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文档简介

其次章实验动物质量的标准化

第一节实验动物遗传学质量的标准化一、实行实验动物遗传学质量的标准化的意义:①可以增加动物实验结果的可比性和可重复性。②依据模拟动物基因组与人类基因组的异同,可以在遗传限定的动物身上复制出更多的人类疾病动物模型。③标准化实验动物有利于动物基因组作图。④对实验动物遗传学质量标准化的深化讨论,可以建立一系列相关的生物信息数据库。二、实验动物品种、品系的概念

1、实验动物在生物分类学上的位置动物界、门、纲、目、科、属、种。一切动物的分类都离不开传统的生物学分类法则。每一种实验动物都可以在传统分类法中找到自己的位置。如:小鼠属于脊椎动物门,哺乳纲、啮齿目、鼠科小鼠属动物。常用的实验动物大多是哺乳纲动物、具有胎生、哺乳、适应能力强等特点,且具有发达的神经、循环和消化系统。2、种是由自然选择形成的生物分类学上的基本单位。通常,同种雌雄动物交配能顺利地繁殖后代,而异种动物之间则存在生殖隔离。在动物分类学中,“种“(species)是动物分类的基本单位。而实验动物学品种(stock)、品系(strain)的概念超出了一般动物学分类的概念,把同一种动物中具有不同遗传特性的动物分成不同的品种、品系,它们各自有其品种品系的特征。品种、品系才是实验动物分类的基本单位。3、品种和品系品种种以下的非自然分类单位。品种主要是人工选择的产物,即把动物的外形和生物学特性进行改良以适应不同的需求,通过人工选择定性培育出的具备某些生物学特性的特定动物类群,其特性能较稳定地遗传。照实验用兔可分为新西兰兔、日本大耳兔和青紫蓝兔等品种。品系即为株,为实验动物分类学的专用名词、指依据不同实验目的采纳肯定的交配方式繁殖而且祖先明确的动物群,如近交系、突变系等。实验动物品种品系应具备的四个基本条件:1、相像的外貌特征;如毛色、形态、大小等。2、独特的生物学特性;独特的生物学特性是一个品系、品种存在的基础。

3、稳定的遗传性能;要具有稳定的遗传性能。即在品系、品种自群繁殖时,能将其特性稳定地传给下一代。4、具有共同的遗传来源和肯定的遗传结构。三、实验动物的遗传学分类

实验动物是遗传限定的动物,依据基因类型是否相同,可将实验动物分为1.相同基因型动物:主要是近交系动物,包括一般近交系、重组近交系、分离近交系、同源导入近交系、同源突变近交系、杂种F1代、单亲纯合二倍体动物;2.不同基因型动物:主要是封闭群动物。依据基因的组成特点分类:1.近交系动物;2.封闭群动物;3.突变系动物;4.杂交F1代动物。各类实验动物关系图四、近交系动物

(一)、近交系动物的概念

1.

至少连续20代的全同胞兄妹交配培育而成,品系内全部个体都可追溯到起源于第20代或以后代数的一对共同祖先,该品系称为近交系。常用近交系大鼠F344,常用近交系小鼠BALB/c一个实验小鼠的品系被确认为近交系之前,如果以杂种作为亲代开头近交,必须经过相当于20代亲兄妹单线连续繁殖,才能使动物各条染色体上的基因趋于纯合,品系内个体间差异趋于零,近交程度达98.6%以上,即个体之间的遗传差异很小,这对于小鼠是格外严格的。但对鸡、鹌鹑、猪等动物“近交系”的名称仅仅说明白该品系内的遗传差异性降低了。这种情况消灭在:①品系的近交代数在各繁殖线上少于20代,但是该品系的某一条繁殖线上全部个体间异体植皮获得成功。②两代之间间隔时间格外长的动物,也许只要通过几代的兄妹交配繁殖就能使用“近交系”这个名称。例如:犬,全同胞兄妹交配8代就可称为近交系。2、优缺点

优点各染色体上的基因趋于纯和,等位基因基本完全全都,其近交系数可达98.6%,血缘系数可达99.6%,因此,近交系动物遗传纯和度高、品系内个体间的差异趋于零。其特征稳定,用于实验时重复性高,对各种应激刺激反应均一,实验结果精准,如同活的分析天平。在各种遗传背景的动物中,目前近交系动物在全世界分布最广泛、用量最多。近交系的主要缺点在于近交形成的近交衰退现象,表现在其生活力和生育力降低,对外界环境的变化较为敏感,抗病和适应环境等能力减退。这就增加了近交系动物饲养繁殖的难度。3、近交系命名近交系命名可用1~4个大写英文字母为首,与数字相结合,而在其后面的括号内用大写英文字母F加上数字表示兄妹交配的代数。例如:NZB(F95)和C3H(F130)。(二)近郊系的亚系和支系

