動物試驗前的準(zhǔn)備和動物試驗質(zhì)量監(jiān)控

試驗動物的選擇原則和應(yīng)用上海中醫(yī)藥高校試驗動物中心中國生物醫(yī)藥技術(shù)服務(wù)中心湯家銘初次準(zhǔn)備做動物試驗的困惑動物種類、品種、品系？動物性別？動物年齡？動物數(shù)量？動物的健康及生理狀態(tài)？動物的價格？動物的飼養(yǎng)成本？動物能否簡潔得到？動物試驗技術(shù)？試驗動物選擇的原則是從哪里來的？不是憑空想象出來的，而是從長期的科學(xué)探討實踐中逐步積累獲得的┄┄須要查閱文獻(xiàn)，了解前人所做的工作用什么動物做試驗是多種因素綜合、權(quán)衡的結(jié)果，原則并不是僵死的┄┄細(xì)致考慮動物試驗所要達(dá)到的目的、現(xiàn)行的試驗條件、技術(shù)及預(yù)算能否滿足要求試驗動物選擇的原則要遵循動物試驗“3R”原則試驗動物的選擇原則一、依據(jù)與人的相像性選擇動物（一）選用在整體上與人在結(jié)構(gòu)、功能、及進(jìn)化程度相像的試驗動物靈長類病原微生物的感染譜獼猴的生殖生理動物種類與人相似性強(qiáng)中弱-無合計猴1215431犬5121431大鼠1131731猴、犬、大鼠與人在藥物代謝方面的相像性（二）選用在某些系統(tǒng)、器官的結(jié)構(gòu)、功能與人相像的試驗動物犬的血液循環(huán)、神經(jīng)系統(tǒng)豬的皮膚結(jié)構(gòu)、心血管系統(tǒng)蛙的反射弧試驗小鼠的基因功能（三）群體分布相像性以群體為對象的探討課題，要選擇群體基因型、表現(xiàn)型分布與人相像的試驗動物。如作藥物篩選和毒性試驗時，除了應(yīng)考慮人類與試驗動物群體在代謝類型上的差異外，通常以封閉群模擬自然群體基因型。（四）疾病特點(diǎn)的相像性同一種病因/病原對不同動物（包括人）的致病作用各不相同，有的差異很大，而有的卻特殊相像。要找尋與人類有關(guān)疾病相像或接近的自發(fā)或誘發(fā)性疾病動物模型，選擇合適的疾病動物模型進(jìn)行試驗探討。（五）與人的器官臟器大小形態(tài)的相像性為臨床操作打基礎(chǔ)的動物試驗，應(yīng)選用與臨床操作較接近的動物。如心臟移植試驗、練習(xí)手術(shù)操作的動物試驗，可選擇豬作材料，因為豬心臟的形態(tài)大小與人很接近。綿羊每胎1-2個胎兒，體重與人胎兒相像，適合做圍產(chǎn)期胎兒手術(shù)等試驗。二、依據(jù)解剖和生理學(xué)特點(diǎn)選用試驗動物（一）解剖特點(diǎn)兔的胸腔結(jié)構(gòu)兔的減壓神經(jīng)犬和兔的甲狀旁腺大鼠無膽囊（二）生理特點(diǎn)犬的紅綠色盲兔對致熱原特殊敏感犬和貓對嘔吐反應(yīng)敏感豚鼠易于致敏致敏比較：豚鼠>兔>犬>小鼠>貓>青蛙豚鼠對維生素C缺乏敏感家兔對射線特殊敏感三、選用標(biāo)準(zhǔn)化合格的試驗動物野生動物：不易獲得年齡、體重一樣的一批動物遺傳背景不清健康狀況有差異機(jī)體反應(yīng)性不一樣標(biāo)準(zhǔn)化試驗動物解除細(xì)菌、病毒、寄生蟲和潛在疾病的影響解除環(huán)境因素的影響削減試驗誤差，提高結(jié)果的科學(xué)性和正確性能得到國際上的承認(rèn)試驗動物學(xué)的核心內(nèi)容之一是試驗動物的標(biāo)準(zhǔn)化，它包括試驗動物的遺傳學(xué)限制標(biāo)準(zhǔn)、微生物學(xué)和寄生蟲學(xué)限制標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)施環(huán)境限制標(biāo)準(zhǔn)飼料養(yǎng)分限制標(biāo)準(zhǔn)。試驗動物標(biāo)準(zhǔn)化的意義在于在符合標(biāo)準(zhǔn)化的試驗動物及其環(huán)境條件下，所做的動物試驗無論在時間的先后上，還是在世界的不同試驗室里，其試驗結(jié)果應(yīng)當(dāng)具有可重復(fù)性和可對比性。四、選擇封閉群還是近交系封閉群動物的個體具有雜合性，其群體遺傳特性及反應(yīng)性可保持相對穩(wěn)定。雖然群體對刺激的反應(yīng)性有差異，在重復(fù)性和一樣性上相對不如近交系好，但是在動物試驗中比較接近自然種屬的反應(yīng)特點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于教學(xué)、預(yù)試驗、一般試驗及藥物篩選和毒理平安試驗等。近交系動物由于遺傳背景清晰，具有相同的基因型，表現(xiàn)型也一樣，所以其對試驗刺激反應(yīng)也是一樣的，試驗結(jié)果正確、牢靠，試驗重復(fù)性好，因而廣泛應(yīng)用于遺傳學(xué)、腫瘤學(xué)和免疫學(xué)探討上。