常用實(shí)驗(yàn)動物的選擇

1、第六章常用實(shí)驗(yàn)動物的選擇 科學(xué)研究、醫(yī)療檢驗(yàn)、生物制品的生產(chǎn)和檢定都離不開實(shí)驗(yàn)動物，為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性、重復(fù)性，必須選擇標(biāo)準(zhǔn)化及與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南噙m應(yīng)的實(shí)驗(yàn)動物。 實(shí)驗(yàn)動物的選擇是醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中首要考慮的問題。選擇恰當(dāng)與否關(guān)系到課題質(zhì)量、經(jīng)費(fèi)支出、研究途徑及方法的繁簡，甚至影響到課題的成敗及研究成果的正確性。因?yàn)樵诓磺‘?dāng)?shù)膭游锷砩献鰧?shí)驗(yàn)常常會得出不適當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)動物的選擇原則 一. 選擇與人體結(jié)構(gòu)、機(jī)能、代謝及疾病特征相似的動物 利用實(shí)驗(yàn)動物某些與人類相近似的特性，通過動物實(shí)驗(yàn)對人類的疾病發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律進(jìn)行推斷和探索。例如，在結(jié)構(gòu)與功能方面，哺乳動物之間存在許多相似點(diǎn)，從解剖學(xué)上看

2、，除在體型的大小比例存在差異外，身體各系統(tǒng)的構(gòu)成基本相似，因此，它們在生命活動中基本功能過程也是相似。 1.結(jié)構(gòu)和功能的相似性 充分利用與人具有某種相似性相似性的實(shí)驗(yàn)動物，盡量選擇那些機(jī)能、代謝、結(jié)構(gòu)和人類相似的實(shí)驗(yàn)動物作實(shí)驗(yàn)。一般來說，實(shí)驗(yàn)動物愈高等，進(jìn)化愈高，其機(jī)能、代謝、結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，反應(yīng)就愈接近人類, 猴、狒狒、猩猩、長臂猿等靈長類動物是最近似于人類的理想動物。但由于其來源的困難性，選擇一些進(jìn)化程度不很高，但某些組織器官的結(jié)構(gòu)或移植性病理特點(diǎn)與人類相似的實(shí)驗(yàn)動物也具備其相當(dāng)?shù)囊饬x。 2.代謝的相似性 以高膽固醇膳食飼喂兔、大鼠、雞、豬、狗、猴等動物時，均可誘發(fā)動物的高脂血癥或動脈粥樣硬化

3、。 3.疾病特點(diǎn)的相似性 實(shí)驗(yàn)動物有許多自發(fā)或誘發(fā)性疾病能局部或全部反映與人類類似的疾病過程及特點(diǎn)，可用于研究相關(guān)的人類疾病，如經(jīng)過遺傳育種的方法，可把這種動物培育成疾病的模型動物，以供研究。如，遺傳性高血壓大鼠、糖尿病小鼠等。 4.生態(tài)或健康狀況的相似性 在正常生命過程的研究中，找到與人類生態(tài)情況相似的替代模型非常重要。如SPF動物是正常的健康無病動物，能排除疾病或病原的背景性干擾；而無菌、悉生動物是一種超常生態(tài)模型，僅用于特殊研究目的。 5操作實(shí)感的相似性 外科手術(shù)性的操作模型或教學(xué)示教中，體型大者比體型小者在實(shí)感上更接近人類。如大動物豬、犬。 二.選用對實(shí)驗(yàn)因素最為敏感的實(shí)驗(yàn)動物 各種實(shí)

