第八章 实验动物的选择和应用
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标准化实验动物
• 具有明确的遗传背景 • 排除细菌、病毒、寄生虫和潜在疾病的影响 • 排除环境因素的影响 • 减少实验误差，提高结果的科学性和准确性 • 能得到国际上的承认
2020/5/4
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四、 选用的动物品系应符合实验要求
不同品系代表实验动物的不同遗传基因型，因而具 有不同的生物学特性，对同一刺激的反应差异很大，在 选择时必须注意。
近交系A
近交系B
封闭群的实验数据：
近交系的实验数据：
因为群体内个体差异，
因为群体内个体差异极小，表现为ห้องสมุดไป่ตู้准差小，
表现为标准差大，但它反 但同一刺激对不同近交系反应不同，有的高，有
映了种属对刺激的反应。 的低，它仅反映某个基因型对刺激的反应。
封闭群与近交系实验结果的比较示意图
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4.选用与人类疾病特点相似的实验动物
2020/5/4
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Ø 物理因素：35日龄DBA/2小鼠对音响刺激非常敏感，闻电 铃声后可出现特殊的发作性痉挛，甚至死亡，而C57BL小 鼠却根本不会出现这种反应。
Ø 化学试剂：对相同浓度的氯仿，DBA/2雄性小鼠死亡率为 75%，DBA/1为51%，C3H为32%，BALB/c为10%。
Ø 病毒感染：DBA/2及C3H小鼠对新城疫病毒（Newcastle virus）的反应和DBA/1小鼠完全不同，前者引起肺炎而后 者引起脑炎。
由于人类的许多疾病是多基因遗传，而目前基因 修饰技术仅是增加或敲除1个基因，其表型只是部分 模拟和类似于人某些疾病的临床表现和病理改变； 另外，一个基因产物在体内不同器官的表达会产生 不同的生物学效应，增加或敲除1个基因除了产生我 们预期的特定疾病的部分临床表现外，还可能产生 其它方面的病理改变，这从遗传角度阐明和解释某 些疾病的发病机理上有一定的局限性。
近交系动物由于其基因高度纯合，表型一致，因而对试验 刺激也一致。但是对于同一种实验刺激，不同近交系由于其 遗传组成不同，因而对实验刺激的敏感性也不同，有的品系 高，有的品系低，它不能反映人作为基因杂合状态下对实验 刺激的反应，因而一般药物筛选和毒性试验不选用近交系。
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实验组 正常组
封闭群
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4. 注意某些药物在不同动物身上有不同反应
Ø 吗啡：犬、兔、猴、大鼠和人应用吗啡后产生中枢抑制 ，而小鼠和猫则是兴奋作用。
Ø 降血脂药安妥明：可使家犬下肢瘫痪，而对猴及其它动 物不能引起这样的副作用。
Ø 苯可引起兔白细胞减少及造血器官发育不全，而对犬却 引起白细胞增多及脾脏和淋巴结增生。
平均寿命（年）
20 15 10 10 12 8 5 3 2 16 9
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与人性成熟期相对应的动物年龄
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应根据实验目的来选择适龄动物 一般实验采用性成熟前后生长发育期的成年动物 成年实验动物体重一般为： 小鼠：18-22g，大鼠：180-220g，豚鼠：350-
Ø 自发性肿瘤：C57BL/6J、BALB/c等为低发乳腺癌品系，而 C3H雌鼠乳腺癌自发率达90%，AKR小鼠白血病自发率达65%。
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五、选用的动物年龄和体重应符合实验要求选择
不同动物的寿命
实验动物种类
猩猩 狒狒
猴 犬 猫 家兔 豚鼠 大鼠 小鼠 猪 山羊
最长寿命（年）
37 24 30 20 30 15 7 5 3 27 18
Ø 内源性激素：A系小鼠的促性腺激素含量比DBA小鼠低1.5 倍。
Ø 外源性激素：C57BL小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比 DBA及BALB/c小鼠高12倍。
Ø 酶活性：A系小鼠肝脏的β葡萄糖酸活性只有C3H小鼠的 十几分之一。
Ø 用激素超排卵：C57BL/6J属高排卵品系，而BALB/c属低 排卵品系。
第八章 实验动物的选择和应用
第一节 实验动物的选择原则 第二节 实验动物在药理学研究中的应用 第三节 实验动物在药物安全性评价中的应用 第四节 实验动物在免疫学研究中的应用 第五节 实验动物在实验肿瘤学研究中的应用 第六节 实验动物在遗传学研究中的应用 第七节 实验动物在病毒学研究中的应用
猴、犬、大鼠与人在药物代谢方面的相似性
