中国实验动物科学学科发展现状及前景展望

20世纪以来，动物实验在生命科学研究中的应用越来越被广泛，为 了提高动物实验的科学性、准确性和可重复性，人们开始有选择、有目 的地开发某些动物的新品种、品系，并对实验动物开展系统的研究，对 实验动物进行微生物学和寄生虫学控制；进而对实验动物病理学、营养 学、生态学、比较医学、管理学、福利学、实验技术、模型制备等进行 不断深入地探讨。取得一系列突破性进展。 1909年，美国Jackson实验室Little教授育成了世界上第一个近交系 动物（DBA近交系小鼠）。从此以后，各国科学家先后培育出一系列近交 系动物，突变系动物、杂交一代动物，总结并探索出一整套实验动物选 种、育种、保种等繁殖技术，从而奠定了实验动物遗传学基础。
非人灵长类资源中心6个（Baboon Research Resources，Caribbean Primate Research Center Program，Development of a Specific-Pathogen-Free Baboon Colony，Owl Monkey Breeding and Research Resource，Squirrel Monkey Breeding and Research Resource，Vervet Research Colony；大猩猩 研究资源中心3个（Alamogordo Primate Facility，University of Louisiana at Lafayette，University of Texas）；国家投资建立了National Resource for Zebrafish供应斑马鱼，建立了Xiphophorus Genetic Stock Center开展斑 马鱼保种和研究，目前保存了23种65个遗传背景明确的品系，正在开展gene map and development of expressed sequence tag (EST) markers的研究；投 资建立7个无脊椎动物研究资源中心；投资建立1个National Swine Research and Resource Center；建立6个Genetic Analysis Resources（Ambystoma Resources for Model Amphibians，Neurogenetics and Behavior Center ， Referral Center for Animal Models of Human Genetic Disease，Resources for Complex Trait Analysis: Chromosome Substitution Strains ，Sea Urchin Genome Resource ，Primate Genomics）。 美国在实验动物资源和技术中心的投入大大加快了美国生命科学的进步。
中国实验动物科学学科发展现状 及前景展望
中国医学科学院实验动物研究所 魏强 2009-9-10
引言 --实验动物科学概念 --实验动物科学内容 --实验动物科学的地位与作用 实验动物学发展概貌 --国外实验动物科学发展概述 --中国实验动物科学发展概貌 --实验动物科学发展趋势 实验动物学发展策略 --实验动物科学存在的主要问题 --实验动物科学的发展目标 --发展实验动物科学的主要措施 结语
正因为如此，近年来，美国政府仍然在实验动物科学研究领域投入大量资金 开发实验动物资源，建立研究服务中心为社会提供资源与技术服务。据统计仅通 过NCRR（National Center for Research Resource）支持建立的国家级实验动物 资源和技术服务机构分布在啮齿类动物、灵长类动物、水生动物、猪、无脊椎动 物等动物种类。啮齿类国家中心12个: （Knockout Mouse Project (KOMP) Repository，Mutant Mouse Regional Resource Centers，Mutant Mouse Regional Resource Center at the University of Missouri/Harlan，Mutant Mouse Regional Resource Center at University of California, Davis，Mutant Mouse Regional Resource Center at University