1、亚系育成的近交系可能由于突变和残余杂合基因而导致部分遗传组成的转变,从而形成亚系。

下面几种情况可视为亚系(substrain):①同一品系在兄妹交配40代之前分离,很可能由于残余杂合性而导致形成亚系。②同一品系长期处于分离状态(100代以上),可能由于突变而形成亚系。③已发现有遗传差异的品系,可能由残留杂合、突变或遗传污染引起。所谓遗传污染是指一个近交系与非本系动物之间杂交而引起遗传转变的现象。亚系命名原则是在品系名称后加斜线号,再加上数字或培育者名称缩写,或者以数字开头与缩写同时使用。例如:A/He(F87)是指近交到87代由Heston培育的A品系的亚系。2、支系当饲养环境转变,或对动物进行某些技术性处理时,有可能对某些生物学特性产生影响。这些特性可能是遗传性,也可能是非遗传性的,则认为是支系的形成。下列情况可视为支系(subline):①引种到另一实验室。②经过某种技术处理。包括:代乳、受精卵或胚胎移植、人工喂养、卵巢移植、冷冻保存、人工代乳等。支系命名保存在不同地方的支系命名是在品系(亚系)名称后面加一斜线或双斜线,再加保持者名称缩写。如:C57BL/6J//Lac是由英国实验动物中心(Lac)维持的支系。如果品系经过某些技术上的处理,则应该用小写英文字母作为相应的符号来表示,一般称为支系。例如:C3HfC57BL,表示由C57BL代乳的C3H品系。如果已知某品系携带(或经人工接种),或者经过净化去除某种垂直感染的病毒在有必要指明的情况下,可在品系名称后面加连字号,再加大写的病毒符号,再加上“+”或“-”符号。例如:C3H/He-MTV+和C3H/He-MTV分别表示在C3H/He品系植入或去除乳腺肿瘤病毒。(三)近交系动物特征1、遗传基因位点纯合性(Homozygosity)通过连续20代以上的近亲繁殖,在一个近交系内全部动物的全部基因位点都应该是纯合的,基因是全都的,遗传组成是相同的。这样的个体与该品系中任何一个动物交配所产生的后代也应是纯合子,在这些动物中没有暗藏的隐性基因。2、同基因性(isogenicity)

指一个近交品系中全部个体在遗传上是同源的,即在同一品系内具有基本完全相同的遗传组成。所以,在同一品系内的动物个体间进行皮肤和肿瘤移植不被当做异己而被排斥。当应用生化或免疫学的方法检测个体在各条染色体上的基因标记,可以看到同一品系内不同个体间的基因型完全全都。3、均一性(uniformity)

由于近交系的动物是相同基因型的动物,同一品系内的表型也是全都的,即任何可遗传的生物学特征完全全都。例如:血型、组织型、生化同功酶以及形态学上的特征,甚至行为的类型也趋于全都。同一近交系不同个体之间基本不存在质的差别,所以对与之有关的实验处理有均一性极高的反应性。4、长期的遗传稳定性(longtermgeneticstability)

由于近亲繁殖增加了在特定部位纯合子相互协作的可能性,因而削减了遗传变异,使基因型可长期处于稳定状态,人为选择不会转变其基因型,个体遗传仅发生在少量残留杂合基因或基因突变上,而这种机率格外低。在品系确定为近交系后,坚持近交,辅以遗传检测,准时发现和清除遗传变异的动物,近交系的遗传特性可世代相传。5、可分辩性(identification)

每个近交系都有各自特有的标准遗传概貌,包括毛色基因、生化基因和免疫学性状基因等。掌握了遗传检测方法,就可轻而易举地将混合在一起的两个貌似近似的近交系分辨开来。定期对近交系动物进行遗传监测,可以识别各个近交品系动物是否牢靠。6、个体性(individuality)

经过近交培育过程之后,每一个品系从物种的整个基因库中只能获得极少部分基因,这些基因的组合构成了品系的遗传组成。因此,各个品系具有独自的遗传组成和独自的生物学特性。这些遗传和表型的独特性使各个近交品系之间的差异相当大。

目前国际上公认的500多个近交品系小鼠之间,均各有明显的区分,有其不同的反应性和敏感性。7、国际分布性(internationaldistribution)

近交系动物个体具备一个品系的全能性,任何个体均可携带该品系全部基因库,引种格外便利,仅需1至2对动物即可。目前很多近交系在国际上广泛分布,从而有可能在世界各国之间进行比较讨论,这从理论上意味着不同地区、不同国家的科学家有可能去重复和验证已取得的结果和数据。8、背景资料(backgrounddata)

近交系动物由于在培育和保种的过程中都有简略记录,加之这些动物分布广泛,常常使用,已有相当数量的文献记载着各个品系的生物学特性,另外对任何近交系的每一项讨论又增加了该品系的讨论应用履历档案,这些基本数据对于设计新的实验和解释实验结果供应了有价值的参考信息。近交系动物的应用由于近交系动物具有诸多的优点,目前已得到越来越广泛的应用。格外是在生理学、药理学、毒理学、微生物学、免疫学、肿瘤学、遗传学、实验动物行为学等学科,使用近交系动物所作论文比例增加很快。近交系动物的使用极大地提高了科学实验的正确性和重复性。1、与远交种(封闭群)相比,近交系动物个体间极为全都,对实验反应全都,可以消除杂合遗传背景对实验结果的影响,因此在实验中,实验组和对比组都只需要少量的动物。2、近交系动物个体间组织相容性全都,因此在同一品系内动物个体间进行组织细胞或肿瘤移植不会发生免疫学排斥反应。(四)近交系动物的应用特点3、由于近交,隐性基因纯和性状得以暴露,可以获得大量先天性畸形与先天性疾病的动物模型,如糖尿病、高血压等。这些近交系动物家系清楚,取材便利,是进行基因连锁分析、比较遗传学、生理学和胚胎生物学讨论的抱负实验动物。4.�某些近交系具有肯定的自发和诱发肿瘤发生率,并可以使很多肿瘤细胞株在活体动物上传代,这些品系成为肿瘤病因学、肿瘤药理学讨论的重要模型。5.多个近交系同时使用可使讨论者分析不同遗传组成对某项实验的影响,或观察实验结果是否具有普遍意义。杂交一代动物一、基本概念

