影响实验动物和动物实验的因素

第五章

影响实验动物和

动物实验的因素1.保种繁殖制度对实验动物和动物实验的影响2.环境因素对实验动物和动物实验的影响3.微生物和寄生虫对实验动物和动物实验的影响

影响实验动物遗传型的因素，包括相应严格的繁殖制度和遗传质量检测。一、保种繁殖制度对实验动物和动物实验的影响1、封闭群留种动物的选择①亲代具较高生殖能力，并具良好的泌乳能力和对周围环境有较高的适应能力者。②发育快，体型大的子代作下代幼种。通常应从第2-4胎生的幼崽中选留，同胎幼崽留雄不留雌，留雌不留雄。③入选动物具有体质强壮，行为活泼，对外界刺激反应敏感、眼睛有神、被毛光泽，浓密贴身；头部宽广，颈部长度适中，背宽而平直；躯干前后匀称，胸圆满，腹部系紧，四肢有力，生殖器正常。封闭群动物的繁殖制度

不从群体外部引入新基因，又坚持群体内的随机交配，在世代更替中，每代近交系数上升率低于1%。2、近交系动物的选种和繁殖制度

在培育近交系时，必须对特定性状选择，同时要注重其繁殖能力或生长能力；尤其是在对肿瘤发生率、细菌易感性、人类疾病动物模型培育等特殊性状作为目标，进行品系培育时，格外注意动物的繁殖性能。

近交系选种的项目①性成熟及初产日龄：选择早熟的品种为佳。②连续妊娠且分娩（胎）间隔短。③综合3-4胎的产仔数。④离乳率高及离乳时仔体重大。离乳率=100%*离乳仔数/产仔数近交系动物繁殖制度

坚持全同胞兄妹的交配，或亲代与子代的交配，但两种交配制度不能混用。近交系数应大于99％。

实验动物都是较长时间，甚至终生被限制在一个极其有限的环境内生活，这种环境就成了实验动物赖以生存的条件。二、环境因素对实验动物和动物实验的影响“有利”方面

实验动物只有在舒适的环境中才能正常生长，发育，繁殖和用于实验。

“

有害”方面

虽然能使动物产生保护性反应,以消除或减轻有害因素的作用,但“有害”情况超过一定水平,就会使动物机体不能忍受,各种功能就会失调，引起各种疾病甚至死亡。

2001年,国家技术监督局正式颁布国家标准《实验动物环境及设施》;在2010年经修订补充后再版。2006年科技部颁发了《关于善待实验动物的指导性意见》，要求为实验动物提供清洁、舒适、安全的生活环境。按微生物控制

