医学实验动物学

• 实 验 动 物 遗 传 育 种 学 （ laboratory animal genetic breeding science）：主要研究实验动物的遗传改良和遗传控制,培育新的动物 品系和各种动物模型，以及野生动物和家畜的实验动物化
• 实验动物环境生态学 (environmental ecology )：研究实验动物与 外界环境相互关系的科学。 实验动物被限制在人为的控制之下，因此， 必须研究诸如理化因素（温度、湿度、通风、光照、噪声、有害气体 等）、营养因素（饲料、饮水等）、居住环境（房舍、笼具、垫料、 饮食器具等）、生物因素（饲养密度、微生物、寄生虫等）对实验动物 的影响
实验动物科学不光是饲养动物，也不是常规意义上的“实验 动物学（Experimental Zoology）”，而是在现代科学 中的一门综合性独立的新兴学科（Laboratory Animal Science），实验动物科学已由原来是生命科学研究的重要 支撑条件，提高到是生命科学的重要前沿学科
基本概念概述
parasitology)
• 研究实验动物的微生物、寄生虫等病 原对实验动物的影响，疾病防治等
• 实验动物病原学的质量监控研究与实 施
• 人兽共患性疾病的研究与防治
• 实验动物营养学（labortory animal nutriology）
研究实验动物的营养需要及其对动物生长、发育、 繁殖、抗病力及实验结果的影响
实验动物是生命科学研究中必备的基本条件之一，几乎所有 的生命科学领域的科研、教学、生产等都离不开实验动物， 被称为“活的精密仪器”或“活的试剂”。尤其在医学领域 实验动物作为“人类的替身”，有着不可替代的作用，生物 医学科研课题60%以上也需要涉及实验动物的使用
国内外涉及使用实验动物的生物医药课题，对实验动物的级 别及动物实验条件都有严格的限定和要求，课题申请、鉴定Hale Waihona Puke Baidu 报奖、论文发表时均需要提供相关的资质证明
• 所谓普通动物也并不是对微生物没有一定控制的一 般动物，而是要求不带能够感染人的微生物和体外 寄生虫。这种动物只能供教学和一般实验用
• 根据新修订的国家实验动物微生物、寄生虫质量标 准，我国将实验大、小鼠分为三类即清洁级、无特 定病原体级、无菌级（包括悉生动物）。其它品种 实验动物仍然分为普通级、清洁级、无特定病原体 级、无菌级（包括悉生动物）四级
• 实验用动物（Animal for research)
• 凡是用于科学实验的 动物统称为实验用动 物
• 包括：
1. 实验动物
2. 经济动物
3.观赏动物
4. 野生动物
各种实验用动物的区别
类别 用途
实验动物 研究
经济动物 经济
观赏动物 需求
繁殖 遗 传 控制 背 景
病原 控制
人工 清 楚 严 格 科学
• 用人类遗传疾病基因转移形成的转基因动物可出现 与人类相似的遗传疾病。转基因动物为主动创造动 物新品系及模型动物提供了最新手段
• 无菌动物的培育及应用为微生态学、微生物与宿主 的相互关系研究带来了崭新局面
• 小型猪的培育及应用为动脉粥样硬化等心血管系统 疾病的研究带来了极为相似的动物模型
医学生物学方面
• 实验动物医学(labortory animal medicine)
研究实验动物疾病的诊断、治疗、预防，以控制和 消灭实验动物的各种疾病
• 比较医学（comparative medicine)
• 比较研究所有动物（包括人类）的基本生命现象和 异同，并可采用动物与人类疾病不同点的研究，通 过建立实验动物疾病模型来研究人类的相应疾病
科学技术的发展，获得高、精、尖的仪器设备、化学试剂和必 要的情报信息已不是困难的事情了。但是在实际工作中，往往把 设备、信息和试剂这三要素看得比较重，也比较重视，舍得花钱， 而对实验动物这一要素一般不太重视，所造成的沉痛教训是不少 的 生命科学研究离不开实验动物。在美国, 60%以上生命科学研 究课题需要实验动物；NIH（美国国立卫生研究院）每年科研经 费的50%用于动物实验有关的项目。在我国也是如此