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二、 根据解剖和生理学特点选择实验动物
1. 选用解剖特点符合实验目的和要求的动物
兔的胸腔结构 兔的减压神经 犬和兔的甲状旁腺 大鼠、仓鼠无胆囊
2.选用生理特点符合实验目的和要求的动物
犬的红绿色盲
兔对致热原十分敏感
犬和猫对呕吐反应敏感
豚鼠易于致敏
致敏比较：豚鼠> 兔> 犬> 小鼠> 猫> 青蛙
豚鼠对维生素C缺乏敏感
家兔对射线十分敏感
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3.选用体型和脏器大小符合实验目的和要求 的动物
动物体型大小决定了脏器的大小。充分考虑获得的样品数量 能否满足试验的需要。在药物代谢动力学研究过程中，选择 大鼠或犬。
为临床操作打基础，应选用与临床操作较接近的动物。如模 拟人类心脏移植手术操作的动物实验，由于猪的心脏形态大 小与人很接近，常选择猪进行实验；做胎儿围产期实验，用 孕羊较好，因羊一胎产仔1～2只，且大小体重与人类相似。
动物种类
与人相似性
强
中
弱-无
合计
猴
12
15
4
31
犬
5
12
14
31
大鼠
1
13
17
31
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3.选用群体分布与人相似的实验动物
以群体为对象的研究课题，要选择群体基因型、表现型分 布与人相似的实验动物。如作药物筛选和毒性试验时，除了 应考虑人类与实验动物群体在代谢类型上的差异外，通常以 封闭群模拟自然群体基因型，因为封闭群动物既保持其个体 基因的杂合状态，又保持其群体基因频率的稳定性。
同一种病因/病原对不同动物（包括人）的致病作用 各不相同，有的差异很大，而有的却非常相似。要寻找与 人类有关疾病相似或接近的自发或诱发性疾病动物模型， 选择合适的疾病动物模型进行实验研究。
Ø中国仓鼠易产生自发性糖尿病 Ø自发性高血压大鼠（SHR）
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选用遗传工程动物疾病动物模型的注意点
Ø 苯胺及其衍生物对犬、猫和豚鼠能引起与人相似的病理 变化，产生变性血红蛋白，但对兔则不易产生变性血红 蛋白，在鼠则完全不产生。
Ø 性激素可使犬易发生化脓性子宫内膜炎而死于败血症。
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三、根据标准化的原则选用实验动物
野生动物：
• 不易获得年龄、体重一致的一批动物 • 遗传背景不清 • 健康状况有差异 • 机体反应性不一致
• 具有明确的遗传背景 • 排除细菌、病毒、寄生虫和潜在疾病的影响 • 排除环境因素的影响 • 减少实验误差，提高结果的科学性和准确性 • 能得到国际上的承认
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四、 选用的动物品系应符合实验要求
不同品系代表实验动物的不同遗传基因型，因而具 有不同的生物学特性，对同一刺激的反应差异很大，在 选择时必须注意。
近交系A
近交系B
封闭群的实验数据：
近交系的实验数据：
因为群体内个体差异，
因为群体内个体差异极小，表现为ห้องสมุดไป่ตู้准差小，
表现为标准差大，但它反 但同一刺激对不同近交系反应不同，有的高，有
映了种属对刺激的反应。 的低，它仅反映某个基因型对刺激的反应。
封闭群与近交系实验结果的比较示意图
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4.选用与人类疾病特点相似的实验动物
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Ø 物理因素：35日龄DBA/2小鼠对音响刺激非常敏感，闻电 铃声后可出现特殊的发作性痉挛，甚至死亡，而C57BL小 鼠却根本不会出现这种反应。
Ø 化学试剂：对相同浓度的氯仿，DBA/2雄性小鼠死亡率为 75%，DBA/1为51%，C3H为32%，BALB/c为10%。
Ø 病毒感染：DBA/2及C3H小鼠对新城疫病毒（Newcastle virus）的反应和DBA/1小鼠完全不同，前者引起肺炎而后 者引起脑炎。
由于人类的许多疾病是多基因遗传，而目前基因 修饰技术仅是增加或敲除1个基因，其表型只是部分 模拟和类似于人某些疾病的临床表现和病理改变； 另外，一个基因产物在体内不同器官的表达会产生 不同的生物学效应，增加或敲除1个基因除了产生我 们预期的特定疾病的部分临床表现外，还可能产生 其它方面的病理改变，这从遗传角度阐明和解释某 些疾病的发病机理上有一定的局限性。
近交系动物由于其基因高度纯合，表型一致，因而对试验 刺激也一致。但是对于同一种实验刺激，不同近交系由于其 遗传组成不同，因而对实验刺激的敏感性也不同，有的品系 高，有的品系低，它不能反映人作为基因杂合状态下对实验 刺激的反应，因而一般药物筛选和毒性试验不选用近交系。
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实验组 正常组
