2实验动物标准化

第二讲实验动物标准化主讲教师：白静第一节实验动物标准化的研究内容一、实验动物遗传质量的控制二、实验动物微生物学的控制三、实验动物环境的控制四、实验动物营养的控制按工作程序实验动物标准化划分为：实验动物生产条件标准化实验动物质量标准化动物实验条件标准化实验动物质量往往成为制约性要素，影响整个实验的质量和水平使用标准的实验动物并在标准的环境条件下进行实验是保证医学生物学研究质量的重要条件实验动物质量标准化遗传学质量标准化微生物质量标准化实验动物按遗传学控制标准即基因的纯合程度，实验动物分为:InbredstrainChimaera（同源突变系）Recombinant（重组近交系）Outbredstock:Mutantstock（突变株）HybridstrainF1Hybrid（杂交一代）;F2Hybrid（杂交二代）;（近交系）（远交群）（杂交群）1、近交系(1nbredStrain)是属于遗传上达到高度一致的动物群。它是采用连续20代以上兄妹交配(B×S，brother-sistermating)或亲子交配(P×O，Parent—offspringmating)培育而成。品系内所有个体都可以追溯到起源于第20代或以后代数的一对共同祖先，品系内个体差异趋于零。在理论上其基因纯合程度可达98.6％-99.8％C57BL近交程度：近交系数coefficientofinbreeding根据近亲交配的世代数，将基因的纯化程度用百分比来表示。血缘系数coefficientofrelationship群体中个体之间的基因组成的相似程度用数值来表示。DBA/2J理论上，随着同胞交配或亲子交配世代数的增加，近交系数上升，到20代时，近交系数可达98.6％，杂合基因仅剩1.4％。同卵孪生子之间的基因组成完全相同时，血缘系数为100％，子代从双亲中获得基因各一半，亲子之间的血缘系数为50％。随着近交代数增加，血缘系数相应不断升高，到第20代时血缘系数可以达到99.6%。BALB/cBALB/c、C57BL/6、DBA/2近交系小鼠〖名称〗：DBA/2J〖简介〗：1909年C.C.Little用小鼠作毛色基因研究时培育而来。最初命名为drb，后来改名为dba，继而改为DBA。1929～30年从这小鼠中分离出DBA/1和DBA/2，1948年到美国JacksonLab.，成为DBA/2J亚系。DBA/2J常用近交系小鼠1.A系：1921年培育，白色。亚系有：A/He，A/J，A/WySND等2.AKR系：1928年培育，白色。亚系有：AKR/A、/J、/N等(白血病)3.BALB/c系：1932年，白色。亚系有：BALB/ccd、/cJ、/cAnN等（肺炎）4.CBA系：1920年培育，野生色.亚系有：CBA/Br./Ca./J./st./H等(免疫耐受)5.C3H系：同4,1921年培育，白色。亚系有：C3H/Bi,/He,/HeJ,/St,/Sf等6.C57BL/6:1921年培育，黑色。亚系有：C57BL/6J,/6N等(抗癌系)7.DBA系:1929年培育，淡巧克力色。亚系有:DBA/1,/1J，DBA/2,/2J等(TB)8.NZB系:1948年培育，黑色。亚系有：NZBfC3H/Hehac,(自身免疫溶血性贫血)9.SJL/N系:1955年培育，有类霍奇金病的多形细胞性网织细胞肉瘤,抗照射10.AFB系:我国1958年从苏联引进,有白细胞增多症11.C3HA系:1943年用C3H+A系杂交而成,野灰色,自发乳腺癌\肺腺癌12.中国1号(C-1)：1955由KM小鼠培育,白色,肿瘤自发率低。津白1号(TA1)：1956年由KM小鼠培育,白色,肿瘤自发率低。津白2号(TA2)：1963年由KM小鼠培育,白色,高乳腺癌。