂，要探索这些疾病的发病机理和防治对策，完全可以利用实验动物作为人类的替身和工具，进行在人体不可能进行的试验。实验动物作为生命科学的探针，在生物医学领域中，都可以通过动物实验来探讨复杂的生命现象，深奥的发展规律，从而有效的控制人类疾病，实现人类健康长寿的梦想。

19在传染病与免疫学的研究中，往往要通过建立实验动物的疾病模型，来探讨其病因、阐明致病机理或免疫机理、从而提出有针对性的防治措施。在临床医学中，一项新技术应用之前也必须先在动物身上进行反复多次试验后才能应用到人体。培育水平过硬的外科医生离不开实验动物。灵敏的“活仪器”：在攻克肿瘤和心血管疾病方面，作出了突出贡献。例如有关癌症病因、发病机制、预防和治疗等方面，利用实验动物模型进行实验得出了许多有意义的结果。另一方面，相继建立了糖尿病、肥胖症、高血压、肌肉萎缩、白血病等小鼠的疾病模型。20意义避免人体实验造成的危害（人类的替代者）。临床上平时不易见到的疾病，可用动物随时复制出来。可以克服人类某些疾病潜伏期长、病程长和发病率低的缺点。可以严格控制实验条件、增强实验材料的可比性。可以简化实验操作和样品收集。有助于更全面地认识疾病本身。21二、在药物学研究、生物制品生产鉴定方面的作用在药物筛选与药品检验方面，对药物的药理、毒理作用，药物在体内吸收、分布、代谢、排泄及残留，药物对人体的安全性等，都要首先通过实验动物进行研究。医药工业生产的各种疫苗、诊断用抗原，血清等，都需要实验动物来生产。22用牛制备牛痘苗，用马制备白喉血清，用金黄地鼠制备乙脑和狂犬病疫苗等。在生物制品的安全性和有效性评价中，必须通过应用实验动物所进行的各项检验，否则不予上市。23检验动物的质量影响：如1981年我国某兽医生物制品厂因生产疫苗所用的仔猪带毒，而安全检验用的实验动物质量又不符合要求，致使生产的猪瘟疫苗混有猪瘟强毒。作为原材料的质量影响：在生产禽病疫苗过程中，不使用SPF鸡胚，而用普通鸡胚，不但影响疫苗质量，还可能传播一些蛋源性传染疾病。24三、在农业科学方面的应用

确立新的优良品种，除了理、化分析外，还必须进行生物学的鉴定。化肥和农药的残留分析检测。农药的安全性评价，除致瘤性外，还有致畸性、致突变性、迟发神经毒性、联合毒性、世代繁殖毒性以及常规的急性、亚急性和慢性毒性等问题。25在畜牧兽医方面：包括生理学试验、胚胎学研究、遗传育种、饲料营养成分分析、兽用生物药品的制造和鉴定、疾病监测、预防和治疗、药物残留分析。26四、在轻纺、化工及制药工业方面的应用

日用品，包括主副食品、食品添加剂、皮毛及化纤、特别是化学制品，投产报批前，都必须用大量实验动物进行安全性评价（毒性试验），以证实其对人体安全可靠；无急性、慢性毒害作用，无致癌、致畸、致突变作用，例如1962年前西德某药厂生产一种反应停（Tbalidomide）药物给孕妇使用，结果造成畸胎儿发生率增高，从而殃及后代。27五、在重工业和环保方面的应用重工业和环保，实验动物作为监测的哨兵。包括废物、废水、废气的监测，对光辐射、声干扰等方面的监控。此外，一些特殊行业，经常要接触有害的化学物，如铅、汞、苯、锰、硅酸、一氧化碳等，容易造成职业病或中毒。要采用相应的劳保措施，预防和治疗各种职业中毒的发生，也必须依靠实验动物进行试验才能完成。28六、在国防和军事科学方面的应用各种杀伤性武器（化学、细菌、激光）的效果和防护；战伤外科。在核武器爆炸的试验中，观察冲击波和电离辐射对生物机体的损伤。在宇航科学试验中，作为人类的替身，失重、辐射和高空环境因素，研究太空条件下对研究人员的机体生理状态的影响，取得有价值的科学数据。

