实验动物学概论绪论

实验动物学概论1绪

论2什么是实验动物?3第一节

实验动物的基本概念一、实验动物实验动物(Laboratory Animals)是指经人工饲育，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。4实验用动物（experimental

animal)是指用于实验的各类动物。5二、实验动物学实验动物学（Laboratoryanimalsciences,

LAS）是以实验动物为主要对象和研究重点，以服务于动物实验为工作目标和探索方向的一门综合性、应用性的支撑学科。67实验动物生物学：是研究不同种属、不同品种品系实验动物生物学特规律的基础学科。包括：一般生物学特性、解剖特点、生理生化特性等。实验动物环境生态学：是研究影响实验动物生存的环境与条件。例如饲养动物的房舍、通风、温度、湿度、光照、噪声、笼具、饲料、饮水以及各种垫料等。12三、 实验动物科学研究范畴8实验动物遗传育种学：是利用遗传调控机理，采用传统的和现代生物技术手段，控制动物的遗传特性，培育新的动物品种品系和各种动物模型，家畜和野生动物的实验动物化。实验动物营养学：是研究动物摄入、利用营养物质全过程与生命活动相互关系的科学。34第二节 实验动物科学研究范畴实验动物微生物学与寄生虫学：是研究实验动物的微生物、寄生虫分类学、与人类的相互关系和对科学试验的干扰作用，探讨预防、检测、净化和治疗疾病方法和措施的科学。69实验动物医学：是专门研究实验动物健康标准和疾病的发生、发展、转归、诊断、治疗和预防及其在生物医学领域中应用的科学。5第二节 实验动物科学研究范畴比较医学：是比较研究动物与人类生命现象的异同，特别对各种人类疾病进行类比研究，采用其异同点，通过建立实验动物疾病模型来研究人类相应的疾病。动物实验技术：包括研究实验动物的饲养管理技术，各种监测方法和动物实验方法和技术标准等。动物实验伦理学：是研究动物实验中如何体现人类的道德伦理价值观的科学。10789第二节 实验动物科学研究范畴实验动物福利：是专门研究如何科学地善待实验动物相关问题的科学。动物实验替代方法：是研究如何用无知觉材料替代有知觉的动物实验，用低等级动物替代高等级动物，用无脊椎替代脊椎动物进行实验的科学。111011第二节 实验动物科学研究范畴本课主要介绍的内容第一章 绪论第二章

实验动物的遗传质量控制及分类第三章 实验动物的病原学控制及分类第四章 实验动物的营养学质量控制第五章 实验动物的环境控制第六章

实验动物与动物实验设施及屏障设施的运行管理第七章 常用实验动物的生物学特性及应用第八章 特种实验动物第九章 人类疾病的动物模型第十章 动物实验的基本技术和方法第十一章

医学研究中实验动物的选择和动物实验设计12第三节 实验动物科学的发展概况13一、国际发展概况（一）实验动物标准化管理1950年，成立了美国实验动物科学学会（AALAS）

；1952年，实验动物资源研究所；1957年，实验动物医学学会（ACLAM）；1966年经国会批准的《实验动物福利法案》；1956年，美国开始建立“实验动物饲养与应用认可程序”，为实验动物研究的专业性提供了标准化的程序；

1952年，日本成立了实验动物中央研究所，专门从事实验动物标准化工作；

1956年，联合国科教文组织、国际医学组织、国际生物学协会共同发起成立了“实验动物国际委员会”(ICLAS)，后更名为国际实验动物协会；

1961年，加拿大生物联合会建立了动物管理常务委员会，开始实验动物饲养管理标准化工作。英国

制定了《虐待动物条例1876》

法国、荷兰、德国

于1953、1955、1956年相继设立了实验动物中心机构。14（二）实验动物科学发展15在实验动物科学发展历程中，近交系（1909年）、无菌动物（1943年）的成功培育和应用以及免疫缺陷动物（1962年）的问世是实验动物科学发展的里程碑。在高等生物体中没有一个基因是单独活动的，基因功能的评估，唯一的办法是从分子生物学本身转移到生物个体——即整体动物模型的分析。一般来说是:分子→细胞→组织→器官→个体近年来，人们利用分子生物学技术和胚胎工程技术进行了大量的基因定位突变、基因敲除（Knock-out）和转基因（Knock-in）研究工作，成功地培育了上千种新动物（Transgenic