杂交一代动物又叫杂交F1代动物,是由两个近交系杂交生育的第一代动物,其遗传组成均等地来自两个近交系,属于遗传均一并具有表现型相同的动物,是医同学物学讨论中所使用的相同基因型动物的一种。杂交F1代动物不是一个品种或品系,由于它不具有育种功能,不能自群繁殖出与杂交F1代相同基因型的动物。

两个用于生产杂交F1代的近交系称为亲本品系(parentalstrain),供应雌性的为母系(maternalstrain),供应雄性的为父系(paternalstrain)。杂交F1代的遗传组成均等地来自两个亲本品系,即每个基因位点上的两个等位基因分别来自母系或者父系。可能是纯和基因也可能是杂合基因。五、杂交一代动物的应用1、在同一遗传背景下比较基因位点上不同等位基因的遗传效应。2、在不同的遗传背景中讨论同一基因与遗传背景及其它基因的关系。3、消除杂合遗传背景对某些突变基因表达的影响,以获得更为稳定的实验动物模型。4、对简洁的多基因性状进行遗传分析。所以,杂交F1代动物虽然基因型是杂合的,但个体间的遗传型与表现型都是全都的,符合实验动物有明确遗传背景的基本要求,在实验讨论中应用时能获得全都的、可重复的、正确的实验结果。命名杂交F1代动物的命名方法主要是标明杂交F1代亲本的品系名称与性别。习惯写法是把亲代母系符号写在前面,以“r”相连接,后面是亲代父系,后面写上F1,即为杂交F1代的命名。

例如:C57BL/6rDBA/2

简写为B6D2F1特性与应用1、遗传和表型上的全都性

杂交F1代的基因不是纯和子,但个体间基因型是整齐全都的,遗传性是稳定的,表现型也全都。就某些生物学特征而言,杂交群动物比近交系动物具有更高的全都性,不容易受环境因素变化的影响。2、杂交优势

杂交群动物具有较强的生命力,对疾病的抵抗力强,寿命较长,容易饲养,适合于携带某些有害基因和长时间慢性致死实验,也可以作为代乳动物以及卵、胚胎和卵巢移植的受体。3、同基因性

杂交群动物虽然具有杂合的遗传组成,但个体间基因是相同的,可接受不同个体乃至接受两个亲本品系的细胞、组织、器官和肿瘤的移植。4、具有亲代双亲的特点。5、国际上分布广泛。6、作为某些疾病讨论的模型。六、封闭群动物一、基本概念

封闭群动物亦称远交系、非近交系和随机交配品系。

ICLAS规定:以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个种群,在不从外部引入新的血缘条件下,至少连续繁殖4代以上称为封闭群。封闭群是长期与外界隔离,雌雄个体之间能够随机交配的动物群。其遗传组成较接近于自然状态下的动物群体结构。虽然封闭群动物群体中个体之间由于具有遗传杂合性而差异较大,但是从整个群体来看,封闭状态和随机交配使得基因频率能够保持稳定不变,从而使群体在肯定范围内保持有相对稳定的遗传特征。

封闭群动物的关键是不从外部引进任何新的基因,同时进行随机交配,不让群体内的基因丢失,以保持其肯定的杂合性。

封闭群由于其遗传组成的杂合性较高,容易受到选择、近交和随机遗传漂变的影响而发生遗传上的转变,因此在培育和维持的过程中要注意:a、隔离;b、选择;c、有效群体大小;d、培育代数。命名封闭群动物的命名一般以2--4个大写英文字母命名,种群名称前标明保持者的英文缩写名称,第一个字母大写,一般不超过4个字母,保持者名称与种群名称之间用冒号分开。如NIH表示一个小鼠的封闭群名称;而N:NIH则表示是由美国卫生讨论院(N)保存的NIH小鼠。Lac:LACA表示由英国实验动物中心(Lac)保持的LACA封闭群小鼠。