• 普通动物 1 普通开放性饲养环境 2 普通实验动物饲料 3 不携带人兽共患病病原 4 不携带动物烈性传染病病原 绝对排除：鼠痘病毒、流行性出血热病毒
• 清洁动物 1 饲养于亚屏障系统 2 需要辐照饲料 3 必须排除：多杀巴氏杆菌、嗜肺巴氏杆菌、波氏杆菌、肺 支原体、泰泽氏菌、鼠棒状杆菌等 4 必要时检查：小肠结肠炎耶氏菌、大肠杆菌、皮肤病原真 菌、李氏杆菌等
• 实验动物 （laboratory animal）
《实验动物管理条例》（1988年） 实验动物是指人工饲养、繁育，对其携带的微 生物及寄生虫实行控制、遗传背景明确或者来 源清楚，而应用于科学研究、教学、生产和检 定以及其他科学实验的动物 《实验动物管理条例》 （新修订，未公布） 实验动物是指经人工培育、遗传背景明确或来 源清楚，对其质量实行控制、用于科学实验及 产品生产的动物
• 动物实验技术（animal experiment techniques) 进行动物实验时各种实验技术、实验方法和技术 标准，也包括实验动物的培育技术和各种检测技术 等
实验动物的分类
• 遗传控制分类： 近交系（Inbreeding colony）20代以上同
胞或亲子交配、近交系数达98.6% 封闭群（Close Breeding colony) 两个或
• 药品在正常生产过程中也要以动物实验进行致热原 检查等安全性检验，以保证产品的安全性
生物制品方面
• 实验动物是生物制品生产的原料，也是其安 全性有效性评价的必不可少的工具，如以地 鼠肾制备乙脑及狂犬疫苗，以猴肾制备小儿 麻痹症疫苗，以SPF鸡胚制备麻疹疫苗以及以 兔生产各种免疫血清等
中医药研究方面
• 实验动物管理学 (laboratory animal husbandry)：宏观管理：由
政府部门制定的有关法律、法规、条例或相关的国家标准、规程等；饲
养管理：研究实验动物饲养、繁殖的科学管理以及生产供应的相关技术
实验动物的微生物与寄生虫学 (laboratory animal microbiology and
• 无菌动物（GF）
1 不携带任何生命体 2 隔离器饲养（无菌环境） 3 饲料、饮水需保证无菌 • 体内、外无任何可检测出的活的微生物和寄生虫的动物。来 源于无菌手术剖腹取胎，饲养在无菌隔离器内，人工喂乳或 保姆代养培育而成
• 悉生动物（GN）
1 来自无菌动物 2 人工接种单菌、双菌、三菌或多菌（已知菌） 3 其他条件同无菌动物 • 来源于无菌动物，体内携带有已知微生物的动物。饲养在隔 离器中
实验动物学是研究有关实验动物和动物实验的一门
新兴学科。前者是以实验动物本身为对象，专门研 究它的育种、保种、生物学特性、繁殖、饲养管理 以及疾病的诊治和预防等,以期达到培育标准的实验 动物；后者是以实验动物为材料，采用各种方法在 动物身上进行实验,研究动物实验过程中实验动物的 反应、表现及其发生发展规律等，着重解决实验动 物如何应用于各个科学领域，为生命科学和经济建 设服务
生命科学研究领域内，实验研究所需要的四个基本
条件中，实验动物是最重要的条件
实验动物的应用促进了医学生物学的快速发展
• 免疫缺陷动物的研究进展迅速，其培育及应用已从 小型啮齿类动物扩展到马、牛等大型哺乳类动物， 从单一T细胞缺陷的无胸腺裸小鼠扩展到T、B细胞 联合免疫缺陷SCID小鼠以及T、B、NK细胞三联 免疫缺陷小鼠，广泛用于肿瘤学、免疫学、遗传学、 微生物学及临床医学领域
二十一世纪是生命科学的世纪，随着科学技术的发展，经济的 繁荣，人们越来越渴望揭示遗传奥秘，攻克各种顽症，延长人类 寿命。因此世界各国特别是发达国家投入了巨额经费用于生命科 学研究和卫生保健事业
在生命医学科学研究中，科学研究需要具备的最基本是： 动物 （Animal）、设备（Equipment）、信息（Information）和试 剂（Reagent）（AEIR），是科学研究的四大要素
小 鼠 mouse
大 鼠 rat
SD
Wistar
豚鼠 Guinea-pig
英国种 安哥拉种 秘鲁种 阿比西尼亚种
