医学实验动物学培训专家讲座

医学试验动物学医学实验动物学培训第1页21世纪生命科学是当代科学发展中最活跃领域之一。生命科学之所以在近年来得到飞速发展，其中一个主要原因就是作为基础支撑学科试验动物学有了长足进步与发展。试验动物学发展为生命科学高水平研究奠定物质基础。试验动物已成为各个相关学科交叉、渗透、综合最好工具，试验动物科学既是各个学科各自施展技术平台，又是众多学科相互整合技术平台。当代分子生物学技术加紧了试验动物新品系培育速度，建立各种人类疾病动物模型有了更加好伎俩和更辽阔空间。反过来，新品系和动物模型建立又为医学、药学、遗传学等生命科学各个领域提供了可靠而有用伎俩和先进工具。

医学实验动物学培训第2页遗传学控制微生物学控制环境控制医学试验动物学

试验动物标准化动物试验标准化动物模型胚胎工程转基因动物动物试验技术营养控制医学实验动物学培训第3页第一章绪论试验动物学是一门以生命科学为主体新崛起独立综合性基础学科，是生命医学乃至整个生命科学基础和主要支撑条件。医学实验动物学培训第4页第一节试验动物和试验动物学基本概念一、试验动物和试验用动物医学实验动物学培训第5页（一）试验动物(Laboratoryanimal)试验动物是指经人工饲育，对其携带微生物实施控制，遗传背景明确或者起源清楚用于科学研究、教学、(生产)、检定以及其它科学试验动物。1998年，医学试验动物（Laboratoryanimalofmedicine）医学实验动物学培训第6页年《试验动物管理条例》修订补充，其中，将试验动物定义为：经人工培育、遗传背景清楚、对其质量实施控制、用于科学试验及产品生产动物。惯用试验动物：大鼠、小鼠、兔、豚鼠、地鼠、长爪沙鼠、Beagle犬、小型猪、猴等等。医学实验动物学培训第7页1.按遗传学分类近交系动物、封闭群动物、突变系动物、杂交一代动物;2.按照微生物控制程度分类普通级、清洁级、无特定病原体（SPF）级、无菌级{悉生动物};3.用科学试验动物.医学实验动物学培训第8页（二）试验用动物(experimentalanimal)1.试验动物;（能够用于科学试验全部动物）2.经济动物（家畜、家禽及观赏动物）;3.野生动物.医学实验动物学培训第9页二、试验动物学定义及研究范围试验动物学是一门以生命科学为主体、新崛起、独立综合性基础学科，是研究试验动物培育和应用科学。包含试验动物和动物试验两大部分。医学实验动物学培训第10页1.动物遗传育种学2.研究影响试验动物生存环境与条件3.试验动物医学4.比较医学5.动物试验方法学医学实验动物学培训第11页第二节试验动物在生命科学研究中主要性和利用一、试验动物在生命科学研究中主要性医学实验动物学培训第12页试验动物是医学、生命科学研究基础和主要支撑条件。在医学和生命科学研究领域内，进行试验研究基本条件可概括为“AEIR”4个基本要素“A”是指Animal(动物）；“E”是指Equipment(设备）；“I”是指Information(信息）；“R”是指Reagent（试剂）。医学实验动物学培训第13页二、试验动物在生命科学研究中利用（一）生物医学方面（二）制药工业和化学工业方面（三）生物制品方面医学实验动物学培训第14页（四）轻工业与食品工业方面（五）畜牧科学和农业科学方面（六）宇航和军事科学方面（七）其它方面医学实验动物学培训第15页第三节国内外试验动物科学发展概况(动物福利)一、国外试验动物科学发展概况、动物福利医学实验动物学培训第16页·公元前384~公元前322年，亚里士多德进行了解剖学和胚胎学试验，观察各种动物脏器差异。·1792年，Jenner发觉牛痘可保护人不生天花，提出用牛痘免疫人以预防天花·1813年，Bernard用动物研究疾病，创建了“试验医学”一词·1885年，Nuttall等培育了无菌豚鼠，处理了生物在无菌条件下能否生存问题医学实验动物学培训第17页·1909年，美国杰克逊研究所所长Little培育出第1株DBA近交系小鼠1940年，美国圣母大学劳邦德试验室Reyniers等人育成无菌大鼠并建立了繁殖种群。·1984年，美国有些人将牛生长激素基因导入小鼠，利用基因工程培育出巨鼠，开辟了基因工程在试验动物研究开发中新路径。·1944年，美国纽约科学院召开会议将试验动物标准化提上议事日程，该会议召开成为试验动物医学起点。1915年，金属隔离器问世，1957年又出现塑料薄膜隔离器。医学实验动物学培训第18页20世纪40~50年代，美国首先提出试验动物标准化问题，加紧试验动物协调管理。20世纪70年代早期，因为试验动物使用量骤增，动物保护者反对和动物试验发展实际需要，“3R”研究问题引发了社会各界极大关注。医学实验动物学培训第19页使用数量逐年激增据1990年调查，日本使用小鼠519万只，大鼠218万只，豚鼠22万只，兔13万只，加上其它动物累计为802万只。1989年欧洲全境试验动物使用数量1400万只。美国1981年用了各种品系小鼠共8000万只；大鼠7000万只，豚鼠60～70万只，家兔60～70万只，非人灵长类3.4万只。据统计，1994年北美、欧洲、日本大鼠和小鼠销售值分别为15亿、12亿、10亿美元。医学实验动物学培训第20页在我国据1995年不完全统计，全国生产大鼠、小鼠、地鼠、豚鼠、兔、犬、猴、猪、SPF鸡等试验动物约900万只。年试验动物约1500-万只。清洁级、SPF级动物得到应用，如1994年小鼠使用量约为340万只，其中清洁级为21万只，SPF级为12万只；大鼠使用量为53万只，其中清洁级11.6万只。医学实验动物学培训第21页动物保护史上里程碑