29国外研究现状实验动物学关系到科技进步、经济发展、人们衣食住行、食品药品安全、国际贸易及人类健康。实现了实验动物的专业化分工、规模化生产、商品化供应和社会化服务，形成针对不同专科或研究领域的资源信息库。实验动物资源的收集、保存、研究和共享管理体系，推动对这些战略性资源的深入研究和高效利用。疾病动物模型制作等的商品化发展，产业化生产和社会化服务水平日益提高。30出于本国动物保护和动物实验成本的考虑，欧美许多国际医药巨头正在把越来越多的新药研发工作外包给印度和中国这样的发展中国家。主要包括新药产品开发、临床前试验及临床试验、数据管理、新药申请等技术服务，2009年全球生物医药研发外包的市场总值约２００亿美元，并以每年１６％的速度增长，２０１０年达到３６０亿美元的规模。动物实验资源共享，成为新的发展趋势。目前，已有记录的自发动物模型1289种，诱发动物模型2707种，数据还在不断更新。国外研究现状31利用遗传工程技术生产的转基因动物及特殊疾病的动物模型得到大量生产和使用。由于非人灵长类、宠物等高等动物的使用受到限制，模式生物、野生动物、水生动物实验动物化研究与开发利用则日益受到重视。实验动物生产和使用过程中的动物保护和福利伦理越来越重视，为此，鼓励动物实验的替代方法研究，用实验小型猪等其他实验动物替代非人灵长类实验动物也是一个大的趋势。实验动物从业人员队伍相对稳定，正在形成一门新型学科。国外研究现状32国内进展现状

培育实验动物种质资源（尤其是我国特有资源）的保存和种源基地的建设。实验动物质量和动物实验质量管理逐步走上正轨，逐渐与国际同步。政府监管与扶持相结合的这一管理模式，在京、沪等发达地区，实验大小鼠、豚鼠、地鼠、兔和犬等已初步实现了生产规模化、供应社会化。建立了实验动物种质资源生物学特性数据库，保存了大量的实验动物生理、生化、解剖、遗传资源数据，33兽医学专业在实验动物中的作用和地位兽医学是实验动物的关键性的技术支持，可以有效地提高实验动物的技术水平。在动物福利的保障方面，发挥着无可替代的作用，尤其是动物行为评价、保持动物愉悦、减少动物痛苦、保证健康方面。在伦理审查中，起到决定性的作用。动物实验操作方面，如最基本的保定、备皮、消毒、麻醉、实验操作、护理、救治、取材等。实验动物的繁殖生产、饲养、管理、防疫等。34实验动物设施建设趋势

高等级化；标准化；规范化；大平台化；专业化；新技术、新设备的应用(IVC、隔离器)。35未来的发展趋势

建立实验动物资源研究开发和保存技术平台。动物实验专业化、平台化。管理自动化。相关信息资源共享化。实验动物及动物实验全球化。36二、实验动物科学发展概况1、国外实验动物科学的发展

自1929年美国设立了世界上第一个实验动物遗传研究所。法国、英国、日本、荷兰、前西德等国纷纷成立实验动物有关的机构或组织，负责实验动物的管理、学术交流、产品供应等工作。1956年，联合国也设立了国际实验动物科学委员会，旨在促进实验动物科学的发展，制定各种标准，收集和传播实验动物科学的科技情报，促进国际间的协作。371、法制建设2、质量保证体系建设3、种子资源建设4、基础设施建设5、信息化建设6、动物福利工作2.中国实验动物科学发展现状381988年起，逐步建立和健全了法律法规和政策制度，形成了较完善的组织机构体系，管理职能明确。目前，实验动物工作已步入法制化管理轨道。