封闭群
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4. 注意某些药物在不同动物身上有不同反应
Ø 吗啡：犬、兔、猴、大鼠和人应用吗啡后产生中枢抑制 ，而小鼠和猫则是兴奋作用。
Ø 降血脂药安妥明：可使家犬下肢瘫痪，而对猴及其它动 物不能引起这样的副作用。
Ø 苯可引起兔白细胞减少及造血器官发育不全，而对犬却 引起白细胞增多及脾脏和淋巴结增生。
平均寿命（年）
20 15 10 10 12 8 5 3 2 16 9
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与人性成熟期相对应的动物年龄
2020/5/4
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应根据实验目的来选择适龄动物 一般实验采用性成熟前后生长发育期的成年动物 成年实验动物体重一般为： 小鼠：18-22g，大鼠：180-220g，豚鼠：350-
Ø 自发性肿瘤：C57BL/6J、BALB/c等为低发乳腺癌品系，而 C3H雌鼠乳腺癌自发率达90%，AKR小鼠白血病自发率达65%。
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五、选用的动物年龄和体重应符合实验要求选择
不同动物的寿命
实验动物种类
猩猩 狒狒
猴 犬 猫 家兔 豚鼠 大鼠 小鼠 猪 山羊
最长寿命（年）
37 24 30 20 30 15 7 5 3 27 18
Ø 内源性激素：A系小鼠的促性腺激素含量比DBA小鼠低1.5 倍。
Ø 外源性激素：C57BL小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比 DBA及BALB/c小鼠高12倍。
Ø 酶活性：A系小鼠肝脏的β葡萄糖酸活性只有C3H小鼠的 十几分之一。
Ø 用激素超排卵：C57BL/6J属高排卵品系，而BALB/c属低 排卵品系。
第八章 实验动物的选择和应用
第一节 实验动物的选择原则 第二节 实验动物在药理学研究中的应用 第三节 实验动物在药物安全性评价中的应用 第四节 实验动物在免疫学研究中的应用 第五节 实验动物在实验肿瘤学研究中的应用 第六节 实验动物在遗传学研究中的应用 第七节 实验动物在病毒学研究中的应用
猴、犬、大鼠与人在药物代谢方面的相似性
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二、 根据解剖和生理学特点选择实验动物
1. 选用解剖特点符合实验目的和要求的动物
兔的胸腔结构 兔的减压神经 犬和兔的甲状旁腺 大鼠、仓鼠无胆囊
2.选用生理特点符合实验目的和要求的动物
犬的红绿色盲
兔对致热原十分敏感
犬和猫对呕吐反应敏感
豚鼠易于致敏
致敏比较：豚鼠> 兔> 犬> 小鼠> 猫> 青蛙
豚鼠对维生素C缺乏敏感
家兔对射线十分敏感
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3.选用体型和脏器大小符合实验目的和要求 的动物
动物体型大小决定了脏器的大小。充分考虑获得的样品数量 能否满足试验的需要。在药物代谢动力学研究过程中，选择 大鼠或犬。
为临床操作打基础，应选用与临床操作较接近的动物。如模 拟人类心脏移植手术操作的动物实验，由于猪的心脏形态大 小与人很接近，常选择猪进行实验；做胎儿围产期实验，用 孕羊较好，因羊一胎产仔1～2只，且大小体重与人类相似。
动物种类
与人相似性
强
中
弱-无
合计
猴
12
15
4
31
犬
5
12
14
31
大鼠
1
13
17
31
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3.选用群体分布与人相似的实验动物
以群体为对象的研究课题，要选择群体基因型、表现型分 布与人相似的实验动物。如作药物筛选和毒性试验时，除了 应考虑人类与实验动物群体在代谢类型上的差异外，通常以 封闭群模拟自然群体基因型，因为封闭群动物既保持其个体 基因的杂合状态，又保持其群体基因频率的稳定性。
同一种病因/病原对不同动物（包括人）的致病作用 各不相同，有的差异很大，而有的却非常相似。要寻找与 人类有关疾病相似或接近的自发或诱发性疾病动物模型， 选择合适的疾病动物模型进行实验研究。
Ø中国仓鼠易产生自发性糖尿病 Ø自发性高血压大鼠（SHR）
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选用遗传工程动物疾病动物模型的注意点
Ø 苯胺及其衍生物对犬、猫和豚鼠能引起与人相似的病理 变化，产生变性血红蛋白，但对兔则不易产生变性血红 蛋白，在鼠则完全不产生。
Ø 性激素可使犬易发生化脓性子宫内膜炎而死于败血症。
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三、根据标准化的原则选用实验动物
野生动物：
• 不易获得年龄、体重一致的一批动物 • 遗传背景不清 • 健康状况有差异 • 机体反应性不一致