实验动物学课4-5

4.1 无菌动物的特点
（一）形态学改变 1．消化系统 主要变化在肠道上。肠道肌层薄， 更为特异的是盲肠肥大 2．血液循环系统 无菌动物白细胞数值恒定 3．免疫系统 免疫功能基本上处于原始状态 4．泌尿系统 肾脏较小，如无菌豚鼠。
(二)生理学改变
1．免疫功能 2．生长率 3．生殖 4．代谢 5．营养
• 理化因素（照明、声音、气味等） • 居住因素（房屋、笼具、垫料等） • 同种动物间因素（饲养密度、社会地位、势力 范围等）
一） 温度
温度的影响可表现在以下几个方面：
1. 2. 3. 4. 5.
动物的新陈代谢 动物的脏器重量 动物的生殖机能 动物机体的抵抗力 动物实验的反应性
屏障环境内啮齿类动物实验设施（设备） 内温度应控制在20～26℃
九） 动物设施设备
• • • • • 空调系统 通风系统 给排水系统 照明系统 清洗消毒系统
十） 笼具和铺垫物
• 饲养笼具的材质和构造源自文库
• 垫料
十一） 饲养密度
动物在一定环境条件下（一定的空 间、定量的食物）饲养时，群体增殖 的情况呈S型曲线。
十二） 社会因素和势力范围
动物的社会地位大致分为直线型与专制型。
又称已知菌（丛）动物 （animal with known bacterialuflora）。 饲养于隔离系统。 向无菌动物体内植入一种或几种已知细菌。 单菌（monoxenic）、双菌（dixenie）、三菌 （trixenie）、多菌（polyxenie）。 更强的生活力和抵抗力，更易于饲养管理
（三）按设施的平面布局分类
1．无走廊式(No Corridors) 用于饲养品种单一或以实验为主的设施。 一般饲养普通级动物
2．单走廊式（Single Corridors） 一般的研究机构在进行中、短期动物实验。 相对于双走廊其优点是占用空间小，设施利 用率较高，维护费用低。缺点为清洁笼具和 污染材料之间常常存在污染的危险，走廊相 对拥挤。
第二节 实验动物的设施分类
一、实验动物设施的概念
实验动物设施是指实验动物和动物实验设施 的总和。一个设施可以大到动物中心或生产繁 殖机构，小至某一实验动物室。 总体的原则是提供实验动物最适宜的环境， 保障实验动物的质量和为动物实验的准确性提 供可靠保障。
二、 实验动物设施分类
（一）、按其功能分类
（二）按微生物控制程度分类
1．普通环境（Open System） 直接与外界大气相通，是饲养普通级实验动 物的场所。饲料、饮水要符合卫生要求，垫料 要消毒，饲养室内要有防鼠、防昆虫等措施。
2．屏障环境（Barrier System）
与外界隔离，是饲养清洁级动物和SPF级动 物的设施。进入实验动物生存环境的空气须经 过滤净化处理，其洁净度相对于10000级，进 入屏障内的人、动物和物品如饲料、水、垫料 及实验用品等均需有严格的微生物控制。
①Lee-Boot效应，是指小鼠群养时常常发生假性妊娠 和发情周期混乱的现象。 ②Whitten效应，是指由于雄性动物分泌的信息素促使 雌性动物的发情周期出现有规律的现象。 ③Bruce效应，是指怀孕初期的雌性小鼠与交配对象以 外的雄性接近或同居时产生的中止妊娠反应。
八） 动物设施建筑
• 建筑物之间应保持一定的距离，以防疾 病的传播 • 动物居住的建筑物与周围社会的关系
• 直线型指可用直线表示优劣关系的类型。第 1位的为首领，可统治第2位，第2位统治第3 位，以此类推。猴、兔、鸡属此类。 • 专制型指一个动物为首领，首领以下的动物 之间不发生争斗。这种类型存在于小鼠、大 鼠、猫之间。
动物社会结构中的势力范围 势力范围是指某个个体保卫某个 地区不允许其他个体侵入。即使是地 位低劣的个体，出自保卫自己势力范 围的目的，面对最强的个体也有防卫 的习性。
照明因素包括照度、波长和照明时间 1. 照度对动物的角膜会产生影响 150-300lx
2. 照明时间影响动物的繁殖 12:12 10:14
3. 光的波长也影响动物的生长和繁殖
六）空气洁净度
动物饲养室空气中颗粒物污染的来源：