1、法制化建设39政策法规体系框架类别文件名称发布机构行政法规实验动物管理条例国务院批准，国家科委发布部门规章实验动物质量管理办法国家科委、技监局联合发布实验动物许可证管理办法（试行）科技部等七部局联合发布实验动物种子中心管理办法科技部地方法规北京市实验动物管理条例北京市人大常委会湖北省实验动物管理条例湖北省人大常委会云南省实验动物管理条例云南省人大常委会黑龙江省实验动物管理条例黑龙江省人大常委会广东省实验动物管理条例广东省人大常委会地方规章各地方实验动物管理办法、细则等地方政府规范性文件各有关部门的实验动物管理文件各行业主管部门技术标准实验动物国家标准国家质检总局各地方实验动物质量、检测等标准各地方技术质量管理部门40《实验动物管理条例》（2号令国家科委1988）修订中《实验动物质量管理办法》（国家科委、技监局1997）《实验动物种子中心管理办法》（科技部1998）《国家啮齿类实验动物种子中心引种、供种实施细则》科技部条财司

1998《实验动物许可证管理办法(试行)》（七部局2001）（修订中）《关于当前许可证发放过程中有关实验动物种子问题的处理意见》科技部条财司

1999《省级实验动物质量检测机构技术审查准则》科技部条财司

2000《省级实验动物质量检测机构审查细则》科技部条财司

1999《实验动物出口审批办法》制定中《善待实验动物的指导性意见》科技部有关实验动物政策法规41

●1994年颁布了实验动物国家标准●1997年开始，相继建立了6家国家级实验动物质量检测机构和24家省级实验动物质量检测机构（广东省实验动物监测所是首批通过的2家省级检测机构之一）●

2001年修订后的实验动物国家标准颁布，取消了普通级实验大小鼠和亚屏障系统●2002年实验动物许可证管理制度在全国范围内开始实施

2、质量保障体系建设4243●1998年建立了“国家啮齿类实验动物种子中心”●

2001年启动了“国家遗传工程小鼠资源库的建设”●2004年启动了“国家实验用小型猪种质资源基地”、

“国家实验兔种质资源基地”、“国家实验用猕猴种源基地”、“国家SPF禽类种质资源中心”和“实验用比格（Beagle）犬种源基地”的建设●2005年启动了“国家实验灵长类种资源中心”的建设●

2006年对申请国家实验兔、犬、禽和遗传工程小鼠种子中心的单位进行了现场考察和评审。3、种子中心和种源网络建设442010年科技部批准成立6个国家实验动物种子中心：序号中心名称依托单位1国家实验动物数据资源中心广东省实验动物监测所2国家犬类实验动物种子中心广州市医药工业研究所3国家禽类实验动物种子中心中国农业科学院哈尔滨兽医研究所4国家兔类实验动物种子中心中国科学院上海实验动物中心5国家非人灵长类实验动物种子中心（苏州分中心）苏州西山中科实验动物有限公司6国家遗传工程小鼠资源库南京大学45

目前，拥有的资源品种品系已达到400多个，为构建完整的实验动物种质资源网络体系奠定了良好的基础；在京、沪、粤等发达省市，实验大小鼠、豚鼠、地鼠、兔和犬等已初步实现了生产规模化、供应社会化。46黑龙江上海广东贵州海南四川云南实验动物数据资源中心；广西江苏北京实验动物种子中心和种源基地分布图47青紫兰兔新西兰兔大耳白兔国家实验兔种子中心48肌无力/萎缩小鼠模型国家遗传工程资源库49实验用猴基地50实验用犬基地51广西巴马小型猪版纳小型猪贵州小型猪五指山小型猪实验用小型猪厥麻小型猪52SPF禽类中心53

