生物医学研究中实验动物的选择和应用

生物医学研究中实验动物的 选择和应用
The choice and use of laboratory animal in biological medicine
实验动物选择的基本原则
➢根据课题研究的目的、内容、水平 选用相匹配的标准化动物
蛙的大脑不发达，不可作为高级神经活动的实验，但蛙的脊 髓具有最简单的发射中枢，做神经发射弧实验，简单、直观、 明确、容易分析。
繁殖特性方面
主要考虑哺乳类动物的性成熟、妊娠期和寿命及它们的比例。寿命 越长，妊娠期越长，性成熟越晚。其次看是繁殖季节和胎产仔数。多 胎动物中近交系产仔数比封闭群少。这些都是在选择动物时要予以注 意的。
体液成分方面
血液
：动物血液性状与人类一样，包括形态和功能两个方面。
尿液：除鸟类粪便和尿液汇合于泄殖腔一同排出体外，而哺
群体分布相似性
➢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、 清洁级动物、SPF动物及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。
➢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。
周围环境与发育环境是影响实验动物表现型、演出型的重要因素。 营养因素对胚胎影响、不同微生态环境、动物的疾病状态等等都会 影响实验反应的稳定性，故也是选择实验动物的重要指标。
Genotype基因型 Phenotype表现型
发育环境 developmental
周围环境 proximate
Dramatype演出型
乳类都有各自的排泄孔道。尿液的排泄量和浓度与水的摄入量有关 。水分供给少的动物尿液以尿酸为主要成分，水分供给充足的动物 尿液以尿素为主要成分，而水中生活的动物尿液则以氨为主。
解剖特性生方面 骨骼构成：不同种类动物间椎骨有很大差异。哺乳动物和人
♂ ≠♀
➢尽量选择研究对象的功能、代谢、结构 及疾病性质与人类相似的动物
组织结构方面：猪的皮肤组织结构与人类相似，它的上
皮再生、皮下脂肪层、烧伤后的内分泌及代谢等也类似人类，因此 常选用小型猪做烧伤实验研究。
系统功能方面
犬具有发达的血液循环和神经系统，在毒理方面的反应和人类也 比较接近，适于做实验外科学、营养学、药理学、毒理学、行为学 等方面的研究。 两栖类的蛙和瞻蜍，大脑很不发达，当然不能用于高级神经活动 的研究，但在做简单的反射弧实验时，则很合适，因为最简单的反 射中枢位于脊髓，而两栖类脊髓已发展到合乎实验要求的程度，且 其结构简单明了，易于分析。
果蝇 Fruit Fly (Drosophila melanogaster )
➢相容或匹配原则
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。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。 避免应用高精仪器、试剂和低品位动物或低反应性能匹配， 或用低性能测试手段与高反应性动物不匹配的现象。
➢选用与实验要求相适应的实验动物
年龄：实验动物的年龄不同，其生物学特性也不同。 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。 性别：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 各半的动物。
➢操作实感的相似性
外科手术性的操作模型中或教学试教中，常选择体型较大的动物。
➢差异性原则
由于物种的差异，各种动物之间存在基因型、组织型、代谢型等方面的差 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。
➢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。
猴、犬、大鼠与人在药物代谢方面的相似性
动物
与人相似性
很相似
相似
有些相似
猴
12
15
犬
6
12
大鼠
1
13
4
31
14
32
17
31
时 像 或 年 龄 状 态 与 人 的 相 似 性
➢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，比格犬等。
生理特性方面
许多哺乳类动物与人类一样，其心率、呼吸频率、体温三者成正比关 系。发热时，心率和呼吸频率都增加。 鸟类的体温比哺乳类的高。恒温动物的体温昼夜有一定变动范围，变 动情况与行为类型有关，一般夜间活动的动物凌晨2时至3时是一日的 峰值。由于动物的临床生理观察指标随动物种类、年龄以及周围环境变 化而有所差异，因此正常参考值有较大的变动范围，实验时应按照实际 情况具体考虑。
➢易获性原则
虽然猫、犬、猪及灵长类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，低繁殖率或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。
➢重复性、均一性原则
一定的基因型产生一定的表现型和演出型。因此选择基因 型一致或相似是保障重现性和稳定性的重要措施。一般情 况下近交系动物的生物稳定性、实验重复性都叫封闭群好， F1代杂交群在一定程度上兼有近交系和封闭群的特点。封 闭群动物虽然能较好地代表自然群体，但群与群之间有时 存在差异，因而在重现性上较其他品系的动物差。
➢必要的预实验有助于选择与本课题
相适应的实验动物
动物预实验的作用： 初步观察动物是否适宜于本项目的研究 熟悉动物的生物学特性及饲养管理 检测与Hale Waihona Puke Baidu物实验配套的实验条件、方法是否初步到位
➢充分利用与人具有某种相似性的实验动物
尽量选择生物学特性及解剖生理特点等与人类似的实验动物； 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。但在实验动物中，并非仅灵长类动物在生 物学特性、解剖生理特点等方面与人类具有相似。