第五章 影响实验动物和动物实验的因素

2001 年 , 国家技术监督局正式颁
布国家标准《实验动物环境及设 施》; 在 2010 年经修订补充后再版。 2006 年科技部颁发了《关于善待 实验动物的指导性意见》，要求 为实验动物提供清洁、舒适、安 全的生活环境。
实验动物设施 的分类 按微生物控制 程度分类
普通环境
按功能 分类
按气流 按平面 分类 布局分类
动物饲养密度
无论是实验动物繁殖生产, 还是动物实验过程中,动物饲养 的密度不同均会引起实验动物不 同的反应。
在过密饲养的过程中,实验 动物体重的增加低于常规密度 饲养的同种动物; 而且过密饲 养的动物的肠道菌群也会发 生变化。
同种实验动物群体 之间相互影响
同种实验动物间只要有两只以上 同种动物在一起，就形成动物社会， 产生个体间社会地位的不同。 在这种不同社会地位的形成过程中， 就会发生一系列激烈的争斗，出现 撕咬和抓伤，甚至影响动物的内分 泌功能，从而影响实验动物的生产 和实验结果。
湿度过高还有利于病原微生物和寄 生虫的生长繁殖 , 饲料、垫料易发霉 败坏,导致动物发病率增加。而湿度 过低,室内灰尘飞扬,易引起动物呼吸 道疾病。有些动物不耐低湿,易引起 坏尾症,如大鼠,还可出现吃仔或拒哺 乳现象,仔鼠发育不良。
故相对湿度应控制在40~70％。
空气流速
动物的单位体重表面积均比人类大, 因此气流对动物的影响也比较大。 实验动物的体温，在低温环境中是随
同环境饲育不同种类实验动物相互影响
实验小鼠和猫在同一饲育 室内饲养，小鼠的性周期会 出现不规则变化。
在不同种的实验动物间 , 常有 共患的传染病。 健康的豚鼠饲育在有隐性感染 支气管败血性鲍特氏菌的实验兔室 内，豚鼠就会发病。
三、微生物和寄生虫对实验 动物和动物实验的影响
（一） 病毒污染对实验动物和动物 实验的影响 （二） 细菌污染对实验动物和动物 实验的影响 （三） 寄生虫污染对实验动物和动物 实验的影响
工作照度为≧200 Lux。
波长
小鼠的自发行为在蓝、 绿、白天光色下最低；
而在红色与黑暗中最大。
化学因素
氨气 饲料 饮水
氨气
空气中氨的增多可刺激动物 粘膜而引起实验动物流泪，咳嗽 等，严重引起肺炎，肺水肿。 硫化氢浓度增高会使动物妊娠率 下降，易诱发家兔鼻炎等。
氨浓度≤14mg/m3。
饲料
为了使实验动物能够正常生 长，发育，繁殖和进行良好的实 验处理,必须提供符合国家标准 的全价营养颗粒饲料。通过饲料 在实验动物体内的一系列生化反 应，最终满足动物的正常生理需 要。饲料的选择、加工方式、灭 菌方法等都与动物质量有关。
实验动物都是较长时间， 甚至终生被限制在一个极其 有限的环境内生活，这种环 境就成了实验动物赖以生存 的条件。
“有利”方面
实验动物只有在舒适的环境 中才能正常生长，发育，繁殖 和用于实验。
“ 有害”方面
虽然能使动物产生保护性反应, 以消除或减轻有害因素的作用,但 “有害”情况超过一定水平,就会 使动物机体不能忍受,各种功能就 会失调，引起各种疾病甚至死亡。
病原体污染 对实验的影响
危害工作 人员身体 健康
干扰实 验结果
导致动物 大量死亡
（一） 病毒污染对实验动物和
动物实验的影响
1、流行性出血热病毒
感染流行性出血热的实验大鼠严重 危及接触该群体人员的健康, 包括饲 养人员和实验人员。被污染的大鼠群 感染的人群中的疾病可呈似流行性感 冒的症状;也有威胁生命的出血性疾病 ,并偶有死亡。
第五章 影响实验动物和 动物实验的因素
1. 保种繁殖制度对实验动物和 动物实验的影响 2.环境因素对实验动物和动物 实验的影响 3.微生物和寄生虫对实验动物 和动物实验的影响
一、保种繁殖制度对实验 动物和动物实验的影响 影响实验动物遗传型的 因素，包括相应严格的繁殖 制度和遗传质量检测。
1、封闭群留种动物的选择
当室温过低时，常导致动 物性周期推迟；室温超过30℃时 雄性动物睾丸萎缩，产精子能力 下降；雌性动物性周期紊乱，泌 乳能力下降或拒哺乳。
在低温环境中 , 动物因新陈代谢 量增加 , 导致脏器重量也产生很大的 在低温环境影响下,实验小鼠和 影响。 大鼠的心脏、肝脏、肾脏均较大；而 实验犬在33C 在高温环境下则较小； 时的呼吸次数与23C时相比,第1天增 加9倍,从第2天起持续增加到14~16 倍。
