实验动物的选择与动物实验的设计说明

实验动物的选择和动物实验的设计

第一节实验动物选择基本原则

一、根据课题研究的目的、内容、水平选用相匹配的标准化动物

一切动物实验都是为科学研究服务的，选择实验动物首要的就是要根据研究的内容来选择实验动物。

蛙的大脑不发达，不可作高级神经活动的实验。但蛙的脊髓具有最简单的发射中枢，做神经反射弧实验，简单、直观、明确、容易分析。

二、必要的预试验有助于选择与本课题相适应的实验动物

动物预试验的作用在于：

1.初步观察动物是否适宜于本项目的研究

2.熟悉动物的生物学特性及饲养管理

3.检查与动物实验配套的实验条件、方法是否初步到位

三、充分利用与人具有某种相似性的实验动物

➢绝大多数生物学与医学研究的最终目的是要为人类服务的。因此在实际可能的情况下尽量选择那些生物学特征及解剖生理特点等与人类类似的实验动物。

➢一般来说，实验动物愈高等，进化程度愈高、其机能、代谢、结构愈复杂，反应就愈接近人类。

➢猴、拂拂、猩猩、长臂猿等灵长目动物是最近似于人类的理想动物。

1.结构功能的相似性

2.时象或年龄状态的相似性

3.群体分布的相似性

在以群体为对象的研究课题，有时要考虑到选择与人群基因型及表现型分布类型相似的动物类别。主要是一些封闭群动物，如:KM小鼠，Wistar大鼠，毕格犬等。

4.生态或健康状况的相似性

在正常生命过程的研究中，找到与人类生态情况相似的替代模型非常重要。现有的不同微生物学质量级别的普通动物、清洁动物、SPF动物、无菌及悉生动物分别代表着不同的微生态模式并具有不同特点，适用于不同研究目的。

5.疾病特点的相似性

实验动物有许多自发或诱发性疾病能局部或全部地反映与人类类似的疾病过程及特点，可用于研究相关的人类疾病。

6.操作实感的相似性

外科手术性的操作模型中或教学示教中，常选择体型较大的动物。犬为首选。

四、除利用与人具有的相似性以外的实验动物选择原则

1.特殊性原则

由于物种之差异，各种动物之间存在基因型、组织型、代谢型、易感性等方面的差别，这种差异有时可作为研究课题所需的一种指标或特殊条件。

2. 易化原则

进化程度高或结构机能复杂的动物有时会给实验条件的控制和实验结果的获得带来难以预料的困难。应依据易化原则选择那些结构功能简单而又反映研究指标特质的动物。

例如：在遗传研究中，用寿命短、繁殖快的果蝇取得了丰硕的成果，而同样方法若改用灵长目动物其难度是很难设想的。

有时为了删除系统作用背景对某器官或某功能进行研究，可用离体方法进行。3.相容或匹配原则

所谓“相容”或“匹配”是指所用动物的标准化品质应与实验设计、技术条件、实验方法等条件相适应。在设计实验时不但要了解实验仪器精度和灵敏性能。了解试剂的品质、性能以及试剂和仪器之间的匹配性能，也要了解动物或动物模型对实验手段的反应能力。

4.易获性原则

易获性是理想的实验动物条件之一。

虽然猫、狗、猪及灵长动物居于较高进化水平，各有其研究价值，尤其是灵长类动物在许多方面有不可替代的优越性。然而这些大动物则往往由于其较长生殖周期，低繁殖率、低产仔率等弱点而影响其易获性，因而亦影响其被选用，故通常不作首选。