程度分类

实验动物设施的分类

按功能分类

按平面布局分类

生产设施实验设施特殊设施无走廊单走廊叁走廊双走廊按气流分类

乱流式

单向式

层流式

屏障环境隔离环境普通环境实验动物微生物学等级实验动物居住环境条件普通级动物(CV)普通环境清洁级动物(MD)无特定病原体动物

(SPF)无菌动物

(GF)屏障环境隔离环境生物因素居住因素化学因素物理因素环境控制实验动物和动物实验环境

各种因素比较复杂,且相互间发生影响,为了叙述上的方便,将物理因素、化学因素、居住因素和生物因素分别择要介绍（人为因素在实验动物饲育和动物实验操作中已详述)。

物理因素温度和日温差相对湿度空气洁净度气流速度光照噪音

温度

温度是影响实验动物标准化和动物实验结果的重要因素。

除非人灵长类实验动物外，大部分哺乳类实验动物的汗腺功能均不发达，或无汗腺，在高温下很难维持体温的恒定，气温变化过大或过急，都将会导致动物发生不良的反应。

当室温过低时，常导致动物性周期推迟；

室温超过30℃时雄性动物睾丸萎缩，产精子能力下降；

雌性动物性周期紊乱，泌乳能力下降或拒哺乳。

在低温环境中,动物因新陈代谢量增加,导致脏器重量也产生很大的影响。

在低温环境影响下,实验小鼠和大鼠的心脏、肝脏、肾脏均较大；而在高温环境下则较小；

实验犬在33

C时的呼吸次数与23

C时相比,第1天增加9倍,从第2天起持续增加到14~16倍。

在对实验小鼠和大鼠的药物急性毒理试验中，因环境温度的不同，其50％致死量(LD50)有显著的差异。

低常高温温温

低常高温温温

低常高温温温环境温度与药品毒性的关系

环境温度过高、或过低，都会导致机体抵抗力下降，使动物患病直至动物发生死亡，而影响实验结果。

普通环境温度一般控制在16~28℃。

屏障环境温度一般控制在20~26℃。

湿度

在室温21

C时，实验大鼠在相对湿度35％环境里的摄食量比在相对湿度75％环境里要增加5％左右；

实验小鼠在低湿环境中的活动量要比高湿中大。

这表明:由于低湿散热量大导致动物产热量增加，从而使摄食量和活动量增加。

当环境呈高温高湿时，动物因蒸发散热受到抑制，易引起代谢紊乱,机体抵抗力下降，对动物健康不利。如高温高湿长途运输动物百分之百死亡。

湿度过高还有利于病原微生物和寄生虫的生长繁殖,饲料、垫料易发霉败坏,导致动物发病率增加。

有些动物不耐低湿,易引起坏尾症,如大鼠,还可出现吃仔或拒哺乳现象,仔鼠发育不良。

故相对湿度应控制在40~70％。

而湿度过低,室内灰尘飞扬,易引起动物呼吸道疾病。空气流速

动物的单位体重表面积均比人类大,因此气流对动物的影响也比较大。

实验动物的体温，在低温环境中是随风速的增加而明显下降的。

风速对裸鼠摄食量的影响

在22

1

C，当风速为0.67m/s:±

在有垫料的塑料笼内,无毛小鼠的摄食量比无风时增加26％；在金属网笼内,小鼠的摄食量增加36％。

饲养室内:

气流要求≤0.2m/s

当饲养笼周边风速过小,不利于小鼠呼吸新鲜空气，排走有害气体，增加饲养室的氨浓度。

换气

次数

空气中的氧气是动物生存的最重要物质。

屏障环境符合标准的换气次数(≥15次/h),（普通环境≥8次/h）

可满足动物设施内的空气不断净化的要求。

洁净度

关于空气中尘埃对动物实验的影响。以人为对象的研究进行的比较深入。屏障环境要求洁净度必须达7级（1万级），保证高效过滤器安全和换气次数达标、降低室内粉尘颗粒可以提高洁净度。饲养室噪声来源2.动物自身发出。3.外界传入。4.人员操作和说话发出声音。

1.室内机械(空调，排风机等)产生。

噪音对于动物的听觉、大脑垂体、肾脏、肝脏、生殖器官、消化功能、泌乳功能、生长行为和共济能力都有不良的影响，

特别是豚鼠更为敏感，常会引起不必要的骚动而使孕豚鼠流产，亲本吃仔等现象。

凡是噪音比较剧烈频繁的环境中，大小鼠繁殖能力均低下。因此，噪声应≤60dB。

光照照度（illuminance）波长

(wavelength)

照明时间(lightingtime)

动物眼睛视网膜近表层有感觉明暗的杆状体细胞和感光颜色的锥状体细胞。

鸟类的锥状体细胞占优势，对颜色分辨力较强，无足够光线时就无法活动，即所谓夜盲眼。啮齿类动物是杆状体细胞占优势，有微光即可活动，属夜行性动物，对色彩的辨别能力差。照明时间与动物的性周期

密切相关SD大鼠发情以12h明、12h暗呈最稳定的4d周期。16h明、8h暗呈5d，或更长的性周期。22h明、2h暗，则性周期的长短就不稳定。昼夜交替时间：12h明12h暗或

14h明10h暗

笼内照度为5Lux时，实验大鼠幼鼠的离乳率为95％；

在明亮的环境里，母鼠做窝性差，对乳鼠粗暴。

实验动物饲育环境的照度15~20Lux，大动物100~200Lux

；工作照度为≧200Lux。光照在500Lux时，幼鼠的死亡率达50％。照度

小鼠的自发行为在蓝、绿、白天光色下最低；而在红色与黑暗中最大。波长化学因素

氨气

饲料饮水氨气

空气中氨的增多可刺激动物粘膜而引起实验动物流泪，咳嗽等，严重引起肺炎，肺水肿。

硫化氢浓度增高会使动物妊娠率下降，易诱发家兔鼻炎等。氨浓度≤14mg/m3。

饲料

为了使实验动物能够正常生长，发育，繁殖和进行良好的实验处理,必须提供符合国家标准的全价营养颗粒饲料。通过饲料在实验动物体内的一系列生化反应，最终满足动物的正常生理需要。饲料的选择、加工方式、灭菌方法等都与动物质量有关。