早在19世纪早期，英国人就开始关注虐待动物问题。1822年，英国人道主义者理查德·马丁（Charls

Martin）在国会会议上提出禁止虐待动物议案，取得上下两院经过。这项法案被称为“马丁法令”（Martin′sAct），是世界上第一个相关动物福利法令，被公认为动物福利保护史上里程碑。医学实验动物学培训第22页“动物福利”？通俗地说，即关心动物日常生活条件和心理，行为健康，预防动物在喂养、使用、运输和屠宰过程中受到无须要痛苦。简单地讲，即“善待活着动物，降低动物死亡痛苦”。动物福利目标是善待生命，实现人与自然友好共生共存。医学实验动物学培训第23页

熟悉动物生物学特征、进行正确试验操作，降低动物痛苦ByChenMin-li医学实验动物学培训第24页正确抓取与固定，让动物舒适、有安全感ByChenMin-li医学实验动物学培训第25页动物试验中动物福利详细要求

(当前国际上关于动物福利一致认同五大标准)让动物不挨饿（不受饥渴）让动物生活有舒适感（wellbeing）让动物不受或降低痛苦、伤害和疾病让动物没有恐惧感和悲伤感（不受惊吓和精神打击）让动物有展示天性自由（自然生活习性）ByChenMin-liByChenMin-li医学实验动物学培训第26页1988年《试验动物管理条例》ByChenMin-liByChenMin-li国内相关法规年《关于善待试验动物指导性意见》医学实验动物学培训第27页ByChenMin-liByChenMin-li善待试验动物相关要求和办法

喂养管理过程中善待试验动物要求

应用过程中善待试验动物要求

运输过程中善待试验动物要求

善待试验动物相关办法

相关术语

保定、安死术、仁慈终点

医学实验动物学培训第28页

相关术语

1．保定：为使动物试验或其它操作顺利进行而采取适当方法或设备限制动物行为，实施这种方法过程叫保定。2．安死术：是指用公众认可、以人道方法处死动物技术。其含义是使动物在没有惊慌和痛苦状态下平静地、无痛苦地死亡。3．仁慈终点：是指动物试验过程中，选择动物表现疼痛和压抑较早阶段为试验终点。浙江省医学科研人员培训班医学实验动物学培训第29页动物福利→3R？Reduction（降低）Replacement（替换）Refinement（优化）医学实验动物学培训第30页二、国内试验动物科学发展概况（一）试验动物科学发展医学实验动物学培训第31页·1918年齐长庆喂养繁殖小鼠做试验，并从日本引进豚鼠。·1949年全国解放后我国试验动物科学得到了发展。·20世纪70年代末我国相继派出一批学者考查国外试验动物科学发展情况·1982年及1985年由国家科委主持召开了两次试验动物工作会议1983年及1988年卫生部召开了两次医学试验动物工作会议。北京、上海相继成立了试验动物学会。医学实验动物学培训第32页·1985年在京沪两地试行试验动物合格证制度，同年申请加入了国际试验动物科学委员会（ICLAS）·1988年7月在北京召开了“第六届免疫缺点动物国际研讨会”。同年经国务院同意，国家科委颁布了《试验动物管理条例》。1998年国家卫生部制订并颁布了《医学试验动物管理实施细则》，1992年制订并颁布了《医学试验动物标准》。·1994年国家技术监督局颁布了实施中华人民共和国试验动物质量标准，并于年进行了修订。医学实验动物学培训第33页（二）图书与信息