作为实验动物科学研究重要支撑条件之一的实验动物基础设施建设，在过去的二十年间，发生了巨大的变化。啮齿类实验动物的设施环境从开放环境全面升级到屏障环境、隔离环境、以及独立通风的IVC系统等，已经跟上发达国家实验动物科学发展的步伐；中型和大型动物的设施也正朝着这个方向快步前进。4、基础设施建设54上海实验动物资源中心年产大鼠22-23万只，小鼠58-70万只，年可供动物总量80-100万只55总建筑面积11478㎡广东省实验动物监测所56

科技部立项建立的“中国实验动物信息网”于2004年通过了验收，正式运行。该信息网是实验动物科技资源共享和管理信息化的重要途径和手段，是推进实验动物产业化的重要措施，具有重要的现实意义。目前已成为我国实验动物行业的重要窗口和信息平台。5、信息化建设57中国实验动物信息网58实验动物质量在线管理系统59国家实验动物数据资源中心

是国家实验动物种子中心体系的重要组成部分，是国家实验动物保种、育种、供应以及相关技术研究开发数据资源库、管理以及数据的共享系统，其中国家实验动物资源数据库（）是国家自然科技资源共享平台（E－平台）的组成部分。60

是指善待实验动物，即在饲养管理和使用实验动物活动中，采取有效措施，保证实验动物能够受到良好的管理与照料，为其提供清洁、舒适的生活环境，提供保证健康所需的充足食物、饮水和空间，使实验动物减少或避免不必要的伤害、饥渴、不适、惊恐、疾病和疼痛。

6、实验动物福利61

是指在实验动物生产、使用活动中，人对实验动物的伦理态度和伦理行为规范，主要包括尊重实验动物生命价值、权利福利，在动物实验中审慎考虑平衡实验目的、公众利益和实验动物生命价值权利。

实验动物伦理62为了化妆品,在兔子身上做「德来塞」皮肤测试

1985年,这只猴子被动物解放阵线(alf)从加州大学河边市实验室救出来,他的眼睑被缝合,头部装上声纳装置

63一方面：对经济发展和国际贸易有重要作用；

一方面：为科学发展提供了新思路和新方法（优化程序，降低成本，拓宽思路）；

一方面：体现了时代发展和社会进步。1、Reduction(减少)2、Replacement(替代)3、Refinement(优化)3R原则的研究：

641．替代(replacement)

：

指应用非生物材料或无知觉低等动物（如无脊椎动物）材料替代活的有知觉的脊椎动物的方法。其范围包括组织学、胚胎学、细胞学或计算机等方法取代整体动物实验，以低级动物代替高级动物等。65替代动物实验：①低级动物代替高级动物、小动物代替大动物。②用组织细胞实验代替整体。③用分子生物学方法。④人工合成材料（化学品）。⑤计算机模拟。用数学及电脑模式来模拟动物各种生理反应。

662．减少(reduction)：指在保证获取一定数量与精确度的数据信息的前提下，减少动物的使用量。通过使用适合的动物品种、品系和高质量的实验动物，改进实验设计、规范实验动物操作程序等，达到动物使用数量的减少。

673：优化(refinement)指在必须使用动物时，要尽量减少非人道程序的影响范围和程度。从动物人道主义去理解，饲养方式、方法符合动物习性。使用动物做实验时，尽量减少动物痛苦，在处死时采用安乐死等。

另一方面，优化实验程序、减少动物紧张在动物正常状态下取得的实验数据真实可靠。

68“3R”原则的提出:动物实验本身需要善待动物，确保动物质量；动物资源有限，只有优化实验条件，实验结果才能科学可信，才能减少动物的用量。69黑龙江上海广东贵州海南四川云南实验动物数据资源中心广西江苏北京1、拥有两个国家级实验动物种质资源中心