4、驗(yàn)動物在基因型、表現(xiàn)型、組織型、代謝型、易感性等方面具有明顯的不同，其反應(yīng)有非常接近于人類的，也有比較接近人類的，可能還會遇到與人類的差異截然相反的。不同種類的實(shí)驗(yàn)動物對藥物的不同反應(yīng)以及不同動物的基礎(chǔ)代謝與人類的差異對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的影響。 1.不同種系實(shí)驗(yàn)動物對同一因素的反應(yīng)雖然往往是相似的，即有它共同性的一面，但也往往會出現(xiàn)特殊反應(yīng)的情況，有它的特殊性，實(shí)驗(yàn)研究中常要選用那些對實(shí)驗(yàn)因素最敏感的動物作為實(shí)驗(yàn)對象。 2. 不同種屬的實(shí)驗(yàn)動物的基礎(chǔ)代謝率均有所不同。一般說來，動物的體積越小，所需的單位的藥物劑量越大。 三. 選用遺傳背景明確、體內(nèi)微生物得到控制且模型性狀顯著的動物。 科研實(shí)驗(yàn)中的

5、一個關(guān)鍵問題，就是怎樣使動物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果正確可靠，有規(guī)律，從而達(dá)到精確判定實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出正確的結(jié)論。因此，要盡量選用經(jīng)遺傳學(xué)、微生物學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、環(huán)境衛(wèi)生學(xué)的控制而培育的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動物，才能排除因?qū)嶒?yàn)動物帶細(xì)菌、帶病毒、帶寄生蟲和潛在疾病對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；也才能排除因?qū)嶒?yàn)動物雜交，遺傳上不均持，個體差異，反應(yīng)不一致；才能便于把我們所獲得的實(shí)驗(yàn)研究成果在國際間進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。 1. 實(shí)驗(yàn)研究中一般應(yīng)盡量不選用隨意交配而繁殖飼養(yǎng)的雜種動物或在開放條件下繁殖飼養(yǎng)的帶菌、帶病毒和帶寄生蟲的普通動物。根據(jù)研究的目的要求，可選擇采用遺傳學(xué)控制方法培育出來的純系動物或稱近交系動物；突變系動物；封閉群動物；系統(tǒng)雜交

6、動物即F1動物；或采用微生物控制方法而培育的無菌動物；已知菌動物或稱悉生動物；無特定病原體動物。 2. 近交系動物由于存在遺傳的均質(zhì)性，反應(yīng)的一致性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確可靠等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛用于醫(yī)學(xué)科學(xué)研究各個領(lǐng)域。如可選用各種不同品系的小鼠研究各種腫瘤疾?。贿x用不同品系小鼠進(jìn)行基礎(chǔ)和臨床各類實(shí)驗(yàn)研究。 四.選用解剖、生理特點(diǎn)符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡囊蟮膭游铩?選用解剖生理特點(diǎn)符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蟮膶?shí)驗(yàn)動物做實(shí)驗(yàn)，是保證實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵問題。很多實(shí)驗(yàn)動物具有某些解剖生理特點(diǎn)，為實(shí)驗(yàn)所要觀察的器官或組織等提供了很多便利條件，如能適當(dāng)使用，將減少實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備方面的麻煩，降低操作的難度，使實(shí)驗(yàn)容易成功。 五. 選用最易獲得、最

7、經(jīng)濟(jì)、最易飼養(yǎng)管理的實(shí)驗(yàn)動物。 實(shí)驗(yàn)研究過程中往往回受到實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、經(jīng)費(fèi)、設(shè)施條件、研究方法等限制，在選擇實(shí)驗(yàn)動物時，既要注意選用與實(shí)驗(yàn)項目目的相符合的實(shí)驗(yàn)動物，又要注意在不影響實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的前提下，選用最易獲得、最經(jīng)濟(jì)、最易飼養(yǎng)管理的實(shí)驗(yàn)動物來做實(shí)驗(yàn)研究，以便減少困難，增加實(shí)驗(yàn)研究的可行性和易行性。 第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)動物個體選擇應(yīng)注意的問題 實(shí)驗(yàn)動物對外界刺激的反應(yīng)不僅存在種屬差異，而且存在個體差異。為減少實(shí)驗(yàn)誤差，增加研究結(jié)果的可重復(fù)性，動物選擇還應(yīng)注意動物年齡、體重、性別、生理狀態(tài)、健康狀況及動物品系、等級等。 1年齡（age）、體重（body weight） 1.1年齡是一個重要的生物量。LA