615:1961年KM小白鼠+C57BL培育,深褐色,白血病迄今为止，已被公认的小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠、兔等近交系都是经过长期高度的近亲交配和逐代反复严格选择、淘汰而培育的（纯系小鼠2500多种，大鼠近200种，豚鼠15种，地鼠38种及新西兰白兔20种）但鸡、鹌鹑、猪、犬、猫等若进行高度近亲交配，其繁殖力很快下降，若按其它动物的要求达到20代以上的近交程度是很困难的，因此，有人主张，鸡等动物的近交系数达到80％，即可认为是近交系(1)近交系的特征a、纯合性和一致性纯合性指的所有动物的基因位点都应是纯合的。一致性指的是任何可遗传的体征都完全一致。例如：血型和组织型，体重、毛色，至今仍与原品系极相似。b、遗传同源稳定性(isogenicity)近交系动物中各品系的遗传特性可世代相传。如DBA系已维持了70多年，C57BL系已维持了60多年。c、不同近交系各具特点(individuality)如有致癌品系（C3HA）、抗癌品系（C57）、致白血病品系（L615）等。d、国际上分布广泛(extensity)便于国内和国际间学术交流和实验重复。e、背景资料和数据较完整可查(accessibility)每个品系均有其详细的遗传学资料和历史资料可查，便于研究者查阅和选择应用。2封闭群closedcolony(远交系outbredstock)以非近亲配种方式进行繁殖生产的一个种群，在不从外部引入新血缘条件下，至少连续繁殖4代以上称为一个封闭群。也指一个动物种群在5年以上未从外部引进其它任何新血缘品系，是由同一血缘品系进行随意交配，并在固定场所保存繁殖的动物群。常用的封闭群动物：小鼠有KM、ICR、NIH、等，大鼠有SD、Wistar等豚鼠主要有英国顿金哈德莱短毛种等，家兔有日本大耳白兔、新西兰白兔、青紫蓝兔、中国白兔等。昆明小鼠(KM)•起源：1926年美国Rockefeller研究所从2雄7雌白化小鼠随机交配后，分送各国称Swiss小鼠。1946年我国从印度Haffkine研究所引进在昆明饲养。•1952年将小鼠从昆明运到北京生物制品研究所。以后又分送上海、兰州、长春等地，我国全国各地几乎都是这批小鼠的后代。经各地区长期饲育繁殖，遗传特性略有差异，形成各自不同的封闭群。现在我国的昆明种大部分为封闭群，但也有此鼠进行纯化成功，如津白一号、津白二号、中国一号、昆明近交系(Km)等。•品种特征：在毛色和毛色基因上有白化，aa、bb、cc。•昆明小鼠是我国特有的封闭群小鼠，具有独特的遗传学性状，有别于NIH等国际知名的封闭群，被广泛应用于药理学、毒理学等方面的实验，使用量大。在生育过的老龄雌鼠中，常有自发性乳腺癌。该鼠适应性强，繁殖力高，受孕率在98％以上，产仔平均为9只以上，已广泛用于各种药物毒性、筛选性实验，生物效应测定和药物效价比较等实验，也适用于一般的小鼠动物移植瘤的实验。NIH小鼠起源于美国国立卫生研究所培育。1980年引入北京生物制品研究所。品种特征：毛色白化。适应性强，繁殖力较强，体格健壮，容易饲养繁殖，2月龄时体重与昆明种相似，免疫反应敏感性比昆明小鼠强，因此，是国际上广泛通用的实验动物，已选为某些生物制品检定实验的法规动物。特点：1）保持一定的杂合性2）保持相对稳定的遗传特征3）个体差异的大小取决于祖代4）繁殖力、抗病力强、生产成本低5）群体中存在有模型价值的突变基因用途：广泛应用于预试验、学生教学和一般实验中。也适宜做药物效果筛选等实验。2.1突变系（mutantstrain）是指正常染色体的基因发生了变异的，形成具有各种遗传缺陷的动物。突变系动物是通过自然突变和人工定向突变的方法形成的。生物在长期的繁殖过程中，子代突然发生变异，其变异的遗传基因等位点可以遗传下去，或即使没有明确的遗传基因等位点，但经人工淘汰和选拔后，能维持稳定的遗传性状，从而形成突变品系动物。突变系动物由于其独特的模型性状，可供某项特殊研究之用，这就成为很有科学价值的模型动物。本世纪最先而且最广泛突破的是培养了多种肿瘤的模型动物，为研究人类肿瘤的科学工作者提供了极为方便而有效的研究手段。典型的如裸鼠（先天免疫缺陷动物）。人耳生长在裸鼠背部裸鼠长“人耳”2001年2月26日，在北京展览馆“国家863科技成果展”上一只长“人耳”的老鼠正与公众见面。'