5.重现性、均一性原则

重现性和均一性为实验结果质量品质所在。若实验结果不能再现或不稳定，则该

结果的可靠性便成了问题。

周围环境与发育环境是影响实验动物表现型的重要因素。营养因素对胚胎影响、不同微生态环境、动物的疾病状况等等，都会影响实验反应稳定性，故也是选择实验动物的重要指标。

五、动物实验结果的外推

大多数生物学与医学研究的最终目的是要为人类服务的。因此动物模型和动物实验结果都要外推到人身上去，这就是动物实验结果的外推（extrapolation）。

六、选用与实验要求相适应的实验动物规格

1.年龄实验动物的年龄不同，其生物学特性也不同。

2.体重

实验动物的体重与年龄有一定的相关性，在正常营养状态及饲养条件下，也可根据体重加以选择，发育正常、体重符合要求的实验动物。

3.性别

许多实验证明，同一品种（系）动物不同性别对许多外界刺激的反应不一致，对实验结果的影响不同。

一般来说，无特殊要求宜选用雌雄各半。

七、实验动物的选择和应用要注意有关国际规范和动物福利

❖国际上普遍要求动物实验达到实验室操作规范（Good laboratory pracitice，GLP）和标准操作程序（Standard operating procedure，SOP）。

❖同时国际上广泛宣传3R原则。

Reduction Replacement Refinement

第二节医学研究中实验动物的选择

一、肿瘤研究

肿瘤疾病是目前危害人类生命健康最严重的疾病之一。肿瘤学主要研究肿瘤的病因和发病机制、肿瘤细胞的生物学特性、肿瘤和宿主的相互关系、肿瘤的诊断预防和治疗等。在实验肿瘤学研究中，其主要研究对象和材料是实验动物。正是通过选用实验动物进行动物实验，创立了实验肿瘤学，发现了化学致癌物质和致癌病毒，推动了肿瘤学的研究，为肿瘤的防治开辟了广阔的前景。

❖不同种属实验动物应用特点:

（1）小型实验动物小鼠有各种高癌和低癌品系被广泛应用于实验肿瘤学研究。自发性肿瘤常用小鼠。

（2）大型实验动物主要是指家畜，其肿瘤发病率因种属而异。例如：雌犬常发生乳腺肿瘤，属于混合型的，包括上皮性成分、骨和软骨等组织，与人乳腺癌的表现不同；猪常发生肾母细胞瘤，家犬、家猫、马、羊、牛等则不常发生；羊和牛则会发生肝癌；家犬、马和牛的黑色素瘤。

（3）鸟类病毒性肿瘤引人注目，特别是造血系统和间叶组织的肿瘤。疱疹类病毒引致的鸡马立克氏病（鸡白血病）可与人类的Burkitt氏淋巴瘤、猴的淋巴瘤、蛙的Lucke氏肾癌等相类比。鸡等鸟类SPF化对肿瘤病毒的研究具有极高的实用价值。

（4）两栖类实验动物由于细胞和体液免疫独特特征，适宜研究免疫抑制状态肿瘤（如淋巴网状系统肿瘤）发生；无毛而光滑的皮肤适宜建立皮肤肿瘤的发生和发展的研究模型。

（5）鱼类硬骨鱼类自发性肿瘤并不少见。鱼类对化学致癌物颇为敏感，例如黄曲霉素或二甲基亚硝胺可引发鱼（尤以鳟鱼）的肝脏肿瘤和肾母细胞瘤。因此，鱼是测试环境致癌因素的敏感对象。

（6）爬行类各类爬行动物肿瘤发现率有差异，反映了肿瘤生物学基础以及种类与寿命的关系。爬行类未见原发性中枢性神经肿瘤，但有未见于哺乳动物的色素细胞瘤、黄色素细胞瘤和虹膜肉瘤。

（7）灵长类动物与人类的亲缘关系最近，其肿瘤形态发生和生物学性质上与人的肿瘤病变相似。非人灵长类动物的肿瘤发病率与其种属、性别、年龄及饲养时间相关。原生灵长目动物对肿瘤性疾患的敏感性，特别是对化学致癌物的敏感性，较之类人猿种属为高。在实验室条件下，猕猴的自发性肿瘤发病率较高，而在动物园内则发生率低（约为1%）。老年灵长类动物最常见上皮性肿瘤和恶性淋巴瘤，脑肿瘤则少见。中子或质子射线照射可引发猕猴的颗粒细胞性白血病。

肿瘤研究中常选择以下3种类型的动物模型：