仓鼠（地鼠）
• 金黄地鼠
Golden hamster
• 中国地鼠
Chinese hamster
家 兔 Rabbit
• 日本大耳白 • 新西兰兔 • 青紫蓝兔 • 中国白兔
犬 DOG
• 实验动物学就是专门研究实验动物的生物学特性、 饲养繁殖、 遗传育种、质量控制及其开发和应用 的科学
实验动物学的基本内容
• 1、实验动物遗传育种学 • 2、实验动物微生物与寄生虫学 • 3、实验动物环境生态学 • 4、实验动物营养学 • 5、实验动物医学 • 6、比较医学 • 7、动物实验 • 8、实验动物饲养管理学
人工 较清楚 一 般 发展 人工 较清楚 一 般 精神
• 动物实验（animal experiment）
为科研、教学、药品检定等目的，对 动物进行物理、化学和生物因素处理， 观察其反应，获得实验数据，解决科研 中的问题
应用实验动物进行实（试）验研究
• 实验动物科学（Laboratory animal science）：
• 人类各种疾病的发生发展十分复杂，要深入 探讨其疾病的发病及防治机理是不能也不应 该在病人身上进行的，但可以通过对动物各 种疾病和生命现象的研究，进而推用到人类
• 医学生物学的科研课题有60%以上需要用实验 动物，许多课题的研究离开实验动物就寸步 难行
制药工业方面
• 新的药品必须以大量的动物实验进行严格的安全性、 有效性评价，包括动物急性、亚急性及慢性毒性试 验、三致试验（致畸、致癌、致突变），包括以啮 齿类动物、犬或猴等不同进化程度动物进行试验， 证明对人体安全可靠后，方能呈有关部门审批，申 请生产批号
实验动物科学的地位和意义
实验动物科学发展的最终目的，是通过对动物本身
生命现象的研究，进而推用到人类，探索人类的生命 奥秘，控制人类的疾病和衰老，延长人类的寿命。
实验动物科学的重要性在于：现代科学技术的重要
组成部分，是生命科学的基础和条件，是衡量一个国 家或一个科研单位科学研究水平的重要标志
比格犬 Beagle
非人灵长类 MONKEY
猕猴属：恒河猴、熊猴、 断尾猴、 台湾岩 猴、平顶猴
其他品种：狨猴、獭猴、 夜猴、松鼠猴、 金丝猴
巨大类人猿：长臂猿、 猩猩、狒狒
猪（小型猪） Swine
普通猪 小型猪
裸鼠（免疫缺陷鼠）nude
T淋巴细胞功能缺陷动物：裸小鼠 （nude mice）、裸大鼠(nude rat) B淋巴细胞功能缺陷动物：性连锁 免疫缺陷小鼠（CBA/N） 联合免疫缺陷动物：严重联合免疫 缺陷小鼠(SCID mice)
多个近交系杂交而成
杂交群 (Cross Breeding colony) 两种不 同品系杂交，利用杂交一代 F1杂交优势
突变系（Mutant strain）具有特殊突变基因 的品系动物，正常染色体基因发生突变，并具有各 种遗传缺陷的动物
• 按微生物控制的程度,目前我国将实验动物 分为四个等级
• 1 普通级动物（Conventional Animals) 2 清洁级动物（Clean Animals) 3 无特定病原体动物(Special Pathogen Free Animals, SPF) 4 无菌动物(Germ Free Animals)、悉生动物 (Gnotobiotic Animals)
• 从2002年5月1日起取消了普通级大、小鼠标准
• 无特定病原动物（SPF）
1 饲养于屏障系统（隔离器）内 2 饲料和饮水必须消毒灭菌 3 除必须排除清洁级动物所要求的外源生命体外， 还必须排除特定病原
体内不存在特定病原微生物和寄生虫的动物，简称 SPF动物。是指无传染病的健康动物，来自无菌动 物或悉生动物，转移到屏障系统中饲养。在屏障系 统环境设施中饲育繁殖和进行实验，要进行严格消 毒、检疫、隔离并定期剖腹净化
• 中医药是中华民族的传统瑰宝，要使祖 国医学发扬光大，走向世界，要深刻揭 示中医药治病机理，进一步提高疗效， 研发中药产品，就必须利用现代科学理 论与方法，包括借助实验动物学的手段 来进行研究，用客观、规范、国际认可 的检测标准和评价指标加以论证