实验动物的选择

实验动物选择TheChoiceofExperimentalAnimalPage2实验动物选择的一般原则选择实验动物的基本原则常用动物实验中实验动物的选择常用实验动物的生物学特性及应用Page3实验动物选择的总体思路实验动物种类众多，如何依据不同的实验目的来正确地选择动物，是作好一项研究工作的第一步。严格地说，实验动物选择的正确与否，不仅影响到经费支出、工作进展，还会影响到实验结果的正确性与可靠性，以及整个实验的顺利完成。Page4目的名称实验用动物种类单孔目(Monotremata)有袋目(Marsupialia)贫齿目(Edentata)食虫目(lnsectivora)翼手目(Chiroptera)灵长目(Primates)兔形目(Lagomorpha)啮齿目(Rodentia)鲸目(Cetacea)食肉目(Carnivora)鳍足目(Pinnipedia)长鼻目(Proboscidea)海牛目(Sirenia)奇蹄目(Perissodactyla)偶蹄目(Artiodactyla)至今无袋鼠犰狳、穿山甲刺猬蝙蝠猕猴、松鼠猴、狨猴、黑猩猩兔、鼠兔小鼠、大鼠、金黄地鼠、豚鼠、沙鼠、黑线姬鼠江豚猫、犬、雪貂海狗至今无至今无马、驴、骡猪、羊、牛、鹿Page5Page6试验动物选择的一般原则动物品种品系年龄与体重性别生理与健康状况动物实验结果分析StrainofbreedAge&WeightSexPhysiologicalcharacter&HealthAnalysisofexperimentalresultsPage7一、动物品种品系同物种内的不同品种、品系，由于生物学特性的差异，对相同试验反应结果存在差异。同品系的各亚系之间差异可相当于不同品系。例如：DBA小鼠会发生听源性癫痫发作，而C57BL小鼠根本不出现这种反应。BALB/cAnN小鼠对放射线极敏感，而C57BL/CdJN小鼠对放射线却有抵抗力。C57BL小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比DBA小鼠高12倍。DBA小鼠对雌激素较C57BL小鼠敏感。Page8二、动物的年龄和体重实验动物的机体反应性随年龄而有所变化。幼年动物往往较成年动物敏感，而老年动物代谢功能降低，反应不灵敏。成年动物—大多数实验都选择老年动物—多用于老年医学研究中幼年动物—慢性实验或长期毒性实验（实验周期长）Page9对于动物的年龄，还应注意“天文学时间”与“生物学时间”的区别，二者的意义不同。不同种属实验动物的寿命长短不一，但多比人的寿命短。选择实验动物时必须了解有关动物的寿命，并安排与人的某年龄时期相对应的动物进行实验研究。Page10Page11Page12动物的体重年龄与体重一般呈正相关性。同一实验中，动物的体重应尽可能一致，一般不应相关10%，若相差悬殊，则易增加动物反应的个体差异，影响实验结果的正确性。实验动物年龄和体重一般呈正比，啮齿类动物可根据体重推算年龄。Page13三、动物的性别许多实验证明，不同性别的动物对同一药物的敏感性差异较大，对各种刺激的反应也不尽一致，雌性动物在性周期不同阶段和怀孕、哺乳时的机体反应性有较大的改变，因此科研工作汇总一般选择雌雄各半进行试验。药物反应中性别不同效果尤为不同。例如：5-6周的雄性大鼠给药角新碱，可见镇痛效果，但是雌性，则没有镇痛效果。Page14Page15医学研究中，通常选择实验动物应雌雄各半。若发现有明显的性别差异，则应分别测定不同性别实验动物的结果。Page16四、生理与健康状况生理状况：实验动物处在特殊的生理状态如怀孕、哺乳时，其体重及某些生理生化指标将有所不同，对外界环境因素作用的反应亦与非怀孕、非哺乳的实验动物有着较大差异。功能状态：如：体温升高—对解热药敏感血压升高—对降压药敏感Page17健康状况：患病动物对药物的耐受性较健康动物小，因而患病动物容易在实验过程中中毒死亡。