of North Carolina，Informatics, Coordination and Service Center for the Mutant Mouse Regional Resource Centers，Induced Mutant Resource，Mouse Mutant Gene Resource，National Gnotobiotic Rodent Resource Center，Peromyscus Genetic Stock Center，Rat Resource and Research Center，Special Mouse Strains Resource）；非人灵长类研究中心9 个（Center Access Criteria and Procedures，California National Primate Research Center，New England National Primate Research Center，Oregon National Primate Research Center，Southwest National Primate Research Center，Tulane National Primate Research Center，Washington National Primate Research Center，Wisconsin National Primate Research Center， Yerkes National Primate Research Center）；
二、实验动物科学发展概貌 （一）国外实验动物科学发展概述 1．实验动物科学的形成 实验动物科学的形成和发展是从动物实验开始的。最早有文字记 载的原始动物实验可追溯到公元前4～3世纪。古希腊哲学家和医学家 亚里士多德（Aristotle，公元前384～前322）通过对动物的解剖了解 动物的内在差别。 英国医生哈维(William Harver,1578－1657)采用狗、蛙、蛇、鱼 和其他动物进行了一系列的动物实验，发现了血液循环和心脏在血液 循环中的作用。 科赫、巴斯德、贝尔纳、巴甫洛夫等动物实验。 上述动物实验的发展为实验动物科学的形成奠定了基础。但是， 上述实验所用动物并非现在所说的实验动物，而是实验用动物。前面 提到，实验动物科学包括了实验动物和动物实验两部分内容。其中， 实验动物方面的内容主要是20世纪以后发展起来的。
（三）实验动物科学的地位与作用 实验动物是“活的试剂”、“活的天平”，是四大科技支撑条 件（动物、设备、试剂、信息）的首要条件，也是最不可控的条件。 随着我国改革开放和世界经济科技一体化进程，设备、试剂、信息 已经不是科学研究的限制条件，实验动物和实验动物科学成为影响 研究课题的确立和研究成果水平的高低的最重要因素。反过来，实 验动物科学的发展直接将许多领域课题的研究引入新的境地。近交 系动物的育成将遗传学研究、育种学研究、免疫学研究等开辟了新 的研究思路和研究手段。免疫缺陷动物的研究对于器官移植、组织 细胞移植、肿瘤学研究、免疫学研究起到了巨大的推动作用。基因 工程动物使功能基因组学研究成为可能、使基因治疗基础研究成为 可能。
（二）实验动物科学的研究内容 实验动物科学主要研究内容包括实验动物和动物实验两部分: 其一是以实验动物本身为对象，专门研究它的生物学特性、遗 传、饲养繁殖、微生物及寄生虫控制、疾病防治等，开发实验动物 资源、实行质量控制，为科学研究提供支撑条件。 其二是以实验动物为材料，开展比较医学研究。采用各种方法 在实验动物身上进行科学实验，研究实验过程中动物的反应、表现 及其发生发展规律性问题，依此推演、类比解决生命科学和医学中 的重大问题。随着实验动物科学的发展和实验动物质量的提高，实 验动物学科与生命科学、医学、药学、农业科学、医药工业、航空 航天、环境保护、生物安全、食品安全、化学品安全、生态保护等 许多学科和行业结合越来越密切，逐步起到举足轻重的作用。
（2）动物实验标准化、规范化、国际化和丰富化趋势已经形成 随着实验动物质量的提高和品种品系的丰富，动物实验已经形 成鲜明的可控性、再现性、可比性特点， 完全可以实现在人为控 制的条件（动物、试剂、药物、环境条件等）下，根据研究目的要 求，按照预先设计的程序，对动物进行相应的处理，使动物可以特 异、可靠的反映出结构、机能、代谢、体征变化，并通过量化的手 段评价这些变化，用于阐明生命基本规律和机理，阐明人类疾病的 发病机理和预防治疗措施，创制新药等。