实验用犬资源中心3.广东省实验动物工作现状70国家级的实验动物公共服务平台、国内一流的检测平台。广州国家生物产业基地实验动物公共服务平台可同时开展实验动物和动物实验质量监督与检验测试任务。2、实验动物设施设备位于全国先进行列

71非人灵长类屏障动物实验室

136只/12个猴实验72啮齿类（大小鼠）屏障动物实验室

5400只/18个小鼠实验

500只/6－8个大鼠实验73豚鼠、兔子动物实验室

500兔子（豚鼠）/16个实验74中山大学动物实验中心新建大楼包括动物实验设施1600平方米，药品临床前安全性评价实验设施1600平方米。75广州医药工业研究院药物非临床评价研究中心临床前药理学研究临床前安全性评价（GLP）新药药理毒理优化筛选研究外包服务（CRO）

763、特色实验动物资源社会化供应逐步形成

从化华珍动物养殖场广东蓝岛生物技术有限公司高要市康达实验动物科技有限公司高要市康源实验动物科技有限公司肇庆创药生物科技有限公司广州市春盛生物科技有限公司特色实验动物－－灵长类实验猴

全省：灵长类实验动物存栏量约6万多只（仅次于广西）除了本省使用外，还出口美、欧、日本和香港地区。

773、特色实验动物资源社会化供应逐步形成

特色实验动物－－比格犬广州市医药工业研究院是全国唯一的实验犬种质资源中心建立了Beagle犬标准化繁育体系，现有种犬群500多头，存栏量1300多头，年生产能力2000～2500头，其中种犬的生产能力可达300～500头。78特色实验动物－－小型实验猪广东大华农动物保健品有限公司五指山猪存栏量达800多头采用封闭式猪舍饲养环境，选育实验用封闭群和近交系，实验猪各项指标符合普通级实动物猪标准。五指山猪繁育基地-猪舍3、特色实验动物资源社会化供应逐步形成

79啮齿类实验动物生产基地广东省医学实验动物中心中山大学实验动物中心广州中医药大学实验动物中心南方医科大学实验动物中心广东医学院实验动物中心汕头大学实验动物中心广东双林生物制药有限公司丽珠集团丽珠制药厂3、特色实验动物资源社会化供应逐步形成

804、实验动物许可管理与质量保障体系建设逐步完善

广东省科技厅广东省实验动物监测所人大立法逐步规范了许可证管理机制

日趋完善的质量保障体系

CNASICLAS81海南

领先全国的实验动物质量监督检验技术水平，建立我国第一个实验动物质量监督检验站，提供跨省区检测服务；广东省实验动物监测所质量监督工作全国领先825、实验动物信息网络和实验动物数据资源共享建设全国领先

国家实验动物数据资源中心836、实验动物为生命科学研究发挥了重要的支撑作用，保障相关产业的发展

支撑了生命科学相关的技术研究的开展。2010年，动物实验近3万次，支撑500多项科研项目与成果的研究保障了生物医药等产业的发展需求。2010年，全省医药产业居全国第三位，第一位的医疗器械、保健食品、化妆品等产业，约占全国总量的近二分之一的进出口药品84国外1、国际实验动物科学协会（ICLAS）

1956年,应联合国教科文组织(UNESCO)、国际医学组织联合会(CIOMS)、国际生物学协会(IUBS)共同发起成立了实验动物国际委员会(ICLA).这是一个以促进实验动物质量、健康和应用达到高标准的非官方组织.1961年,ICLA的活动得到WHO的合作,并于1979年改名为国际实验动物科学协会(ICLAS).

（四）国内外实验动物管理机构85国内组织机构体系框架类别机构职责主管部门科学技术部管理全国的实验动物工作，统一制定我国实验动物的发展规划及相关政策法规。行业部门国务院各有关部门依其职责负责管理实验动物的相关工作。地方主管地方科技厅（委、局）主管本辖区的实验动物工作，是实验动物许可证发放、管理的实施机关。地方行业部门地方各有关门部依其职责负责管理实验