照明时间与动物的性周期 密切相关
SD 大鼠发情以 12h 明、 12h 暗呈最稳定 的4d周期。 16h明、8h暗呈5d，或更长的性周期。 22h明、2h暗，则性周期的长短就不稳 定。
昼夜交替时间：12h明12h暗或 14h明10h暗
照 度
笼内照度为 5Lux 时，实验大鼠幼 鼠的离乳率为95％； 光照在500Lux 时，幼鼠的死亡率达50％。 在明亮的 环境里，母鼠做窝性差，对乳鼠粗暴。 实验动物饲育环境的照度 15~20Lux，大动物100~200Lux ；
风速的增加而明显下降的。
风速对裸鼠摄食量的影响
在22 ± 1C，当风速为 0.67m/s:
在有垫料的塑料 笼内,无毛小鼠 的摄食量比无风 时增加26％； 在金属网笼内, 小鼠的摄食量 增加36％。
当饲养笼周边风速过小, 不利于小鼠呼吸新鲜空气， 排走有害气体，增加饲养室 的氨浓度。
饲养室内:
气流要求≤0.2m/s
乱流式 层流式 单向式
隔离环境
无走廊
单走廊 双走廊
屏障环境
生产 设施
实验 设施
特殊 设施
叁走廊
实验动物微 生物学等级
无菌动物
无特定病原 体动物
(SPF)
实验动物居 住环境条件
( GF )
Leabharlann Baidu
隔离环境
清洁级动物
( MD )
屏障环境 普通环境 普通级动物
( CV )
环境控制
物理 因素 化学 因素 居住 因素 生物 因素
屏障环境温度一般控制在20~26℃。
湿度
在室温21C时，实验大鼠在相对 湿度35％环境里的摄食量比在相对湿度 75％环境里要增加5％左右； 实验小鼠 在低湿环境中的活动量要比高湿中大。 这表明:由于低湿散热量大导致动物产 热量增加，从而使摄食量和活动量增加。
当环境呈高温高湿时，动 物因蒸发散热受到抑制，易引 起代谢紊乱,机体抵抗力下降， 对动物健康不利。如高温高湿 长途运输动物百分之百死亡。
实验动物和动物实验环境
各种因素比较复杂 , 且相互间发 生影响,为了叙述上的方便,将物理因 素、化学因素、居住因素和生物因素 分别择要介绍（人为因素在实验动物 饲育和动物实验操作中已详述)。
物理因素
温 度 和 日 温 差
相对 空气 湿度 洁净 度
气 流 速 度
光 照
噪 音
温度
温度是影响实验动物标准化和 动物实验结果的重要因素。 除非人灵长类实验动物外，大部分 哺乳类实验动物的汗腺功能均不发达， 或无汗腺，在高温下很难维持体温的 恒定，气温变化过大或过急，都将会 导致动物发生不良的反应。
常用于大鼠、豚鼠、兔等饲养。固定在笼 架上的水箱里的水,受定时器或电磁阀的控制, 可流向笼底下盛污物的托盘中,因水流动的落 差产生压力,可携带污物沿着污物盘流向排放 污物的水管。污物盘必须经常认真地洗刷以防 尿垢结积。优点是节约劳动力,缺点是难以控 制饲养室相对湿度。因此，目前改进方法是选 用定时冲洗的方式。
封闭群动物的繁殖制度
不从群体外部引入新基因， 又坚持群体内的随机交配，在世 代更替中，每代近交系数上升率 低于1%。
2、近交系动物的选种和繁殖制度
在培育近交系时，必须对特定 性状选择，同时要注重其繁殖能力 或生长能力；尤其是在对肿瘤发生 率、细菌易感性、人类疾病动物模 型培育等特殊性状作为目标，进行 品系培育时，格外注意动物的繁殖 性能。
①亲代具较高生殖能力，并具良好的泌乳能力 和对周围环境有较高的适应能力者。 ②发育快，体型大的子代作下代幼种。通常应 从第2-4胎生的幼崽中选留，同胎幼崽留雄不 留雌，留雌不留雄。 ③入选动物具有体质强壮，行为活泼，对外界 刺激反应敏感、眼睛有神、被毛光泽，浓密 贴身；头部宽广，颈部长度适中，背宽而平 直；躯干前后匀称，胸圆满，腹部系紧，四 肢有力，生殖器正常。
在对实验小鼠和大鼠的 药物急性毒理试验中，因环 境温度的不同，其 50 ％ 致死 量(LD50)有显著的差异。
环境温度与药品毒性的关系
低 常 高 温 温 温
低 常 高 温 温 温
低 常 高 温 温 温
环境温度过高、或过低， 都会导致机体抵抗力下降，使 动物患病直至动物发生死亡， 而影响实验结果。 普通环境温度一般控制在16~28℃。
饮水瓶和出水管必须定期清洗消毒。
居住因素
. .