8、的解剖生理特征和反應(yīng)性隨年齡而明顯變化。在實(shí)驗(yàn)動物發(fā)育上，有的以日計齡，有的以月計齡，有的以年計齡。注意各種實(shí)驗(yàn)動物之間、實(shí)驗(yàn)動物與人之間的年齡對應(yīng)。一般情況幼年動物比成年動物為敏感。如用斷奶鼠或仔鼠作實(shí)驗(yàn)其敏感性比成年鼠要高。這可能與抗體發(fā)育不健全，解毒排泄的酶系尚未完善有關(guān)。然而，有時因于敏感而與成年動物的試驗(yàn)結(jié)果不一，所以一般認(rèn)為不能完全取代成年動物的試驗(yàn)。老年動物的代謝功能低下，反應(yīng)不靈敏，不是特別需要一般不選用。因此，一般動物實(shí)驗(yàn)設(shè)計應(yīng)選成年動物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。一些慢性實(shí)驗(yàn)，觀察時間較長，可選擇年幼、體重較小的動物作實(shí)驗(yàn)。研究性激素對機(jī)體影響的實(shí)驗(yàn)，一定要用幼年的或新生的動物。 1.2 體

9、重與年齡密切相關(guān)，還與其品系（種）、營養(yǎng)狀態(tài)、飼養(yǎng)管理等因素有關(guān)。同一實(shí)驗(yàn)中，動物體重盡可能一致，一般相差不超過10%。 2性別（sex） 不同性別的動物對藥物的敏感性不同，感受性各異，對各種刺激的反應(yīng)也不盡一致。雌性動物在性周期不同階段、懷孕、授乳時，其機(jī)體反應(yīng)性有較大的改變，因此，科研工作中一般優(yōu)先選雄性動物或雌雄各半做實(shí)驗(yàn)。 3生理狀態(tài)（懷孕、哺乳） 動物的生理狀態(tài)如懷孕、授乳時，其對外界環(huán)境因素作用的反應(yīng)性常較不懷孕、不授乳的動物有較大差異。因此，在一般實(shí)驗(yàn)研究中不宜采用這種動物。但當(dāng)為了某種特定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，如為了闡明藥物對妊娠及后裔在胎內(nèi)、產(chǎn)后的影響時，就必須選用這類動物。動物功能狀

10、態(tài)的改變也常影響對藥物的反應(yīng)，動物在體溫升高時對解熱藥比較敏感，而對正常體溫動物對解熱藥就不敏感；血壓高時對降壓藥比較敏感，而在血壓低時對降壓藥敏感性就差，反而可能對升藥比較敏感。 4健康狀況 健康動物對各種刺激的耐受性一般比不健康、有病的動物要大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定，因此一定要選用健康動物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，患有疾病或處于衰竭、饑餓，以及在寒冷、炎熱等條件下的動物，均會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。外購動物一般應(yīng)有37天的預(yù)檢及適應(yīng)期。 5品系、等級 分別表示實(shí)驗(yàn)動物按遺傳學(xué)控制和微生物控制的標(biāo)準(zhǔn)化條件。 5.1按遺傳學(xué)控制分類 近交系動物、突變系動物、雜交系動物存在遺傳均質(zhì)性，反應(yīng)一致性好，因而實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確可靠，廣泛用于

11、各科研領(lǐng)域。封閉群動物具有群體的遺傳特征,但是動物之間存在一定的個體差異，因此，其反應(yīng)的一致性不如近交系動物。 5.2按微生物學(xué)控制分類 等級表示實(shí)驗(yàn)動物微生物控制的標(biāo)準(zhǔn)化條件。按微生物學(xué)控制分類，國外將實(shí)驗(yàn)動物分成四級，即普通動物(CV)、無特定病原體動物(SPF)、悉生動物(GN)及無菌動物(GF)。根據(jù)我國實(shí)際情況,國家科委將實(shí)驗(yàn)動物分為普通動物、清潔動物、無特定病原體動物和無菌動物(包括悉生動物)四個級別。GF、GN（超常生態(tài)模型）排除了微生物對背景的干擾，減少了免疫功能的影響，SPF（正常的健康無病模型）可排除疾病或病原的背景性干擾，CL、CV價廉易得、易管理，但應(yīng)考慮微生物對實(shí)驗(yàn)結(jié)