现已出版正式刊物有《中国试验动物学报》、《中国比较医学杂志》、《上海试验动物科学》、《北京试验动物科学与管理》4种。（三）组织机构建设医学实验动物学培训第34页（四）人才培养（五）动物设施、设备、仪器研究等（六）试验动物质量监控（七）“3R”研究医学实验动物学培训第35页第四节政策和法规一、国外政策法规医学实验动物学培训第36页（一）国际组织

1956年联合国创建了国际试验动物委员会（ICLA），1979年改组成国际试验动物科学委员会（ICLAS）（二）政策法规医学实验动物学培训第37页国家法规制订部门制订时间备注美国于1970、1976、1985、1990年做过4次修订美国国立卫生研究院（NIH）2.《试验动物喂养管理和使用指南》1963年于1965、1972、1978、1985、1996年做过5次修订3.国立卫生研究院人员保健与NIH动物使使用方法NIH1979年4.《良好试验室操作规范美国食品药品管理局（FDA）1978年用于新药临床前试验法规，即“GLP”规范5.《美国检验与试验用脊椎动物使用和管理法》1966年国际机构研究动物委员会1984年国外试验动物及动物试验法规1.《动物福利法》美国农业部医学实验动物学培训第38页国家法规制订部门制订时间备注美国6.《应用动物进行生物医学研究与检验管理方法》生物医学研究基金会1984年7.《检验与教学用试验动物管理与使用标准》社会保健服务1985年日本1.《动物保护与管理法》法律105号1971年3.《关于预防动物试验中人兽共患病通知》2.关于确保建筑物卫生环境法律实施规则日本试验动物学会国立大学动物试验设施长会议1971年1979年医学实验动物学培训第39页国家法规制订部门制订时间备注日本4.《试验动物喂养管理法》总理府通告1980年5.《关于试验医药品安全性试验标准》厚生省1982年6.《试验动物设施建筑和设备》1995年1983年7.《动物试验指南》日本试验动物协会1987年8.《试验动物生产设施设备管理指南》日本试验动物协会9.《动物处死方法指南》总理府通告第40号1987年日本试验动物协会医学实验动物学培训第40页国家法规制订部门制订时间日本10.《试验动物设施建筑和建设》日本试验动物学会1996年英国1.《预防虐待动物法》1876年2.《犬管理法》1906年3.《动物保护法》1911年4.《动物使用保护（麻醉）法》1951、1961年5.《善待动物法》1962年6.《医学法》1968年7.《动物法》1986年医学实验动物学培训第41页国家法规制订时间澳大利亚《试验动物管理使使用方法》1985年瑞典《动物保护法》1944、1979年法国1.《法国动物保护法》1972年2.《犬收容管理法》1974年瑞士《科学院科学试验动物伦理与动物试验指南》1983年医学实验动物学培训第42页二、国内试验动物法律、法规、条例与标准我国试验动物工作由国家科技部统一管理，各省、自治区、直辖市、科学技术委员会分别主管各地域工作。医学实验动物学培训第43页法律法规及条例制订部门制订时间我国法律、法规、条例与标准《试验动物管理条例》国家科委2号令1988年《医学试验动物管理实施细则》卫生部1998年《国家医药管理局试验动物管理方法》国家医管局6号令1991年《国家医药管理局试验动物管理实施细则（草案）》国家质量管理局1991年《医学试验动物标准》卫生部1992年《卫生部试验动物管理委员会工作条例》卫生部1992年《卫生部试验动物管理委员会合格证管理方法》卫生部1992年《医学试验动物质量检测手册》卫生部动物管理会1992年《合格证管理方法》卫生部动物管理会1992年《药品非临床研究质量管理要求》国家科委16号令1993医学实验动物学培训第44页法律法规及条例制订部门制订时间《试验动物质量管理方法》《试验动物国家标准》《试验动物许可证管理方法（试行）通知》《上海试验动物管理方法》《关于上海市科学技术发展基金项目应用试验动物相关要求（试行）通知》国家科技部、国家技术监督局国家质量技术监督局科技部等7个部局上海市任命政府同意，上海市科学技术委员会公布上海市科学技术委员会1997年1997年（年修订）年1987年年医学实验动物学培训第45页