由于历史缘由已广泛使用,又广为人知的封闭群动物,名称与上述规章不全都时,可沿用其原来的名称。如:Wistar封闭群大鼠,日本ddy封闭群小鼠等。

把保持者的缩写名称放在种群名称的前面,二者之间用冒号分开,是封闭群动物与近交系动物命名中最显著的区别。特征与应用1、封闭群动物避开了近亲交配,遗传组成具有很高的杂合性,所以封闭群动物具有较强的繁殖力和生活力,表现为每胎产子多,胎间隔较短,仔鼠死亡率低,生长快,成熟早,寿命长,对疾病的抵抗力强。在饲养繁殖过程中无需简略记录谱系,成本低,易生产,可大量生产,充足供应。广泛应用于预实验,一般实验及同学的教学。2、由于封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性,所以在遗传学讨论中可作为选择实验的基础群体,用于对一些性状遗传力的讨论。3、由于其可携带大量的隐性有害基因,可用于估量群体对自发或诱发突变的遗传负荷能力。4、封闭群动物具有类似于人类群体遗传异质性的遗传组成,因此,在人类遗传讨论,药物筛选和毒性试验等方面起着不行替代的作用。其次节实验动物的遗传质量监测一、基本概念:

各种实验动物遗传育种生产的方法都是为了一个目的即:获得遗传上高度限定的动物品系,并且使这些品系在世界范围内,或长期保种繁殖后,其遗传特征稳定不变。这就是实验动物的遗传质量掌握(geneticquality

control).要加强实验动物的遗传质量掌握,首先要加强实验动物的遗传学管理,另外要定期进行遗传监测。

为了对实验动物进行严格的遗传质量掌握,我国已先后颁布了各级实验动物遗传质量标准,很多科技人员围围着实验动物的遗传质量掌握开展了大量的讨论工作。遗传学管理正确的遗传学管理是确保实验动物遗传质量的前提条件。如:在使用和繁育实验动物时需引进遗传背景清楚的品系或品种,要熟识和了解它们的遗传特性,掌握正确的繁育品种品系的方法,并在使用和繁育时依据需要进行严格的记录,一旦发生遗传变异,为了查清变异的缘由与发生时间有必要追溯到品系和品种的各代交配、分娩、育种等有关记录。建立遗传概貌图实验动物的遗传概貌(geneticprofile)图一般可依据每个品系、品种支配各种性状的基因型制成一览表。为了便利进行遗传学的管理和调查,在制定过程中进行全面的检查、记录各种质量和数量遗传性状。但是要检查全部的性状是很困难的,对于国际上已广泛使用的品系,可将已报道的品种性状归纳成遗传概貌图。开展遗传监测遗传监测(geneticmonitoring)应理解为对实验动物品系、品种的保种繁育过程进行遗传学掌握和质量监测。如评价品系和品种的遗传学管理水平,抽样检查各种品系和品种的遗传性状,核对其基因型有否发生转变。目前,仅对近交系大、小鼠全面开展了这方面的工作,封闭群大、小鼠开展了部分工作,其它种实验动物由于监测方法不健全尚未开展。第三节实验动物微生物学质量的标准化一、微生物和寄生虫掌握的意义实验动物携带的微生物及寄生虫有严格的掌握,尤其应掌握可引起实验动物爆发烈性传染性疾病的病原微生物以及引发严重侵袭病的寄生虫。即使是一般性的病原微生物和寄生虫,都必须严格掌握。目的是保证实验动物的品质,培育出标准的合格动物,防止消灭:1.动物的损失:由于实验动物大多实行集中饲养,更易引起病原微生物的传播和集中,如果不进行动物的微生物掌握,将会对实验动物的饲养和生产带来不利影响。一些疾病,如鼠痘、犬细小病毒出血性肠炎、兔球虫病等会导致动物大批量的死亡。2.威胁人类健康:实验动物的疾病,有很多是人兽共患的传染性疾病,有很多情况是动物仅呈隐性感染,或仅成为病原携带者,对动物饲养人员和动物实验人员埋伏着巨大的危害,并可能造成烈性传染病大规模的集中。3.影响实验结果:实验动物的微生物和寄生虫感染会不同程度地影响动物实验的结果,从而影响实验数据的精准性和牢靠性,甚至会推导出错误的结论。二、实验动物的微生物学分类

按微生物掌握程度实验动物分类国际分类法将实验动物分为三级:一类:一般动物二类:无特定病原体动物三类:无菌动物、悉生动物我国将实验动物分为四类:一类:一般级动物,亦称一级动物;二类:清洁级动物,亦称二级动物;三类:无特定病原体动物,亦称三级;四类:无菌及悉生动物,亦称四级动物。(一).一般动物一般级动物(Conventionalanimals,CV)一般级动物是指不携带所规定的人兽共患病病原体和动物烈性传染病的实验动物,是实验动物微生物学、寄生虫学质量掌握要求最低的动物。饲养在开放系统中的动物。属于一级实验动物。1.开放系统通常为单走廊专用房舍,采纳自然通风或设有排风装置,有防虫、防鼠设施,要求笼具和垫料消毒、使用无污染的饲料,人员进出有肯定的防疫措施。这类设施仅适用于一般级动物。2.应用由于一般级动物是实验动物微生物掌握要求较低的一类动物,对实验结果的精准性和反应性较差,因而国际上普遍认为仅可作为生物医学中教学示教之用,或作为某些科学讨论为探究方法而从事的预试验之用,不行供科研、生产和检定之用,由于一般级动物繁殖力强,生产量大,适宜作一般性的实验用途。目前,我国已经取消可一般级实验小鼠和大鼠。(二).清洁动物1、清洁动物(Cleananimals,CL)