1. 室外空气未经过滤处理直接进入； 2. 动物体表被毛、皮屑、饲料和垫料等。 5μ m以下的粉尘
普通动物
有或可能有 有或可能有 有疑问 多或大量 不准确 困难 高 约 40％ 不可能 低
传染病 无 寄生虫 无 实验结果 明确 应用动物数 少数 统计价值 很好 长期实验 可能好 自然死亡率 很少 长期实验存活率 约 100％ 实验的准确设计 可能 实验结果讨论价值 高
第五章 实验动物的环境与设施
式中： R-实验动物的总反应； A-实验动物种的共同反应； B-动物品种及品系特有的反应； C-动物个体反应（个体差异）； D-环境的影响（包括实验处理）， E-实验误差。
实验动物环境因素： • 自然因素（包括物理、化学和生物学因素） • 人为因素
二、环境因素对实验动物动物实验结果的影响
• 气候因素（温度、湿度、气流速度等）
（1）哺乳类无菌动物技术 小动物--子宫切除 大动物--子宫切开 取仔程序如下： 1.腹部剃毛或用硫化钡脱毛剂脱毛 2.处死妊娠雌鼠 3.浸泡于37℃灭菌液中2min 4.固定，并于腹部粘上灭菌胶布 5.剖腹 6.取出子宫 7.剪开子宫壁，取出胎鼠，呼吸正常时切断脐带 8.分开胎盘，放到代乳母鼠身边 9.剖腹取胎的时限。小鼠、大鼠：9～10min。豚鼠：5min
第四章 实验动物微生物学分类
• 普通动物 • 清洁动物
• SPF动物
• 无菌动物及悉生动物
1．普通动物 conventional animal，CV；一级动物
指不携带主要人兽共患病病原和动物烈性 传染病病原的动物。 仅可用于示教、科研的探索方法、预试之用。 新国标中大鼠、小鼠无此级别。
2．清洁动物 clean animal，CL；二级动物
二） 湿度
动物在相对湿度为40～70％之间生活最适应,以 50％±5％为最佳。 • • • • 对动物的散热有显著影响 对病原微生物和寄生虫的生长繁殖与发育影响 导致动物一些疾病的发生 粉尘的影响
三） 气流、气流速度及换气次数
实验动物的体表面积与单位体重的比值较大 • 气流速度 控制在0.1m/s-0.2m/s • 动物室内气流方向
我们国家洁净室的标准是《洁净厂房设计规范》 （GB50073-2001），标准中规定的空气洁净度等级等同 采用国际标准ISO1466-1中的有关规定。 洁净室及洁净区空气中悬浮粒子洁净度等级见下表：
七） 有害气体
主要有害气体： 氨、甲基硫醇、硫化氢、硫化甲基、甲基丁 烷、三甲胺、苯乙烯、乙醛和硫化二甲基 信息素（pheromone）或叫引物信息素（primer pheromone）
3．隔离环境(Isolation System) 与外界环境完全隔离的环境内。工作人员通 过隔离器上组装的无菌手套进行操作，不直接 接触动物。饲料、饮水，垫料，笼具等都应高 压、高温灭菌。进入隔离器内的一切物品均需 通过传递舱灭菌。适合饲养SPF、无菌动物、 动物的保种育种或同等级的动物实验。
4．无菌动物
germ free animal，GF；四级动物
指无可检出一切生命体的动物。
种 类 小 鼠 大鼠 豚 鼠 兔 狗 猫 山羊、绵羊 猪 马 猴 鸡 鹌 鹑
培育者及育成时间 Pleasants,1959 Reyniers1946；Gustafsson,1948 Miyakawa1958; Tanami,1959; Wostmann1959; Luckey,1963 Glimsedt,1946 Bleby,1969 Smith,1961,1966 Whitenair,1960 Drummond等,1973 Reyniers,1942 Reyniers,1943 Woodard等,1965;Miles,1966
清洁走廊→饲育室→污染走廊→设施外
• 换气次数，一般屏障设施以10～20次/h为宜
四) 噪声
来源： ①外界传入；
②室内机器产生，如空调机、排风机等；
③动物自身产生，如跑动、争斗、鸣叫等。
环境噪声的影响
①影响动物的繁殖生长
②影响动物的神经系统 ③影响动物其他生理状态
噪声应控制在60dB以下