试验动物环境设施控制

医学实验动物学培训第46页试验动物环境种类环境对试验动物影响影响试验动物“演出型”主要环境原因试验动物设施试验动物喂养条件医学实验动物学培训第47页试验动物环境控制是试验动物标准化主要内容之一。试验动物普通都较长时间甚至终生被限制在一个极其有限环境范围内生活，这种环境就成了试验动物赖以生存条件。为了使试验动物能够正常生长、发育、繁殖和进行良好试验处理，必须对试验动物环境进行控制。医学实验动物学培训第48页

环境概念(定义)：是指生物体内外客观一定事物，是生物赖以生存外部条件。试验动物环境包含外环境和内环境。

医学实验动物学培训第49页试验动物环境监控意义⑴严格监控试验动物环境可确保试验动物健康和质量标准化。⑵环境控制可保障试验研究取得正确结果。⑶合乎标准环境，尚为试验动物及动物试验工作者提供适宜条件，并保障人们身体健康不受危害原因伤害。医学实验动物学培训第50页试验动物环境管理设计、设备各类人员动物喂养管理饲、垫料、水流程设计维护管理（从属设备）空调运转饲育设备、器材经营管理、组织卫生管理医学实验动物学培训第51页一、试验动物环境种类1、按照用途分类：

生产设施、试验设施、特殊动物实验设施。

2、按照微生物控制程度分类：

普通环境、屏障环境、隔离环境。医学实验动物学培训第52页二、环境对试验动物影响1.动物性状表现主要有遗传原因和环境原因决定。医学实验动物学培训第53页

基因型表现型演出型发育环境胚前期胚胎期胚后期周围环境物理原因：温度、湿度、气流、光照噪声、笼具、垫料化学原因：臭气、消毒剂、杀虫剂营养原因：饲料、饮水生物原因：各种病体人为原因：设施、喂养、管理、试验处理包含试验结果医学实验动物学培训第54页2.动物试验处理反应可用下式表示：

式中：R试验动物总反应；A试验动物种共同反应；B动物品种及品系特有反应；C动物个体反应（个体差异）；D环境影响（包含试验处理）；E试验误差。R＝(A+B+C)×D±E医学实验动物学培训第55页1.温度：（1）试验动物大多数属于恒温动物（2）临界温度：三、影响试验动物“演出型”主

要环境原因医学实验动物学培训第56页（3）几个动物高、低临界温度

低临界温度高临界温度(℃)小鼠-1037大鼠-1032豚鼠-1532家兔-2932猫－36犬-8042～58猴－38绵羊－32山羊－40猪－30鸽－42鸡-3532医学实验动物学培训第57页（4）温度对试验动物影响①对繁殖、育成影响②影响代谢③影响健康与抗感染能力④激发应激反应⑤对试验结果影响

医学实验动物学培训第58页温度 12℃24℃32℃KAU（碱性磷酸酶）20±315±3 15±3GOT（谷草转氨酶）112±21129±24114±16GPT（谷丙转氨酶）38±7 37±730±8白细胞数（10/mm）69±12 52±1341±4红细胞数（10/mm）914±40887±891153±92医学实验动物学培训第59页温度影响药品毒理试验例1：Wistar大鼠在气温4℃时异丙基肾上腺素致死剂量是24℃1000～10000倍医学实验动物学培训第60页例2：药品LD50：15.5℃27℃Amphetumina苯异丙胺197mg/kg90mg/kgMethedrine 111mg/kg33.2mg/kg盐酸脱氧麻黄碱Ephedine麻黄素477mg/kg 565mg/kg医学实验动物学培训第61页国家标准：试验动物设施对温度要求（1）小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠犬、猴、猫、兔鸡普通环境屏障环境隔离环境普通环境屏障环境隔离环境屏障环境繁殖生产18～29℃

20～26℃20～26℃16～28℃20～26℃20～26℃16～28℃动物试验19～26℃20～26℃20～26℃16～26℃18～22℃18～22℃16～26℃（隔离）日温差：4℃医学实验动物学培训第62页温度调控效果由以下原因决定：

①层高；②换气次数；③当地日温差；④设施内设备和动物产生热量。医学实验动物学培训第63页2.湿度湿度对动物影响：大鼠环尾病ringtail环境温度27℃Hr20％40％患病率（％）10025～30高温（30～32℃

）湿度Hr高，小鼠由卵蛋白引发过敏休克死亡率显著增高；仙台病毒发病率增高。国家标准：Hr：40～70％(50+_5％)医学实验动物学培训第64页3、臭气（1）概述动物嗅觉：敏锐型、