Animal）和上百种动物生物反应器（Animal

Bioreactor）。1909年美国杰克逊（Jackson）实验室第一任主任Little培育出第一株近交系小鼠DBA。1943年美国圣母大学细菌学实验室的Reyniers和Trexler正式报道了繁育无菌实验动物的技术，1942年培育成无菌猴，1943年培育成无菌鸡，1946年培育成无菌大鼠。1962年苏格兰医师Issacson等发现无胸腺裸小鼠。16二、国内实验动物科学发展17（一）实验动物技术的发展1918年齐长庆教授首先饲养小鼠开始1919年谢增恩用地鼠作肺炎球菌的试验1946年我国从印度Haggkine研究所引入小鼠1948年兰春霖教授从美国旧金山Hooper基金医学研究所带回金黄色地鼠50年代后李铭新、杨简等先后育成中国1号（C-1，1955）低癌系津白1号（TA1 1955）高癌系津白2号（TA2 1963）白血病试验小鼠615（医科院1961）18从国外引进：C3H、C57BL、DBA、BALB/C及裸鼠等20余个品系。又培育出：SPF鸡、豚鼠、大鼠、小鼠、小型猪、地鼠、家兔等新的实验动物品种。19实验动物模型培育和标准化技术研究中国三种实验用小型猪遗传学标准化的研究高脂血症-动脉粥样硬化等动物模型的建立白血病、鼻炎癌转基因模型及人类消化系统恶性肿瘤模型的建立东方田鼠、灰仓鼠、SCID同源导入系及IRM-2近交系的培育啮齿类实验动物冷冻胚胎保种技术研究和应用（二）我国实验动科学实现了跨越式发展安全性评价常用实验动物标准化指标的建立21（二）我国实验动科学实现了跨越式发展（续）实验动物检测技术方法及标准化研究加快泰泽氏菌、兔出血症病毒检测方法的研究实验动物营养饲料中泛酸、生物素、胆碱测定方法的研究实验动物设施环境检测标准方法建立与技术规范化研究我国实验动物疾病病理学标准化诊断方法研究组织相容性复合体（MHC）分析法在实验动物遗传监测领域中的应用弓形虫检测方法的标准化实验动物质量国家标准的修订补充及检测技术标准化研究清洁级实验小鼠微生物和遗传检测试剂盒的研究（SPF鸡）质量检测试剂盒的研究22（二）我国实验动科学实现了跨越式发展（续）人才培养职高本科上岗培训专科硕士博士23●●国家啮齿类实验动物种子中心国 实 实 实 实实实 野家验验验验验验生遗禽兔用用灵水动传类种小犬长生物工种质型种类生种程质资猪质种物质小资源种资质种资鼠源基质源资质源资基地资基源资开源地源地中源发库基心基地地实 实验 验用 用低 家等 养动 动物 物种 种质 质资 资源 源开 开发 发实验动物质

量保障体系实数验据动

与物信种息质平资台源政策法规修订《实验动物管理条例》实验动物种质资源共享服务平台运行状况的评估与监督《实验动物福利实施方案》人才队伍人才培训体系网上考试平台资质评价已完成执行中2006

启动未启动技术标准规范实验动物国家标准 2001实验动物描述标准和规范实验动物种质资源保存技术规范；实验动物设施设计、施工和验收规范实验动物新品种（系）鉴定规程；实验动物种源单位认定办法23实验动物科学发展规划框架龙江黑上海广东贵州海南四川云南实验动物种质资源数据与信息共享平台广西江苏北京24实验动物种子中心和种源基地分布图实验用猴基地25实验用犬基地26SPF禽类中心2728（三）我国实验动物法规及组织机构的建立291982年云南第一届全国实验动物工作会议。1983年北京实验动物学会成立。1987年中国实验动物学会成立。同年加入国际实验动物科学委员会（ICLAS)。各省市相继成立了管理和学术机构。国家、地方实验动物期刊杂志出版。《中国实验动物学报》《中国比较医学杂志》《实验动物与比较医学》《实验动物科学》1988年国家科委发布《实验动物管理条例》1989年国家卫生部颁布了《医学实验动物管理实施细则》农业部、国家药品监督管理局、总后卫生部先后制定相应条例。1994年国家技术监督局批准发布实验动物质量控制的《中华人民共和国国家标准》。301997年北京以立法的形式制定了《北京市实验动物管理条例》，同时颁布了三个配套规章：《北京市实验动物许可证管理办法（试行）》《北京市实验动物质量检测机构管理办法（试行）》《北京市实验动物从业人员培训考核管理办法（试行）》312001年12月6日国家科技部、卫生部七部委联合发布《实验动物许可证管理办法》2002年5月1日开始实施第二版的实验动物国家标准。2011年开始实施第三版。2002年开始修订国家科委发布的《实验动物管理条例》。321992年中国与日本政府合作，开设了中国实验动物人才培训中心，由日本国际专业协力团（JICA）资助派专家指导，开展培训实验动物人才工作。2001年首都医科大学、中国医科大学先后开办医学实验动物专业。33（四）实验动物工作的日常管理34北京市实验动物管理办公室北京医学实验动物管理委员会首都医科大学实验动物管理委员会首都医科大学实验动物科学部负责日常工作二、国内外实验动物科学发展趋势（一）国外发展趋势实验动物使用总量下降，高质量实验动物使用量增加实验动物品种、品系增加实验动物模型走向商品化实验动物替代材料的应用和替代方法的研究发展加快36KoreaUniversityAnimal