动物潜在感染，对实验结果影响很大。兔球虫病对肝脏功能影响较大。犬食量不足、饥饿，麻醉时间延长。Page18五、动物实验结果分析进行动物试验研究时，一定要对可能的研究结果进行充分的分析论证。因为动物实验的结果或结论，根据对应原则，最终将主要应用于人类疾病研究中。在肯定一个实验结果时，最好采用两种以上动物进行比较观察（啮齿类、非啮齿类）常用顺序：小鼠、大鼠、狗或猴Page19选择实验动物基本原则相似性原则可靠性原则重复性原则可控性原则经济性原则Page20尽量选择与人类相似的动物使用实验动物的最终目的是为了间接地研究人类疾病，所以在选择动物时，尽量使用那些与人在机能、代谢、结构、疾病特点等方面相似的动物。相似性原则Page21灵长类动物：从整体的相似性来讲，最接近于人类，是应为各学科研究首选动物。很多传染性疾病，有较强感染种属特异性，如人类乙型肝炎病毒(HBV)，在自然情况下只感染人和黑猩猩。SARS—恒河猴整体相似性Page22灵长类动物：猕猴的生殖生理与人类非常接近，性周期为28d，是研究人类生殖生理的理想动物。猕猴还能发生各种形态上和生物学性质上与人的肿瘤相似的病变。缺点：较难获得，价格昂贵，濒危保护动物。对饲养条件的要求特殊。遗传和微生物控制困难。实验操作不便，所以在实际应用中常常退而求其次。整体相似性Page23树鼩：体重120～250g，每隔45天左右可以繁殖生育一次，其新陈代谢过程远较家犬、鼠类等动物与人相似，解剖和生理功能也与其它灵长类相似。HAV、HBV、麻风杆菌等Page24动物进化的越高级并不一定所有器官和功能都接近人，有些动物的进化程度并不一定很高，但是某些组织器官的结构或疾病特点与人类很相似。蛙：不能选作研究高级神经活动，但蛙的脊髓合适做简单的反射弧实验，用蛙的脊髓作这方面的试验，简单、直观、明确、容易分析。局部相似性Page25犬：具有发达的神经系统，消化生理、毒理和对疾病的反应和人类近似，适于作生理、营养、药理、毒理、行为和外科手术的研究。嗅觉特别灵敏，听觉也很敏锐，犬听到声音时，由于耳与眼的交感作用，有注视声源的习性。犬对于人的口令和简单语言可根据音调、音节变化建立条件反射，完成主人交给的任务。局部相似性Page26猪：心血管系统、消化系统、皮肤、营养需要、骨骼发育及矿物质代谢等都与人的情况极其相似。心脏瓣膜、结构与人相似，已用于人心脏瓣膜缺损修补。猪的胆固醇代谢与人类似，是高胆固醇饲料引发的动脉粥样硬化的理想的动物模型。小型猪的皮肤组织结构与人类很相似（毛发的疏密，表皮厚薄，表皮形态学和增生动力学，烧伤皮肤的体液和代谢变化机制等）局部相似性Page27小鼠和大鼠：由于它们的解剖和组织学特点、生理反应、代谢状况以及对许多药物的反应均类似于人，另外它们价格便宜、易于管理和控制。选用人兽共患疾病的实验动物：有些病因造成人和动物共同患病，其临床过程、病理变化也相似，所以就应选用这样的动物来研究人类疾病。Page28其他相似性群体分布以群体对象为研究课题，要选择群体型、表型分布与人相似的实验动物。例如，药物安全性评价、药物筛选时，通常以封闭群模拟自然群体基因型动物。操作实感为临床操作打基础的实验。例如猪以及的形态大小与人接近Page29可靠性原则复制的动物模型来应该力求可靠地反映人类疾病，即可特异地、可靠地反映某种疾病或某种机能、代谢、结构变化，应具备该种疾病的主要症状和体征，经化验或X光照片、心电图、病理切片等证实。若易自发地出现某些相应病变的动物，就不应加以选用，易产生与复制疾病相混淆的疾病者也不宜选用。例如铅中毒可用大白鼠做模型，但有缺点，因为它本身容易患动物地方性肺炎及进行性肾病，后者容易铅中毒所致的肾病相混淆，不易确定该肾病是铅中毒所致还是它本身的疾病所致。用蒙古沙土鼠就比较容易确定，因为一般只有铅中毒才会使它出现相应的肾病变。Page30重复性原则理想的动物模型应该是可重复的，甚至是可以标准化的。