五） 照明
指除普通级动物应排除的病原外，不携带对动物危 害大和对科学研究干扰大的病原的动物。 • • • • 饲养于温、湿度恒定的屏障系统中， 饲料、垫料、笼具等都要经过消毒处理， 饮水应用高压灭菌或用pH为2.5～2.8的酸化水， 工作人员应换灭菌工作服、鞋、帽、口罩等进入动 物室进行操作。 • 国际上此级动物仅适合于短期或部分科研实验；我 国作为科研工作的主要要求的标准实验动物。
隔离
屏障 屏障
100级
l万级 10万级
清洁动物 (二级) 普通动物 (—级)
不携带对动物危害大和对科研干扰大病 原，确知不带有病原微生物的动物
不带主要人畜共患和动物烈性传染病原 体，对微生物带有情况不明确的动 物
开放
对科研结果影响的比较
实验项目 无菌动物 无特殊病原体动物
无 无 明确 少数 可能好 可能好 少 约 90％ 可能 中
3 双走廊式（Double Corridors）
常用的一种实验动物屏障设施类型。可以 有效分割为清洁区和污染区。作为屏障设施 使用，比较容易控制微生物污染。缺点是有 效利用面积减少。
4．三走廊式（Three Corridors）
1．动物生产设施（Animal Production Facility） 指用于实验 动物的饲育繁殖、生产的建筑物、设备以及运营管理在内 的总和。 2．动物实验设施（Animal Experimental Facility） 指用于研 究、试验、教学、生物制品、药品生产、检定等为目的进 行实验动物饲育、试验的建筑物、设备以及运营管理在内 的总和。 3．特殊动物实验设施（Special Animal Experimental Facility） 指用于感染、毒理动物实验、病原微生物和细胞培养、重 组DNA、转基因动物实验、克隆和胚胎干细胞、细胞实验和 应用特殊化学物质等进行实验的建筑物、设备以及包括运 营管理在内的总和。
3．无特定病原体动物
specific pathogen free animal，SPF；三级动物
指除普通、清洁级动物应排除的病原外，还 不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验 干扰大的病原的动物。
• 国际上公认SPF动物适用于所有科研实验，是目 前国际标准级别的实验动物。各种疫苗生产所 采用的动物应为SPF级动物。
主要介绍了各种环境因素对实验动 物和动物实验的影响，实验动物设施 的分类和实验动物设施的组成，重点 讨论开放环境、屏障环境和隔离环境 的结构特点和实验动物设施使用特点， 以及生物安全和感染实验设施的使用 特点。
第一节
环境因素对实验动物的影响
一、环境因素的重要性
动物实验处理的反应可用下式表示：
R=（A十B＋C）× D＋E
4.2 无菌动物技术
无菌动物的理论基础和实践依据在于胎 盘屏障和屏障观念，根据这个基础开展了 无菌动物工作。在无菌条件下取仔，一切 操作在无菌隔离器内进行。
–临产前动物麻醉或颈椎脱臼处死 –浸泡在37℃灭菌液中，送进无菌室（或无菌隔离 器） –剖腹，切除带胎子宫（子宫内首先应无菌） –浸入消毒液 –输送到另一只隔离器中，切开子宫取胎 –仔体并断脐（电刀切断） –隔离器内人工喂乳或其他品系的无菌动物作保姆 代养
（2）鸟类无菌动物技术
常用鹌鹑，也用鸡。 无菌鸡，要选育无白血病的鸡群。 培育关键在于消毒卵壳： 首先选外壳干净的受精卵 ①将受精卵放到湿润剂中。 ②再放入2％升汞中浸12min ③将浸泡过的受精卵放入隔离器中孵育。 建立无白血病鸡群先从母鸡选起。
5.悉生动物
gnotobiotic animal，GN；四级动物
6.洁净动物与普通动物的比较
等 级 无菌动物 (四级) 悉生动物 (四级) SPF动物 (三级) 饲养环境 隔离 空气洁净 度 100级 要 求
以封闭的无菌技术取得，用现有方法不 能检出任何微生物、寄生虫等任何 生命体的动物
经特殊饲养，确知所带微生物菌丛等寄 生物的动物。 无特定致病性微生物和寄生虫，确知不 带有病原微生物的动物