12、果有無影響。第三節(jié) 常見醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中LA的選擇 一.藥效學(xué)研究中的選擇 1. 臨床前藥物代謝動力學(xué)研究 選用成年健康的LA（大、小鼠、兔、狗、豚鼠），首選動物及其性別應(yīng)盡量與藥效學(xué)或毒理學(xué)研究一致。做動力學(xué)參數(shù)測定首選狗、猴，可多次采樣。做藥物分布與排泄實(shí)驗(yàn)首選大鼠。 2.作用于神經(jīng)系統(tǒng)的藥物研究 促智藥（大、小鼠）、鎮(zhèn)靜催眠藥（小鼠）、鎮(zhèn)痛藥（大、小鼠），在熱板法或跖刺激法試驗(yàn)中不用雄性。解熱藥首選家兔，神經(jīng)節(jié)傳導(dǎo)阻滯藥（貓）。 3.作用于心血管系統(tǒng)的藥物研究 降壓藥（狗、貓、大鼠）、降血脂藥（大鼠、家兔），抗血小板聚集、抗凝血藥（雄性大鼠、家兔）。 4. 作用于呼吸系統(tǒng)的藥物研究 鎮(zhèn)咳藥初篩

13、首選小鼠，豚鼠適用于觀察鎮(zhèn)咳作用持續(xù)時間。支氣管擴(kuò)張藥首選豚鼠，祛痰藥一般選用雄性小鼠。 5.作用于消化系統(tǒng)的藥物研究 催吐或止吐藥用狗、貓，而不用兔、豚鼠、大、小鼠（無嘔吐反射）。 6.作用于泌尿系統(tǒng)的藥物研究 利尿/抗利尿藥選用雄性大鼠或狗。7.作用于內(nèi)分泌系統(tǒng)的藥物研究：大鼠。 8. 心血管系統(tǒng)疾病研究 8.1 動脈粥樣硬化癥研究：目前常用大鼠、兔等。 8.2 高血壓研究：常用狗和大鼠（自發(fā)性高血壓大鼠SHR、遺傳性高血壓大鼠GH、易卒中自發(fā)性高血壓大鼠SHRSP、自發(fā)性血栓形成大鼠STR等。 8.3 心肌缺血試驗(yàn)研究：狗、豬、兔、大鼠、貓。（冠狀動脈阻塞實(shí)驗(yàn)） 8.4 心率失常試驗(yàn)研究

14、：豚鼠、狗、豬、猴、兔、大鼠、貓。 9.泌尿和生殖系統(tǒng)疾病研究 糖尿?。捍笫?、兔、狗。高血糖、多尿癥、酮尿癥、胰島素缺乏、高血糖素亢進(jìn)：大鼠 。生殖生理和避孕藥物：兔。 1.0 抗炎與免疫試驗(yàn)研究 裸鼠、SCID小鼠、CBA/N小鼠常用于免疫學(xué)研究；大鼠常用于多發(fā)性關(guān)節(jié)炎與人類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎；豚鼠易于致敏，對組織胺反應(yīng)十分敏感，適于作過敏性實(shí)驗(yàn)研究和平喘藥、抗組織胺藥的篩選；兔常用于制備各種免疫血清的原材料，還適于發(fā)熱、解熱和檢查致熱源、篩選解熱藥的研究。 11.微循環(huán)試驗(yàn)研究 外周微循環(huán)實(shí)驗(yàn)觀察常用小鼠耳廓、兔眼球結(jié)膜等；內(nèi)臟微循環(huán)實(shí)驗(yàn)觀察常用青蛙、大鼠、小鼠、豚鼠、兔、貓、狗的腸系膜、大網(wǎng)膜