1.饲养方式 2.笼具和垫料
3.动物饲养密度
饲养方式
(1)圈养式 (2)自动冲洗式
(3)笼具（盒）式
圈养式
通常对体形较大的实验动 物如犬、猫、猪、羊等，采用 这种饲养方式。须注意将不同 来源的动物分开饲养。 应提供 动物一定的活动场地。
自动冲洗式
动物所需水的途径
1.饮水。 2.饲料中水分。 3.代谢水。
饮水是主要来源。
水质要求
普通动物:饮水标准应符合城市生活饮 水的卫生标准。 清洁级和SPF动物:饮水可用高压蒸汽灭 菌,也可进行酸化。合格的纯水也可饮 用，但国家标准还未出台。 无菌动物:饮水只能用高压蒸汽灭菌。
供水
.
通常用饮水瓶给水，每2～3天换水 瓶一次，保证饮水不断也不漏。 对于较大型动物如家兔、犬、猴、 小型猪等则采用自动饮水器给水。
换气次数
空气中的氧气是动物生存的最 重要物质。 屏障环境符合标准的 换气次数(≥ 15次/h), （普通环境 ≥8次/h） 可满足动物设施内的空 气不断净化的要求。
洁净度
关于空气中尘埃对动物实验的 影响。以人为对象的研究进行的 比较深入。屏障环境要求洁净度 必须达7级（1万级），保证高效 过滤器安全和换气次数达标、降 低室内粉尘颗粒可以提高洁净度。
近交系选种的项目
①性成熟及初产日龄：选择早熟的品种为佳。 ②连续妊娠且分娩（胎）间隔短。 ③综合3-4胎的产仔数。 ④离乳率高及离乳时仔体重大。 离乳率=100%*离乳仔数/产仔数
近交系动物繁殖制度
坚持全同胞兄妹的交配，或 亲代与子代的交配，但两种交配 制度不能混用。 近交系数应大于99％。
二、环境因素对实验动物 和动物实验的影响
光 照
照度（illuminance） 波长 (wave length) 照明时间(lighting time)
动物眼睛视网膜近表层 有感觉明暗的杆状体细胞和 感光颜色的锥状体细胞。
鸟类的锥状体细胞 占优势，对颜色分辨 力较强，无足够光线 时就无法活动，即所 谓夜盲眼。
啮齿类动物是杆状体细 胞占优势，有微光即可 活动，属夜行性动物， 对色彩的辨别能力差。
2、淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒 被感染小鼠基本上持续性垂直传 终身隐性感染，危及接触者的 播， 工作人员被感染后，轻者似 健康。 伤风感冒；重者脑膜刺激症状，都 无特殊疗法。
饲养室噪声来源
1.室内机械(空调，排风机等)产生。
2.动物自身发出。
3.外界传入。 4.人员操作和说话发出声音。
噪音对于动物的听觉、大脑垂体、 肾脏、肝脏、生殖器官、消化功能、 泌乳功能、生长行为和共济能力都有 不良的影响， 特别是豚鼠更为敏 感，常会引起不必要的骚动而使孕豚 鼠流产，亲本吃仔等现象。凡是噪音 比较剧烈频繁的环境中，大小鼠繁殖 能力均低下。因此，噪声应≤60dB。
饮水
水是实验动物最重要的营养物质 之一,是动物机体的一切组织,如 细胞和体液的组成成分。 动物机体内 的水分约占55%~80%，在对动物机 体的物质代谢过程中，水分具有重要 意义。 实验动物一旦缺水，不仅危害 健康，而且严重影响生产力。
当机体缺水 10% 时，会引起代 谢紊乱。 当缺水20%时，动物发生 死亡。 因此，实验动物缺水比缺饲 料对健康危害更大。
笼具（盒）
笼具的大小 以提供实验动物 能自由活动、保持正常姿势的充分 空间为宜。 笼具材料可使用铝、不 锈钢和合成树脂系的聚碳酸酯(PCV)、 聚丙烯(PP)、刚性塑料纤维(FRP)、 聚醚酰亚胺（PEI）等。
垫料
功能:保持笼内干燥,清洁,保温, 动物感到安全舒适。 材料:常用的垫料有木屑、木刨花、 打碎的玉米芯、杆、吸水纸和棉花 等。实验项目大小鼠选用玉米芯， 繁殖大小鼠用无异味木屑更好，也 可以两者混合使用。