饮水

水是实验动物最重要的营养物质之一,是动物机体的一切组织,如细胞和体液的组成成分。

动物机体内的水分约占55%~80%，在对动物机体的物质代谢过程中，水分具有重要意义。

实验动物一旦缺水，不仅危害健康，而且严重影响生产力。

当缺水20%时，动物发生死亡。

因此，实验动物缺水比缺饲料对健康危害更大。

当机体缺水10%时，会引起代谢紊乱。

动物所需水的途径3.代谢水。2.饲料中水分。饮水是主要来源。1.饮水。

水质要求

普通动物:饮水标准应符合城市生活饮水的卫生标准。

清洁级和SPF动物:饮水可用高压蒸汽灭菌,也可进行酸化。合格的纯水也可饮用，但国家标准还未出台。

无菌动物:饮水只能用高压蒸汽灭菌。

供水

.

通常用饮水瓶给水，每2～3天换水瓶一次，保证饮水不断也不漏。

饮水瓶和出水管必须定期清洗消毒。

对于较大型动物如家兔、犬、猴、小型猪等则采用自动饮水器给水。

居住因素

.

.

1.饲养方式

2.笼具和垫料

3.动物饲养密度饲养方式

(1)圈养式

(2)自动冲洗式(3)笼具（盒）式

圈养式

通常对体形较大的实验动物如犬、猫、猪、羊等，采用这种饲养方式。

应提供动物一定的活动场地。

须注意将不同来源的动物分开饲养。

常用于大鼠、豚鼠、兔等饲养。固定在笼架上的水箱里的水,受定时器或电磁阀的控制,可流向笼底下盛污物的托盘中,因水流动的落差产生压力,可携带污物沿着污物盘流向排放污物的水管。污物盘必须经常认真地洗刷以防尿垢结积。优点是节约劳动力,缺点是难以控制饲养室相对湿度。因此，目前改进方法是选用定时冲洗的方式。自动冲洗式

笼具（盒）

笼具的大小以提供实验动物能自由活动、保持正常姿势的充分空间为宜。

笼具材料可使用铝、不锈钢和合成树脂系的聚碳酸酯(PCV)、聚丙烯(PP)、刚性塑料纤维(FRP)、聚醚酰亚胺（PEI）等。

垫料

功能:保持笼内干燥,清洁,保温,动物感到安全舒适。

材料:常用的垫料有木屑、木刨花、打碎的玉米芯、杆、吸水纸和棉花等。实验项目大小鼠选用玉米芯，繁殖大小鼠用无异味木屑更好，也可以两者混合使用。动物饲养密度

无论是实验动物繁殖生产,还是动物实验过程中,动物饲养的密度不同均会引起实验动物不同的反应。

在过密饲养的过程中,实验动物体重的增加低于常规密度饲养的同种动物;

而且过密饲养的动物的肠道菌群也会发生变化。

同种实验动物群体之间相互影响

同种实验动物间只要有两只以上同种动物在一起，就形成动物社会，产生个体间社会地位的不同。

在这种不同社会地位的形成过程中，就会发生一系列激烈的争斗，出现撕咬和抓伤，

甚至影响动物的内分泌功能，从而影响实验动物的生产和实验结果。

实验小鼠和猫在同一饲育室内饲养，小鼠的性周期会出现不规则变化。同环境饲育不同种类实验动物相互影响

在不同种的实验动物间,常有共患的传染病。

健康的豚鼠饲育在有隐性感染支气管败血性鲍特氏菌的实验兔室内，豚鼠就会发病。三、微生物和寄生虫对实验动物和动物实验的影响（二）

细菌污染对实验动物和动物

实验的影响（三）

寄生虫污染对实验动物和动物

实验的影响（一）

病毒污染对实验动物和动物实验的影响

病原体污染

对实验的影响

导致动物大量死亡危害工作人员身体健康

干扰实验结果（一）

病毒污染对实验动物和动物实验的影响1、流行性出血热病毒

感染流行性出血热的实验大鼠严重危及接触该群体人员的健康,

包括饲养人员和实验人员。被污染的大鼠群感染的人群中的疾病可呈似流行性感冒的症状;也有威胁生命的出血性疾病,并偶有死亡。2、淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒

终身隐性感染，危及接触者的健康。

工作人员被感染后，轻者似伤风感冒；重者脑膜刺激症状，都无特殊疗法。

被感染小鼠基本上持续性垂直传播，3、犬和灵长类动物多可患狂犬病，严重威胁人类生命安全。

4、

1967年首次报告马堡病毒对人的危害：接触的31人全部发病，其中7人死亡。5、兔出血症病毒

导致家兔烈性传染病。1984年2月，某实验室突然爆发，迅速蔓延，呈毁灭性流行，实验兔群死亡率可达100%，造成实验的中断，给科研带来严重的损失。6、小鼠诺如病毒（Murine

Norovirus）

2002年首次发现分离到MNV是一种新发现的感染实验小鼠的病毒，可导致小鼠发生致死性感染，组织病变主要包括脑炎、脑膜炎、脑脉管炎、肝炎和肺炎等。可从小鼠的肠系膜淋巴结或粪便中分离到多株MNV毒株。7、登革热病毒8、禽流感病毒（AIV）属甲型流感病毒。分甲、乙、丙3个型，其中甲型流感病毒多发于禽类，一些亚型也可感染猪、马、海豹和鲸等各种哺乳动物及人类；乙型和丙型流感病毒则分别见于海豹和猪的感染。9、埃博拉病毒（EBV）是引起人类和灵长类动物发生埃博拉出血热（EBHF）的烈性病毒，由此引起的出血热是当今世界上最致命的病毒性出血热，已造成10余次具有规模的暴发流行。

10.严重干扰动物实验结果

仙台病毒鼠肝炎病毒：细小病毒属仙台病毒

（1）对免疫系统的影响：严重影响

体液和细胞介导的免疫应答；

（2）对致瘤作用研究的影响；

（3）对动物生育繁殖的影响。鼠肝炎病毒

（1）影响免疫应答和肿瘤研究；

（2）影响肝酶的活性，影响动物的正常代谢，导致乳鼠、裸鼠和某些基因型的成年鼠的发病率和死亡率明显的增加。

（3）污染从感染MHV的小鼠上获得的产物，如肿瘤移植物，腹水和从脑、肝、脾和骨髓细胞中制备的病毒库。细小病毒属

包括小鼠微小病毒和大鼠细小病毒等。

这些病毒是目前所知唯一抗癌广谱，具有高度抗癌特异性的微生物。实验研究已发现其对肝癌，胃癌，肺癌，肉瘤等多种肿瘤均有明显杀伤作用。当前欧美各国已集中力量深入研究细小病毒的抗癌机理，为肿瘤的防治开辟新的途径。因此，实验动物如感染有此类病毒，将会给肿瘤的研究造成严重影响。（二）.实验动物细菌性疾病的危害

1.危害工作人员身体健康沙门氏菌感染结核分枝杆菌皮肤病原真菌沙门氏菌感染

感染沙门氏菌的实验动物，可使实验人员出现腹泻、食物中毒等症状。

结核分枝杆菌

感染结合分枝杆菌的灵长类实验动物，可使饲养或实验人员患肺结核等疾病，严重影响工作人员的身体健康。皮肤病原真菌

可使直接接触感染动物，又不注意个人防护的饲养或实验人员发生皮肤真菌感染。2.导致动物大量死亡

实验无法进行的病原体支原体泰泽氏病原体

多杀性巴氏杆菌支原体

是实验小鼠和大鼠的重要病原，引起小鼠和大鼠上呼吸道感染导致小鼠或大鼠突然发病，且死亡率高；

在与仙台病毒协同作用下，造成后果更为严重。

泰泽氏病原体

在实验动物群中的首发症状通常是出现突然死亡。可导致实验小鼠群“全军覆没”。

泰泽氏病原体还可使感染兔严重腹泻、迅速脱水和高死亡率。多杀性巴氏杆菌

是普通级兔群中最常见的疾病之一。可使感染兔出现鼻炎、肺炎、结膜炎、脓肿，以及全身性败血症等临床症状；导致患兔不增体重，乃至淘汰或死亡。3.严重干扰动物实验结果鼠棒状杆菌肺炎克雷伯氏菌肺炎链球菌绿脓杆菌等鼠棒状杆菌

主要寄居于大小鼠的上呼吸道，为动物源性致病菌，常为隐性感染，爆发时可导致整群动