15、和腸壁。 12.放射學(xué)實(shí)驗(yàn)研究 大鼠和小鼠造血系統(tǒng)損傷出現(xiàn)早。而不用兔（對放射線太敏感）。 13.休克試驗(yàn)研究 失血性休克（狗或山羊、貓）、感染性休克（應(yīng)注意不同LA對感染的反應(yīng)差異，狗對大腸桿菌內(nèi)毒素很敏感，貓和嚙齒類有較大耐受性）、創(chuàng)傷性休克（大鼠和兔）。 14. 藥物依賴性試驗(yàn) 對于身體依賴性試驗(yàn)，無論是自然戒斷試驗(yàn)、替代試驗(yàn)抑或催促試驗(yàn)，都采用大、小鼠、猴；而誘導(dǎo)試驗(yàn)一般只選用大、小鼠，不用猴。 15. 計劃生育試驗(yàn)研究 篩選口服避孕藥的實(shí)驗(yàn)動物多使用嚙齒類實(shí)驗(yàn)動物，大鼠、小鼠等，因?yàn)樗鼈兙哂幸?guī)律的動情周期，排卵有明顯的指標(biāo)，易于檢測，價格便宜。常選用成年雄性大白鼠，如觀察藥物對生育率

16、的影響，精子數(shù)的影響，精子活動力的影響以及對雄性激素的影響。 16.老年病研究中實(shí)驗(yàn)動物的選擇 用于老年醫(yī)學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)動物有小鼠、大鼠、豚鼠、兔、狗、豬、猴等，其中使用大鼠使用最多。二.一般藥理研究：大、小鼠、貓、狗。第四節(jié) 藥物安全性評價試驗(yàn)中LA的選擇 藥物安全性評價的內(nèi)容是多方面的，包括急性毒性、長期毒性、生殖毒性、致突變、致癌、刺激過敏及一般藥理。 1.急性毒性試驗(yàn) 通常是觀察一次供給藥后所產(chǎn)生的急性毒性反應(yīng)和死亡情況，可發(fā)現(xiàn)該藥的可能靶器官及其特異性作用。 藥物的半數(shù)致死量LD50測定常選用小鼠和大鼠，而且常用封閉群動物，如KM小鼠、Swiss小鼠、Wistar、SD 大鼠等。 若藥

17、物毒性很小，則進(jìn)行最大耐受劑量試驗(yàn)。 2.長期毒性試驗(yàn) 是觀察連續(xù)給予受試物后，由于藥物蓄積而對機(jī)體產(chǎn)生的毒性反應(yīng)及其嚴(yán)重程度，提供毒性反應(yīng)的靶器官及其損害是否可逆等信息，確定無毒反應(yīng)的劑量，為擬定人用安全劑量提供參考。 長期毒性試驗(yàn)常需兩種以上的動物，才能比較正確地預(yù)示受試物在臨床上的毒性反應(yīng)，常用的一種是嚙齒類大鼠，另一種是非嚙齒類比格犬或非洲狒狒。 3.生殖毒性試驗(yàn) 分為一般生殖毒性試驗(yàn)、致畸敏感期毒性試驗(yàn)、圍產(chǎn)期毒性試驗(yàn)等三個階段。 在生殖毒性試驗(yàn)時，至少應(yīng)用兩種以上的動物。嚙齒類可用小鼠、大鼠、倉鼠等，非嚙齒類可用家兔、犬、雪貂或非人靈長類。 4 .致突變及致癌試驗(yàn) 長期致癌試驗(yàn)（23年）對環(huán)境要求很高，必須在嚴(yán)格的SPF環(huán)境條件下進(jìn)行。常用F344大鼠及Swiss小鼠，長期致癌試驗(yàn)必須排除一切其他的致癌因素，必須提供5