除一般级动物应排解的病原体外,不携带对动物危害大和对科学讨论干扰大的病原体的实验动物。属于二级实验动物。

2、饲育条件清洁级动物饲养于温湿度恒定的10万级空气净化的清洁级屏障系统(亚屏障系统)中。其所用的饲料、垫料、饮用水、笼器具等都经过消毒灭菌处理。工作人员需换灭菌工作服、鞋、帽、口罩等进入动物室进行操作。清洁动物来源于SPF动物或无菌动物或悉生动物或剖腹产动物。3、应用清洁级动物是依据我国国情而设立的等级动物。它较一般级动物健康,又较SPF级动物易达到质量标准,在动物实验中可免受动物疾病的干扰,其敏感性与重复性亦较好。目前在我国已成为适用于科研的标准级别的实验物。适用于大多数教学和科研实验,可应用于生物医学讨论的各领域。(三)、无特定病原体动物1.无特定病原体动物(Specificpathogenfreeanimals,SPF)无特定病原体动物或称SPF动物,是指动物体内无特定的微生物和寄生虫存在,但带有非特定的微生物和寄生虫的动物。2、饲育条件将无菌动物饲育在屏障系统内,掌握特定病原体的可能感染。对进出的人员、物品、空气和动物及其在系统内的流向进行比清洁动物更为严格的掌握,严防交叉感染。SPF动物及其饲育环境和用品必须定期检测,防止排解的特定病原体的污染。一旦污染,必须立刻淘汰或酌情降级处理。SPF动物除一、二级动物应排解的病原体外,不携带主要潜在感染或条件致病和对讨论实验干扰大的病原。SPF动物来源于无菌动物或或剖腹产动物。3.应用目前国际上公认SPF动物适用于全部科研实验,是国际标准级别的实验动物。它的应用价值在于它无人畜共患病,无主要传染病,无对实验讨论可能产生干扰的微生物。(四)、无菌动物1、无菌动物(Germfreeanimals,GF)是指不能检出一切生命体的实验动物。即用现有的检验技术,在动物体内外的任何部位均检不出任何活的微生物和寄生虫。有生命的“分析纯试剂”2.饲育环境必须饲养在温、湿度恒定的百级空气净化的隔离系统中,实行严格的微生物掌握。全部的饲料、垫料、饮水及笼器具等用品必须彻底灭菌后才能传入使用,常规隔离系统均为正压。使用者通过隔离器上安装的密封手套间接操作。无菌动物的获得:自然界不存在,通过生物净化得到——无菌剖工产技术→无菌胎儿→无菌环境中饲喂无菌全价协作饲料→繁育无菌后代→建立无菌种群。3.无菌动物形态生理特点(1)消化系统:变化主要在肠道上。无菌动物肠道肌层薄,更为特异的是盲肠肥大,比一般动物大5--6倍,无菌豚鼠的盲肠可达体重的1/3,主要是由于肠壁薄,张力低而增大,常易导致盲肠扭转或肠壁裂开而死亡。如给无菌动物注入梭状芽胞杆菌等则可缩小盲肠体积。无菌动物肠粘膜绒毛增多,肝脏重量相对下降,导致解毒功能有所下降。(2)免疫系统:胸腺,淋巴结,脾脏发育不良,处于不活跃状态。吞噬功能低下。产生丙种球蛋白的能力很弱。免疫应答速度慢,过敏反应、排异反应、自身免疫反应减弱或消灭。对微生物感染抵抗力很低。(3)生长率:无菌鸟类生长率高于同种一般鸟。无菌大、小鼠与一般鼠差不多。无菌豚鼠和无菌兔比一般的豚鼠和兔生长得慢,因肠内无菌,不能帮助消化纤维素。(4)泌尿系统:肾脏较小。(5)血液循环系统:心脏相对缩。白细胞削减。与一般动物比白细胞总数波动范围小。(6)生殖系统:无菌豚鼠及兔比一般的豚鼠、家兔繁殖率低,可能是盲肠大之故。(7)代谢:血中含氮量少。肠管对水的汲取率低。代谢周期比一般动物长。(8)营养:不能合成维生素B和K,易产生这两种维生素的缺乏症。(9)寿命:无菌动物的寿命普遍长于一般动物。4、应用超常的生态模型。排解了微生物对实验动物的背景干扰,而且削减了对免疫功能的影响,等同于“活的基础培育基”。适合在微生物学、免疫学、老年医学、放射医学、器官移植等对微生物和免疫背景要求高的领域运用(五)、悉生动物1、悉生动物Gnotobioticanimals,GN又称已知菌动物或者已知菌丛动物,是指在无菌动物体内植入已知微生物的动物。在我国,与无菌动物一样同属四级动物,按植入微生物种类可分为单菌(Monoxenie)、双菌(Dixenie)、三菌(Trixenie)、多菌(Polyxenie)动物。2、应用和来源无菌动物由于肠道里没有细菌,所以不能在肠内合成机体所需要的某些维生素和氨基酸,而必须由日常的饲料中补给。无菌动物饲养管理困难,且生活能力较差。把对机体有益的若干种肠道细菌喂给无菌动物,使之在肠道内定居,这就成为悉生动物。它远较无菌动物的生活能力强。饲养管理也比较容易,在多种讨论试验中,可以代替无菌动物。3.饲育环境必须饲养在温湿度恒定的百级空气净化的隔离系统中,实行严格的微生物掌握。与无菌动物比较,悉生动物肠道内存在细菌可以合成维生素,不会像无菌动物一样发生维生素缺乏症。抵抗力、生活力较强,易于饲养管理。无菌动物和悉生动物的应用1.微生物学寄生虫学动物模型讨论2.免疫学讨论的应用3.肿瘤学讨论4.老年病学讨论5.营养学的讨论6.放射医学讨论7.毒理学讨论8.心血管病讨论9.无菌动物和悉生动物可用于传染病学、微生物学、宇航医学等很多领域的讨论。干净动物与一般动物的比较第五节卫生防疫一、传染病流行环节1、传染源:有症状或无症状的病原携带者2、传播途径:传播途径:水或食物传播空气飞沫传播虫媒传播接触传播:直接或间接垂直传播3、易感动物二、防疫与隔离措施1、小型实验动物一旦染病,不行用药治疗和疫苗接种缘由:干扰实验结果成为潜在感染源经济上不合算2、应实行严格的饲养管理和卫生防疫制度