Usage9,0008,0007,0006,0005,0004,0003,0002,0001,000-2004

2005

2006MouseRatRabbitDogPig20042005~2006.

7Mouse8,2307,2104,435Rat2,6472,1241,242Rabbit254222174Dog223434Pig108209167Total11,2619,7996,052G.P,Cow,Cat,Goat(Smallquantityuse

)37USER-FRIENDLYANIMAL

FACILITY（二）国内发展趋势加大对实验动物工作的依法管理力度强化实验动物质量，积极开展科学研究加速实验动物商品化、社会化和产业化进程4

．加大宣传，普及“3R”，增强动物“福利”意识39动物福利（animal

welfare）:即维持动物生理与心理的健康与正常生长所需要的一切事物。动物权力(animal

right)：是指动物和人一样也有生的权利，逃离苦痛的权力，人有解救动物的义务。实验动物福利：实验动物福利是指实验动物在肉体与心理上处于健康、康乐以及舒适的状态。它包括实验动物繁育以及动物实验过程中的动物福利。（三）动物福利与3R原则40实验动物的痛苦与舒适的指标40提供适合的、足够的食物和水以及进行精心的照料。合适的自然环境和动物生存环境，饲养密度及单位面积的实验动物数量要适中。表现其正常行为方式的机会；行为状态是非常重要的指标，很多行为指标必须进行充分的讨论。实验动物的安乐和健康状态应该由合适人员观察，以防止疼痛或可避免的痛苦、不适或持续伤害；实验动物繁殖、饲养或使用的环境条件必须每日检查；要做出安排确保尽可能快地消除所发现的任何缺陷或痛苦。国际上普遍承认动物有五大自由41(1)享有不受饥渴的自由；(2)享有生活舒适的自由；(3)享有不受痛苦伤害和疾病威胁的自由；(4)享有生活无恐惧和悲伤的自由；(5)享有表达天性的自由。为动物提供表达天性的自由42不同动物玩具不同433R原则443R原则作为一个系统理论最早是由英国动物学家William

Russell和微生物学家Rex

Burch提出，见于1959年出版的《仁慈实验技术原理》一书。随后逐渐得到世界范围内广大科技工作者的认同，被广为采用。“3R”原则:为使动物权益得到保护，动物实验设计应遵循“3R”原则。即：替代（Replacement）、减少（Reduction）和优化（Refinement）为核心的“3R”运动。3R运动的推进，最终将使实验动物的使用量逐渐减少，动物实验结果的准确性、可靠性不断提高。1985年美国芝加哥的“伦理化研究国际基金会”提出了4R原则，即在3R的基础上增加了责任（Resposibility），呼吁试验者对人类和动物要有责任感。45第四节 实验动物在医学生物学中的地位和作用一、在医学生物学发展中发挥了重要作用在医学生物学发展过程中，许多重要的发现和研究成果，往往与实验动物及动物实验密切相关。巴甫洛夫指出，没有对活动物的实验和观察，人们就无法认识有机界的各种规律，这是无可争辩的事实。46大量人类疾病起因于传染原发现抗原抗体反应发现实验肿瘤学创立一些多发病的基本性质认清“应激学说”动物实验 创立临床医学许多重大技术创造和发展微生物在传染病发病中的作用证明防治传染病起了重大作用了解免疫性紊乱疾患的本质和补体的作用推动变态反应性疾病研究发现化学致癌物质和致癌病毒推动肿瘤学研究根除和控制这些疾病临床广泛应用激素疗法起作用起指导作用医学上许多重大发现与动物实验的关系51著名医学科学家的重大发现与动物实验的关系表1：

早年医学研究48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2

现代医学研究49发现年份发现人所用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伯纳德狗二、是现代医学生物学研究的重要支撑条件在医学生