减退型、

中间型种类：40万种，人类可嗅到4000种含有代表性：胺类、硫醇类、丁烷类及蛋白质分解物通常在动物室中可测到8种：NH3、H2S、甲基硫醇、硫化甲基、三甲基、乙烯雌酚、乙醛、二硫化甲基医学实验动物学培训第65页（2）臭气对动物影响NH341ppm可引发金鱼40％死亡NH325～250ppm可引发大鼠鼻炎、中耳炎、支气管炎、支原体

性肺炎NH325ppm以下对人不产生危害国家标准：14mg/M20ppm

3医学实验动物学培训第66页4、噪声noise噪声是噪杂音，不受欢迎声音总称声量单位phonsdB分贝（1）对繁殖生长影响建筑打桩小鼠出生下降7％离乳率降低10％造成流产唆死率到达67％泌乳量降低30％生长显著减慢医学实验动物学培训第67页(2)对试验结果影响金属钙化可使血检显著改变DBA心跳、呼吸、血压、显著增加（3）听源性痉挛制冰机2M远，EL小鼠幼鼠相继痉挛而死。RIII系幼鼠4M远，超声及洗衣机发生休克死亡。国家标准：60dB（A）医学实验动物学培训第68页5、空气溶胶(aerosol)空气中浮游微粒总称空气溶胶aerosol。按其状态、物理化学生成过程以大小分为：粉尘dust烟尘fume薄雾mist浓雾fog烟smoke动物室中从外面进入粉尘和室内动物毛屑、饲料渣、垫料渣、排泄物等。医学实验动物学培训第69页（1）粉尘dust对动物影响对皮肤、鼻粘膜、眼、消化、呼吸出现有害作用。支气管炎、气喘、尘肺等，变态反应原，许多试验动物含有抗原性，大鼠、兔、豚鼠相互没有共同抗原。笼底粉尘和大鼠尿与即时型气喘反应有很大关系。主要是大鼠尿中低分子量α-球蛋白小鼠尿中前白蛋白preekbumin所致。医学实验动物学培训第70页（2）落下菌数测试方法：5～10㎡范围内，距地面1m,培养皿Φ9cm，内置8～10ml营养琼脂或血琼脂放置30分钟，37℃48小时培养。国家标准：落下菌数（个/皿）普通环境：30屏障环境：3隔离环境：无检出医学实验动物学培训第71页6、气流和风速:aircurrentandairvelocity(1)检测方法 (2)对试验动物影响医学实验动物学培训第72页①风速aircvelocity（m/s）0.1～0.2②换气次数（次/h）③压力梯度：（Pa）

普通环境8~10屏障环境15隔离环境20～50屏障环境10隔离环境50-100（3）国家标准：医学实验动物学培训第73页7、照明Lightingillumination(1)照明原因:

①照度illuminance②波长Wavelength③照明时间lightingtime

医学实验动物学培训第74页（2）照明与视觉视网膜结构：表层杆状体细胞（感觉明暗）锥状体细胞（感觉颜色）杆状体细胞和锥状体细胞数量、密度和分布因动物种类而异。医学实验动物学培训第75页鸟类——锥状体细胞占优势——夜盲啮齿类——杆状体细胞占优势——夜行性轻易受强光损害，色彩分辨能力差，对红色无区分能力。绵羊、猪、狗、与啮齿类相同，对颜色无分辨能力。人、猴、猫锥状体细胞和杆状体细胞比率较小，对颜色、明暗分辨优于其它动物。医学实验动物学培训第76页（3）照度对试验动物影响①照度对视网膜可造成障碍②对离乳率影响：5Lux仔鼠死亡5％500Lux仔鼠死亡50％③对繁殖影响：阴道口开口，发情……

医学实验动物学培训第77页（6）国家标准：1）照度（lx）①工作照度：150～300②动物照度：15～20

2）昼夜交替时间（h）12/12或10/14医学实验动物学培训第78页试验动物环境国家标准

（GB14925-GB50447-）医学实验动物学培训第79页四、试验动物设施1.设施分类

隔离系统、屏障系统、半屏障系统、开放系统2.试验动物设施基本要求

（1）喂养区（2）动物试验区（3）洗刷消毒区（4）废弃物处理区（5）管理区（6）机械区（7）物品接收和贮藏区（8）交通区（9）服务区医学实验动物学培训第80页3.试验动物设施特殊要求（1）空调设施中央、分体式（2）双路电（3）节能设备全新风或70％新风，30％回风（4）消毒灭菌设备高压预真空药槽