预防和掌握措施预防措施1)从有资质的实验动物供应商处选购动物2)制定科学的饲养管理和操作规程,严格按操作规程进行饲养管理和动物实验3)定期进行微生物学监测4)彻底消灭饲养室内外的野鼠5)大动物接种疫苗2.掌握措施1)重要传染病感染要准时捕杀、消毒、隔离2)大动物隔离治疗3)不明死亡缘由要剖检明确诊断传染性疾病对实验动物生产和动物实验讨论的影响引起动物死亡和质量下降(鼠痘、仙台病毒感染、兔瘟、犬出血性肠炎等)人兽共患病(淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒感染、流行性出血热、B病毒感染第六节实验动物常见的传染性疾病易污染实验动物组织培育的病毒动物种类病毒种类猿猴犬兔豚鼠仓鼠大鼠小鼠鸡SV40、腺病毒、疱疹病毒、肠道病毒、泡沫病毒腺病毒、疱疹病毒、副流感病毒、呼肠孤病毒痘病毒、乳多空病毒、疱疹病毒疱疹病毒、副流感病毒、逆转录病毒微小病毒、淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒微小病毒、疱疹病毒、冠状病毒淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒、呼肠孤病毒、乳多空病毒、白血病病毒、冠状病毒白血病病毒、腺病毒、疱疹病毒、粘病毒一、常见人畜共患病毒性疾病

1.流行性出血热病毒感染(Epidemichemorrhagicfevervirusinfection)病原:流行性出血热病毒(Bunyaviridae,Hantavirus)流行病学:

传染源:带毒野鼠和实验大鼠传播途径:咬伤接触传播,气溶胶吸入易感动物:大小鼠及其它啮齿类动物临床症状:大小鼠无临床症状,人感染后得流行性出血热,典型表现有发热、出血和肾脏损害三类主要症状诊断:血清学检查,病毒分离预防和掌握:

预防:饲养区内外捕杀野鼠,不从无生产许可证单位购买动物。掌握:捕杀血清学检查阳性大小鼠,消毒、隔离2.淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒感染(Lymphocyticchoriomeningitisvirusinfection)病原:LCMV(Arenaviridae,Lymphocyticchoriomeningitisvirus)流行病学:

传染源:感染LCMV的野小鼠或实验小鼠传播途径:接触传播,垂直传播易感动物:小鼠、仓鼠、人临床症状:小鼠无症状,人流感样、脑膜炎LCMVistransmittedbythecommonhousemouse,Musmusculus,whichshedsthevirusinitsurine.

Humansbecomeinfectedbyinhalingaerosolizedparticlesofrodentexcrement,byingestingfoodcontaminatedwiththevirusorbydirectcontactofmucusmembraneswithinfectedfluids(labandpets).Lymphocyticchoriomeningitis(LCM)virus,arodent-bornearenavirus,caninfecthumansthroughouttemperateregionsofEuropeandNorthAmerica,Moreover,cliniciansmayconfusecongenitalLCMvirusinfectionsofinfancywithothercongenitalinfections,especiallyCMVortoxoplasmosis,becauseoftheirclinicalsimilarities.Wright,R.etal.Pediatrics1997;100:e9诊断:血清学检查,样品脑内注射预防和掌握:彻底消灭饲养室周围的野鼠和家鼠,避开鼠类的排泄物污染的饮食,避开吸入被污染的尘埃。3.猴疱疹病毒感染(B-Virusinfection)病原:CercopithecineHerpesvirusType1流行病学:传染源:感染B病毒的非人灵长类动物传播途径:接触传播(咬伤、抓伤)易感动物:猴、人临床症状:发热、头痛、器官坏死、出血性休克、严重致死诊断:血清学检查预防和掌握:对进入实验室的猴做彻底的检疫,避开接触野生猴类4.狂犬病(Rabies)病原:Rhabdovirus流行病学:传染源:感染Rhabdovirus的犬、猫、狼和蝙蝠等传播途径:接触传播(唾液)易感动物:全部哺乳动物临床症状:埋伏期、前驱期、急性神经症状期和麻痹期即昏迷死亡期电镜下的狂犬病病毒

狂犬病病毒的结构模式图诊断:1.

