国内外实验动物科学发展动态

国内外动态

国内外实验动物科学发展动态

于海英　辛淑芳　王晓宁　田克恭3　荣瑞章

(北京市实验动物管理办公室)

从十九世纪初叶实验医学的兴起,实验动物科学便一直伴随着生命科学的发展而发展,目前在生命科学领域中起着不可替代的作用。它已成为人类认识自我、保护人类的重要科学手段。〔1〕。随着现代高新技术的竞争,实验动物科学做为基础条件的重要组成部分,逐步由医学向药学、化学、农学、宇航及军事科学等不同领域浸透,成为众多学科发展不可或缺的重要支撑条件。现代科学技术的迅猛发展,已将实验动物科学推进到一个新阶段。

1　实验动物质量的标准化

随着生命科学研究的深入,对实验动物质量提出了更高的要求,同时,由于西方动物保护主义运动的影响,实验动物科学从过去的注重于实验动物的饲养管理和实验技术操作,逐渐转变为注重动物的福利和动物实验的质量〔2〕。在这一转变过程中,出现了“3R运动”。“3R”即Russell-Burch倡议的以“减少(reduction)、替代(replacement)、优化(refinement)”为核心的实验动物科学原则〔3〕。目前无论是实验动物的生产还是应用单位,在保证科学研究正常进展的同时,倡导履行这一原则。这已经成为世界科学界共同接受的方法。这一运动的开展,在某种程度上起到调和实验科学发展与动物保护主义间的矛盾,为推动实验动物科学向更高层次的发展创造了良好的途径〔4〕。

近20年来,常用实验动物的用量总体水平呈下降趋势,但对高等级质量的模型动物的用量却不断上升。在发达国家,实验动物的年使用量约下降了50%。以小鼠为例,在美国70年代小鼠的年使用量已基本达到平衡,1994年与1978年相比下降了约50%,与1968年相比则下降了约70%〔5〕。在欧洲和日本,小鼠的年使用量1994年与1991年相比,均下降了约40%〔6～8〕。由此可见,欧洲和日本在实验动物的应用方面较美国稍显滞后,但总趋势却十分相似,只是在更短的时间内完成了这一段下降过程。然而,通过对应用动物的质量分析,我们发现,在使用动物总量下降的同时,高等级的实验动物用量却在相对上升,以不同等级的大鼠在日本的应用情况显示,1985年普通级、清洁级与SPF级大鼠的使用比例为2∶5∶12,1991年则上升为2∶11∶50〔6～8〕。

分析上述变化所产生的原因:

(1)实验动物质量不断提高保证了实验结果的均一性、可比性和可重复性,这样便可使用少量动物即可完成高度准确的动物实验;

(2)实验动物学科自身的发展为动物实验提供了更广泛的选择范围。许多实验动物科学

3　军事医学科学院实验动物中心

工作者积极开展模型动物、转基因动物的研究,为科学实验提供了目的性更强的实验材料,导致对一般实验动物的需求量下降;

(3)实验动物替代材料和替代方法的研究成果成为动物实验新技术方法的有效补充,降低了整体动物实验的使用,减少了实验动物的用量;

(4)实验技术和装备,包括实验方法、科学仪器、试剂等整体水平的提高以及其它条件学科的发展(如计算机的应用),在更广泛的领域内提高了动物实验结果的准确性、可靠性和科学性,减少了动物实验方法的应用,降低了实验动物的使用量。

在我国,实验动物科学虽然起步较晚,但随着改革开放的深入发展,随着国际间经济与学术交流的增加,我国实验动物科学有了明显进展和长足的进步。正如国际实验动物学会前主席鲁塞尔教授所说:“新中国的实验动物科学事业,用了近10年的时间,走完了西方半个世纪的路〔1〕。”据统计,目前我国实验动物生产和使用单位约有2100多家,从业人员近万人,年产实验动物总量约1300万只。但由于受到认识水平、科研水平及学科发展水平的限制,生产和使用的实验动物主要还是普通级;清洁级和SPF级动物的生产和使用量还很小,据1994年国家科技部的统计,我国使用的实验动物,小鼠清洁级以上的约占615%,大鼠清洁级以上的只占212%〔5〕。由此可见,由于我国实验动物科学起步较晚,但起点却相对较高,我们可以有效地借鉴发达国家的成功经验,避免弯路。从生产和应用的数量上看,基本处在平衡点上,并以越来越快的速度向应用高质量的实验动物方向迈进。这种与国际同步发展的因素的产生,既有学科发展规律的制约,也有政府宏观调控的作用。总之,我国实验动物学科发展正呈现出一种加速标准化发展趋势。

2　实验动物资源多样化

现代科学的发展对实验动物提出了应用新的高质量的多样化要求,作为应用学科的实验动物学必然以科学的需求为自身的发展方向。我国丰富的实验动物资源和开发利用是我们实验动物学科发展得天独厚的优势。野生动物的实验动物化研究一直与实验动物学科同步发展,并为实验动物的种类提供了丰富的源泉,如沙鼠、白化中国地鼠、白化高原鼠兔、雪貂、小型猪、树鼩、非人灵长类等野生哺乳动物实验动物化的研究,以及昆虫、水生动物实验动物化研究、包括其基因资源研究等等。这些宝贵的自然资源的开发应用使实验用动物为科学研究提供了广阔而又丰富的实验材料。猪、羊等经济动物实验动物化用以替代非人灵长类和犬、猫等与人类关系密切的动物的应用,也满足了动物保护主义者的愿望〔9〕。

实验动物高新技术的应用为实验动物的种类资源提供了新的发展机遇,分子生物学、克隆技术、转基因技术等高新技术的应用为开发实验动物新品种品系创造了条件。目前,已经有多种技术手段用来培育新的实验动物品种品系,美国杰克逊实验室目前已保存了610余种转基因小鼠的人类疾病动物模型,这个数字还在不断增加。许多专业化的实验动物供应商在提供不同的模型动物。

在实验动物品种品系不断增加的同时,对已有动物品种品系的应用研究也在不断提高。作为实验材料的实验动物本身作为一个复杂的生命体,还有许多尚未为人知的特点可用来开发利用。美国查里士河公司开发利用仓鼠的卵子进行男性精子活性的测试已获得良好的经济效益是很好的实例〔10〕。

据初步调查,我国现有实验动物种系还不多。据1992年的统计,我国实验动物品种品系约100多个,只满足需求的50%。然而我国有着丰富的野生动物资源,许多具有开发前途。过