例如用一次定量放血法可百分之百造成出血性休克，百分之百死亡，这就符合可重复性和达到了标准化要求。又如用狗做心肌梗死模型照理很合适，因为它的冠状动脉循环与人相似，而且在实验动物中它最适宜做暴露心脏的剖胸手术，但狗结扎冠状动脉的后果差异太大，不同狗同一动脉同一部位的结扎，其后果很不一致，无法预测，无法标准化。相反，大小白鼠、地鼠和豚鼠结扎冠脉的后果就比较稳定一致，可以预测，因而可以标准化。Page31增强动物模型复制时的重复性（一致性）动物品种、品系、年龄、性别、体重、健康情况、饲养管理；实验及环境条件，季节、昼夜节律、应激、室温、湿度、气压、消毒灭菌；实验方法步骤；药品生产厂家、批号、纯度规格、给药剂型、剂量、途径、麻醉、镇静、镇痛等用药情况；仪器型号、灵敏度、精确度；实验者操作技术熟练程度因为一致性是重现性的可靠保证。Page32可控性原则供医学实验研究用的动物模型，在复制时，应尽量考虑到今后临床应用和便于控制其疾病的发展，以利于研究的开展。如雌激素能终止大鼠和小鼠的早期妊娠，但不能终止人的妊娠。因此，选用雌激素复制大鼠和小鼠终止早期妊娠的模型是不适用的，因为在大鼠和小鼠筛选带有雌激素活性的药物时，常常会发现这些药物能终止妊娠，似乎可能是有效的避孕药，但一旦用于人则并不成功。所以，如果知道一个化合物具有雌激素活，用这个化合物在大鼠或小鼠观察终止妊娠的作用是没有意义的。Page33如选用大小鼠作作实验性腹膜炎就不适用，因为它们对革兰氏阴性细菌具有较高的抵抗力，很不容易造成腹膜炎。有的动物对某致病因子特别敏感，极易死亡，也不适用。如狗腹腔注射粪便滤液引起腹膜炎很快死亡（80%24小时内死亡），来不及做实验治疗观察，而且粪便剂量及细菌菌株不好控制，因此不能准确重复实验结果。Page34经济性原则在动物实验设计时，所采用的方法应尽量做到容易执行和合乎经济原则。灵长类动物与人最近似，复制的疾病模型相似性好，但稀少昂贵，即使猕猴也不可多得，更不用说猩猩、长臂猿。幸好很多小动物如大小鼠、地鼠、豚鼠等也可以复制出十分近似的人类疾病模型。它们容易作到遗传背景明确，体内微生物可加控制、模型性显著且稳定，年龄、性别、体重等可任意选择，而且价谦易得、便于饲养管理，因此可尽量采用。除非不得已或一些特殊疾病（如痢疾、脊髓灰白质炎等）研究需要外，尽量不用灵长类动物。除了在动物选择上要考虑易行性和经济性原则外，而且在模型复制的方法上、指标的观察上也都要注意这一原则。Page35常用动物实验中实验动物的选择药效学实验动物选择毒理学实验动物选择心血管系统疾病研究中的选择消化和呼吸系统疾病研究中的选择神经系统疾病研究中的选择泌尿和生殖系统疾病研究中的选择微循环试验研究中的选择其他实验研究的选择Page36一、药效学试验动物选择（一）临床前药物代谢动力学研究进行临床前药物代谢动力学研究，目的在于了解新药在动物体内动态变化的规律及特点，为临床合理用药提供参考。所以，选择动物时，必须选用成年健康的动物，常用的有大鼠、小鼠、兔、豚鼠、犬等。首选动物及其性别应尽量与药效学或毒理学研究所用动物一致。Page37做药物动力学参数测定，最好使用犬、猴等大动物，这样可在同一动物上多次采样，而使用小动物可能要采用多只动物的合并样本，应尽量避免。做药物分布试验时，一般选用大鼠或小鼠较为方便。做药物排泄试验时，一般也首选大鼠，其胆汁采集可在乙醚麻醉下做胆管插管引流。Page38（二）一般药理研究一般药理研究指主要药效作用以外广泛药理作用的研究。常选用的动物包括小鼠、大鼠、狗、猫等，性别不限，但观察循环和呼吸系统时一般不宜用小鼠和兔Page39促智药研究一般使用健康成年小鼠和大鼠。除非特定需要，一般不选用幼鼠或老年鼠。镇静催眠药研究一般选用健康成年小鼠，便于分组实验。抗痛药研究一般选用健康成年小鼠或大鼠，且以雄性为宜。镇痛药研究均需在整体动物上进行，常用成年小鼠、大鼠、兔，