狂犬病特异性抗原

2.

在脑组织中存在Negri体(狂犬病病毒包涵体)

3.

在脑组织或唾液中用细胞培育分离到病毒预防和掌握:禁止野犬进入动物房周围,对实验犬和实验人员接种狂犬病疫苗二.立克次体疾病立克次体是介于细胞与病毒之间的微生物,具有以下特点:

①需在活细胞内生长,在代谢衰退的细胞内生长旺盛;

②具典型的细胞壁、有DNA和RNA,呈短小、多形性球杆状,染色后光学显微镜可以查见③对抗生素敏感人畜共患的实验动物立克次体疾病疾病名称病原感染媒介动物人类临床症状传染途径昆士兰热:Q热(Qfever)Coxiellaburnetii畜禽类(绵羊、山羊、牛、猪、犬、鸡)发热、颤抖、头痛、虚弱、不适、出汗,有些病例引发肺炎伴有咳嗽、胸痛等症状。另外也有急性或慢性肉芽肿型肝炎的报告空气感染、消化道亦可感染、尿、粪便、乳汁污染均可感染猫抓热(Cat-Scratchfever)Bartonellahenselae猫、犬、猴、猪伤口消灭红斑丘疹数日后形成疱痂、淋巴结炎,发热、不适、厌食、头痛、脾肿大咬伤、抓伤立克次体痘或斑疹热(Rickettsialpox)Rickettwsiaakari小鼠、大鼠、田鼠皮肤有丘疹、发冷、发热、头痛、肌痛由螨虫传染三.人畜共患常见细菌性疾病1.沙门氏菌病(Salmonella)病原:沙门氏菌流行病学:

传染源:患病动物和无症状带菌动物传播途径:消化道易感动物:啮齿类、兔临床症状:突然死亡,腹泻诊断:临床症状,病原菌分离SalmonellaspeciesareGram-negative,flagellatedfacultativelyanaerobicbacillicharacterizedbyO,H,andViantigens.Thereareover1800knownserovarswhichcurrentclassificationconsiderstobeseparatespecies.豚鼠的脾脏病变小鼠肝脏病变预防和掌握:对动物的食物和饮水进行严格消毒,一旦发现有动物染病,立即扑杀并对环境彻底消毒。1.布氏杆菌病(Brucellosis)病原:Brucellasuis流行病学:

传染源:患病犬、牛、猪、羊传播途径:接触感染(口、皮肤、黏膜)易感动物:犬、牛、猪、羊临床症状:体重减轻、睾丸炎、不育诊断:临床症状,病原菌分离四.常见的影响实验动物生产的疾病1.鼠痘(Mousepox,Infectiousectromelia)病原学:鼠痘病毒(Poxviridae,mousepoxvirus)流行病学:

传染源:病鼠,野生小鼠很少发生传播途径:接触传播、消化道传播易感动物:小鼠(某些品系易感,某些品系抵抗)临床症状:痘斑、脱脚、断尾诊断:流行病学,临床症状,病毒分离,实验室检查预防和掌握:

预防:严格执行规章制度,不从无生产许可证单位购买动物。掌握:捕杀病鼠,消毒饲养室2.仙台病毒感染(Sendaivirusinfection)病原学:仙台病毒(Paramyxoviridae,Sendaivirus)流行病学:

传染源:病鼠传播途径:呼吸道易感动物:全部实验动物临床症状:肺炎Sendaivirusisamemberoftheparamyxoviridae.Itisasingle-strandedRNAviruswhichisabletotransfectbothdividingandnon-dividingcells.Itsmethodofenteringcellsinvolvessialicacidandcholesterolwhicharecommontomanycelltypes.Sendaiviralgeneexpressionandreplicationarelocalizedinthecytoplasmincontrasttomostvirusesthatneedtoenterthenucleus.Sendaivirusisnon-integratingsogeneexpressionfollowinggenetransferisshort-lived.仙台病毒感染肺病变对麻醉实验和吸入毒理学讨论等产生严重干扰诊断:流行病学,临床症状、实验室检查预防和掌握:引进动物时执行严格的检疫制度,发现感染鼠后准时扑杀,剖腹产重建鼠群3.鼠肝炎(Mousehepatitis)病原:鼠肝炎病毒(Coronaviridae,Mousehepatitisvirus)流行病学:

传染源:隐性感染鼠、病鼠传播途径:消化道,接触传播易感动物:小鼠临床症状:乳鼠死亡,裸鼠“wastesyndrome”感染鼠肝炎的裸鼠wastesyndrome裸鼠的肝脏病变诊断:流行病学,临床症状、实验室检查预防和掌握:引进动物时执行严格的检疫制度,发现感染鼠后准时扑杀,剖腹产重建鼠群4.犬细小病毒病(CanineParvovirusdisease)病原:犬细小病毒(CanineParvovirus)流行病学:

传染源:病犬传播途径:消化道易感动物:犬临床症状:粪便呈咖啡色或番茄酱色样的血便,严重者机体休克、昏迷死亡或呈心肌炎型诊断:流行病学,临床症状、实验室检查预防和掌握:禁止野犬进入动物房周围,饲养人员不得与宠物狗或其它草狗接触,一旦发现感染,则对其隔离或扑杀,并对环境做彻底消毒。5.犬瘟热(CanineDistemper)

病原:犬瘟热病毒(CanineDistemperVirus)流行病学:

传染源:病犬或海豹等野生动物传播途径:消化道易感动物:犬临床症状:鼻眼流浆液性分泌物,发热,食欲废绝、鼻镜干裂,或消灭急性肠胃炎和神经症状犬瘟热典型症状诊断:流行病学,临床症状、实验室检查预防和掌握:禁止野犬进入动物房周围,饲养人员不得与宠物狗或其它草狗接触,一旦发现感染,则对其隔离或扑杀,并对环境做彻底消毒。五.常见的实验动物寄生虫病1.体外寄生虫(节肢动物)病原:Ectoparasites(虱子、螨)流行病学:传染源:带虫动物传播途径:接触传播宿主:各种动物临床症状:诊断:临床症状、实验室检查预防和掌握:笼具和垫料要彻底消毒,一旦诊断出有外寄生虫病,应剖腹产重建动物群或重新引种,有经济价值的大动物可用杀虫剂治疗。2.弓形虫病病原:Toxoplasmagondii生活史:

滋养体,假包囊,包囊寄生在人的除红细胞以外的有核细胞内。

人、小鼠、家鼠1.寄生部位:2.终宿主:3.中间宿主:4.感染阶段:猫和猫科动物。其它哺乳类,鸟类,爬行类等成熟卵囊,假包囊,包囊。经口感染。经损伤的皮肤或粘膜感染。经眼结膜感染。经接触被卵囊污染的土壤,水源感染。经输血,器官移植感染。经节肢动物携带感染。经猫,狗唾液感染。感染途径:感染弓形虫多数为隐性感染。主要危害眼和N系统孕妇常有流产,早产,死产。死胎或畸胎。幼龄大鼠常导致致死性肺炎预防和掌握:禁止猫进入动物房周围,一旦感染扑杀整个感染群

第七节微生物、寄生虫潜在感染对实验讨论的干扰一、实验动物病毒对实验的干扰

1、鼠痘病毒:是危害实验小鼠最为严重的病毒之一。患急性病例的小鼠会突然死亡;患慢性病例的小鼠会消灭全身症状,使实验结果混乱,并且污染环境,使病毒广泛传播,严重影响科研工作;隐性感染小鼠,无临床症状,但很多因素可以激活鼠痘病毒而使鼠痘流行。

a)实验性结核、X射线、化学毒素、组织移植、肿瘤、运输可使隐性感染病毒激活。

b)大量内毒素或切除脾脏可转变吞噬细胞功能,而增加小鼠对病毒的易感性。

2、仙台病毒大、小鼠群中常见的病毒之一,急性感染多见于断乳小鼠,多数情况下呈隐性感染。

1)饲养条件恶化、气温骤变或呼吸道细菌感染,可导致呼吸道疾病流行。

2)严重影响体液和细胞免疫应答:抑制大鼠淋巴细胞对绵羊红细胞的抗体应答。减弱植物血凝素、刀豆素对淋巴细胞的促有丝分裂。

3)致瘤作用的干扰:感染后的组织学转变酷似浸润性肺癌;感染可移植肿瘤,转变肿瘤细胞表面抗原和致瘤性。

4)生殖影响:妊娠4-5天感染,胚胎被汲取;11-12天感染,妊娠期延长,新生鼠死亡率上升。

3、小鼠肝炎病毒

1)在应激条件下,引起小鼠致死性肝炎、脑炎、肠炎

2)转变机体各种免疫应答参数:降低血清免疫球蛋白水平和影响吞噬细胞数目。

3)转变酶系统:增高或降低一些肝脏的酶活性

4、乳酸脱氢酶病毒1)污染生物材料和移植肿瘤,影响机体免疫。啮齿类动物病毒对生物材料、细胞系及可移植肿瘤的污染是一个不容忽视的问题。2)抑制细胞免疫应答,延缓同种异体排斥,抑制移植物对宿主的反应。3)对肿瘤讨论的影响:病毒慢性感染,抑制或延缓肿瘤的形成。4)对酶系统:小鼠感染后,一些血清酶活性上升。二、实验动物细菌对实验的干扰

1、人兽共患病原菌和动物致病菌(例如沙门氏菌、布氏杆菌、结核分枝杆菌等)

1)不仅可引起实验动物的严重疾病,而且也是人类的重要致病菌。

2)不同品系、品种、性别和年龄的动物对不同细菌的易感性有所不同。(例如灵长类动物对志贺氏菌、结核分枝杆菌敏感;ICR小鼠对鼠肺炎霉形体的易感性高于其他品系小鼠)

2、条件致病菌

由于饲养条件的改善和管理水平的提高,有些细菌(金黄色葡萄菌)一般不引起动物自然发病;当某些因素(免疫抑制剂的使用、射线的照

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