2．现代实验动物科学的发展 （1）实验动物研究与生命科学和生物技术发展相辅相成 20世纪初期的量子理论发展导致以信息科学和信息技术为标志的 现代科学技术迅猛发展。进入21世纪，生命科学与生物技术已经成为 当今最为活跃的科技领域之一。 实验动物新品系和新的实验动物模型在前沿科学的应用反过来促 进实验动物科学的发展，构成了“实验动物——现代生物技术——新 一代实验动物”这样良性循环发展。实验动物科学为生命科学和现代 生物学的发展提供技术平台，生命科学和现代生物学把实验动物科学 带进分子水平时代并把它推到现代科学技术的前阵。据美国哈佛医学 院1996年统计，之前5年内人类与健康研究中51项重大突破性成果中 22项是通过动物模型遗传研究获得。1901年至1997年通过动物实验区 的31项重大成果中有18项获得诺贝尔奖。1901年-2008年期间，有 67.5%诺贝尔生理学或医学奖研究成果使用实验动物或动物获得，涉 及动物25种119次。Nature、Science国际顶级杂志中，使用动物模型 研究成果发表的生物医学论文占其总数的35%-46%。
1．实验动物科学是生命科学进步的基石 实验动物科学是现代科学技术的重要组成部分，不仅是生命科学研 究的支撑，也是生命科学研究的前沿，生命科学的进步离不开实验动物 科学的发展。 2．实验动物科学对于人类健康和医药学的进步起着关键性作用 随着社会的进步，生活水平的提高，作为医药学研究不可替代的重 要支撑，尤其是与医学的进一步融合，比较医学和转化医学的发展和崛 起，实验动物科学对于生命基本规律和机理的阐明，对于人类疾病的发 病机理、治疗、药物研发所起的作用越来越不可或缺。 总之，实验动物科学作为现代科学技术的重要组成部分，是衡量一 个国家、地区或单位科学研究水平的重要标志，也与人们的生活和健康 息息相关、紧密相连。实验动物科学的发展不仅仅是科学家的责任与义 务，也是政府和全社会的责任与义务。
（3）发达国家实验动物科学研究现状 发达国家以美、欧、日本为代表，实验动物科学的发展经历了几十 年的积累，已经形成了相对完善的学科体系，在科学研究、资源建设、 技术平台建设、科学管理等方面都得到了全面发展。基本现状是：常用 实验动物及相关产品的生产供应商品化、社会化，标准化质量管理行业 化，实验动物保种和新资源开发政府资助的公益化，科学研究资助力度 加大化，动物实验技术规范化。尤其在科学研究、保种育种和新资源开 发方面，政府投入力度非常大，有利地促进了生命科学研究的发展，取 得了丰硕成果。
一、引言 （一）实验动物科学的概念 实验动物科学（Laboratory Animal Science）是以实验动物资源研 究、质量控制和利用实验动物进行科学实验的一门综合性学科。现代意 义上的实验动物科学诞生20世纪50年代初期，融合了动物学（Zoology）、 ）、 兽医学（Veterinary Medicine）、医学（Medicine）和生物学(biology)等科学的理 ）、 ） 论体系和研究成果，发展为整个生命科学不可或缺的支撑学科。半个多 世纪以来，实验动物科学以相关科学为基础，结合自身的目标和特点， 从理论和实践两个方面不断丰富学科的内容，加强学科的建设，使该学 科逐渐形成了完整的理论体系。实验动物科学的发展培育了大量的遗传 背景明确、微生物和寄生虫实行控制的大量实验动物资源，开发了许多 研究技术，形成了一定规模的研究队伍，在推动生命科学诸多学科发展 方面也发挥了巨大的作用。实验动物科学作为应用基础学科已经融入到 许多前沿学科研究中，并由此衍生了一些分支学科，如比较医学、实验 动物医学、转化医学和基因组学等。
美国是实验动物科学发展最早最快的国家，不论是实验动物资源 建设还是实验动物科学研究都形成了相对完善的体系，有力地促进了 美国相关产业的发展。以实验动物科学的两个主要支撑行业药物和医 疗卫生为例。2007年全球药品销售额占全球GDP54万亿美元的比例为 1.33%，其中美国药品的消费额占GDP的比重超过2%（实验动物和动物 实验费用一般可以占新药开发的50%，而新药开发投入占医药产值的 10%左右）。再如医疗卫生支出，而从60年代起，美国的医疗卫生支 出占GDP的比例为13％（我国为4.81%）。因为实验动物科学在医药行 业起到举ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轻重的作用，由此可见其在国民经济中的重要作用。