裸鼠'由上海组织工程研究与开发中心成功培育，体外再生耳廓形状软骨(俗称体外再生耳朵)意味着耳朵不仅可以大规模生产，也可直接移植到病人身上。其它疾病也是这样，有的突变品系动物与人的疾病一样或相似，则更是最好的动物模型。如肥胖鼠，它与人类有相似的肥胖病和糖尿病，肌肉萎缩症小鼠、自身免疫小鼠等则与人类的相应疾病类似。3、杂交群(hybrids)是两个近交品系动物间有计划进行交配获得的第一代动物，亦称杂交一代，简称Fl动物。F1动物具有基因型相同，个体相同，表现型变异低，适应性强，反应敏感及分布广等特点，并具有双亲共有的遗传特性。目前广泛用于各种实验，国际上已普遍应用。二实验动物微生物控制程度分类实验动物所处的周围环境，包括实验动物本身，体内体表都寄生着大量的种类繁多的微生物和寄生虫。标准合格的实验动物，对携带的微生物必须实行控制，以确保科学实验不受干扰，使实验结果增加可比性、可重复性和科学性。目前，通过对实验动物进行微生物控制、检疫、消毒和剖腹产净化等措施，按照对微生物净化的程度，把实验动物划分:二实验动物微生物控制程度分类Conventionalanimal（基础动物），CVCleananimal（清洁动物），CLSpecificpathogenfree（无特定病原体动物），SPFGermfreeanimal（无菌动物），GFGnotobioticanimal(悉生动物)，GN（一）CV（基础动物）定义种类及要求饲养管理应用1.CV定义•要求不携带所规定的人畜共患病病原和动物烈性传染病病原,以及人畜共患寄生虫•特点：是微生物和寄生虫控制级别最低的实验动物;•与CL相比，排除的微生物较少，表面上健康无病，很可能有隐性感染的病原体存在；2.种类及要求•常见的普通级动物有豚鼠、地鼠、兔、犬和猴。•2001年版实验动物国家标准取消了普通级小鼠和大鼠等级标准，不再设普通级小鼠和大鼠等级。•按标准，普通级动物应排除的病毒、细菌、体外寄生虫的种类见附表。3、饲养管理•普通级动物饲养在开放系统中，•对温度、湿度、换气次数、落下菌数、氨浓度、噪声和照明等实行控制，饲养管理上采取一定的防护措施，预防人兽共患病和动物烈性传染病的发生。4、应用•普通级动物作实验时，刺激因素可能诱发隐性或潜伏感染的动物发生显性感染，并出现组织器官的结构、形态、生理生化、血液与免疫学改变，将不同程度的影响实验结果的准确性，该等级动物仅供教学和科研预实验使用。(二)、CL（清洁动物）定义种类及要求饲养管理应用1.定义•除普通动物应排除的病原和寄生虫外，不携带对动物危害大和对科研干扰大的病原和寄生虫。如小鼠肝炎病毒、仙台病毒等。•特征：体内可以有一些微生物存在，但不具有传染性，不能有隐性感染，属于健康动物。应用广泛，培育容易，成本较低。用于一般教学和科学研究。2.来源、种类及要求来源于SPF或无菌剖腹产动物，常见的CL有小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠和兔。2001年版实验动物国家标准不设清洁级犬、猴标准，清洁动物应排除的病毒、细菌、体外寄生虫种类见表。例如要求清洁大鼠必须排除5种细菌、2种病毒、3类（种）寄生虫；清洁小鼠必须排除4种细菌、3种病毒、3类（种）寄生虫。3.饲养环境的要求•饲养在温度、湿度相对恒定的半屏障环境中，该环境严格控制人员、物品和环境空气的进出；•所使用的笼器具、器械、垫料等一切用具及饲料、饮用水都需经过消毒灭菌处理；•进出动物室的人员必须遵守屏障环境动物室的操作规范，要淋浴、穿灭菌衣、戴灭菌手套和口罩等。4.应用要求排除的微生物和寄生虫多于普通级动物，在实验中受动物疾病的干扰较少，其敏感性和重复性也较好，比SPF动物容易达到质量标准。目前，清洁动物在我国已广泛应用于科学研究和其他用途。(三)、SPF（无特定病原体动物）定义种类及要求饲养管理应用1.定义•除清洁动物应排除的病原和寄生虫外，不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验干扰