封閉群：品系內(nèi)大部分等位基因處于雜合狀態(tài)，其群體基因組成占種群基因庫的一部分。近交系：品系內(nèi)幾乎全部等位基因處于純合狀態(tài)，其群體基因組成完全一樣，占種群基因庫的一小部分。近交系和封閉群動物遺傳組成的比較同一近交系小鼠的不同個體間的等位基因都是純合的同一封閉群的不同個體間的等位基因大都處在雜合狀態(tài)，但群體的基因頻率保持相對穩(wěn)定，接近種屬的自然狀態(tài)五、動物近交品系的選擇不同品系代表試驗動物的不同遺傳基因型，因而具有不同的生物學(xué)特性，對同一刺激的反應(yīng)差異很大，在選擇時必需留意。探討發(fā)覺，從大多數(shù)白化試驗動物取得的數(shù)據(jù)，在推及人類時更接近于白人，而與有色人種的差異較大。C57BL小鼠對腎上腺皮質(zhì)激素的敏感性比DBA及BALB/C小鼠高12倍。DBA小鼠對音響刺激特殊敏感，聞電鈴聲后可出現(xiàn)特殊的發(fā)作性痙攣，甚至死亡，而C57BL小鼠卻根本不會出現(xiàn)這種反應(yīng)。DBA/2及C3H小鼠對同一病毒（Newcastle病毒）的反應(yīng)和DBA/1小鼠完全不同，前者引起肺炎而后者引起腦炎。A系小鼠的促性腺激素含量比DBA小鼠低1.5倍。A系小鼠肝臟的β葡萄糖酸活性只有C3H小鼠的十幾分之一。A、C3H、津白Ⅱ等品系小鼠易致癌，C57、C58、津白Ⅰ等品系不易致癌，AKR、DBA/2、L615等品系易致白血病。C3H雌鼠乳腺癌自發(fā)率達(dá)90%，AKR小鼠白血病自發(fā)率達(dá)65%。C57BL/6J、Balb/c等為低發(fā)乳腺癌品系，而C3H乳腺癌發(fā)病率高達(dá)97%。用激素超排卵，C57BL屬高排卵品系，而Balb/c屬低排卵品系。實驗動物種類最長壽命（年）平均壽命（年）猩猩狒狒猴犬貓家兔豚鼠大鼠小鼠豬山羊372430203015753271820151010128532169常用試驗動物的壽命六、動物年齡、體重的選擇與人性成熟期相對應(yīng)的動物年齡應(yīng)依據(jù)試驗?zāi)康膩磉x擇適齡動物一般試驗接受生長發(fā)育期的成年動物成年試驗動物體重一般為：小鼠：18-22g，大鼠：180-220g，豚鼠：350-650g，兔：2-3kg，貓：1.5-2.5kg，犬：6-15kg長期試驗選用幼齡動物小鼠：15-18g，大鼠：80-100g，豚鼠：150-200g，兔：1.5-1.8kg，貓：1.0-1.5kg，犬：6-8kg。老齡動物除了用作老年醫(yī)學(xué)探討外，其他學(xué)科很少應(yīng)用性成熟前后生長發(fā)育最快，而體成熟后生長發(fā)育趨緩。因此用性成熟前后動物做試驗，照試驗因素對動物生長發(fā)育有影響，就能很快反映出來。ICR小鼠SD大鼠留意：依據(jù)年齡推斷體重或依據(jù)體重推斷年齡要留意品種品系的不同同批動物的年齡、體重盡可能一樣，相差不應(yīng)超過10%。在選擇動物時，必需了解所選動物的壽命、懷孕期、哺乳期等一些指標(biāo)，這些指標(biāo)對保證探討工作的順當(dāng)進(jìn)行及試驗結(jié)果的分析是特殊有用的。七、動物性別的選擇動物敏感性比較藥物小鼠雄>雌乙醇、氨基比林、氨基喋啶、氯仿、麥角固醇、煙堿大鼠雄>雌腎上腺素、麥角、野白合堿、哇巴因、

雄<雌巴比妥類、印防已毒素、乙基硫氨酸、固醇類激素兔雄<雌苯芘比貓雄<雌二硝基苯酚犬雄>雌地高辛在試驗探討中如無特殊要求，一般宜選用雌雄各半，以避開由性別差異造成的誤差。八、每個試驗組動物的最少數(shù)量的確定每個試驗組動物的數(shù)量反映了該組試驗刺激的重復(fù)數(shù)。重復(fù)的主要作用是降低試驗誤差和增加代表性，提高試驗結(jié)果的精確度，保證明驗結(jié)果能在同一個體或不同個體中穩(wěn)定地重復(fù)出來。樣本數(shù)過少，試驗處理效應(yīng)不能充分顯示，數(shù)據(jù)統(tǒng)計較為困難；樣本數(shù)過多，又會增加成本和實際工作中的困難。因此在進(jìn)行試驗前必需確定最少的樣本例數(shù)。最少的樣本例數(shù)可按一般估測方法確定，也可通過統(tǒng)計學(xué)方法進(jìn)行測算確定。小動物一般單性別每組數(shù)量為10只大動物一般單性別每組數(shù)量為3只試驗數(shù)據(jù)的采集每組數(shù)量可多一些，形態(tài)學(xué)視察每組數(shù)量可少一些九、生理狀態(tài)與健康狀況動物的特殊生理狀態(tài)如懷孕、哺乳等對試驗結(jié)果影響很大。如非特地探討妊娠、哺乳等試驗，應(yīng)去除特殊生理狀態(tài)的動物，以削減結(jié)果的個體差異。健康動物對刺激的耐受性較患病動物高。健康動物一般發(fā)育正常、體型豐滿、被毛濃密有光澤且緊貼身體、眼睛光明活潑、行動快速、反應(yīng)靈敏、食欲良好。外購的試驗動物，應(yīng)視察檢疫1周以上，證明其身體健康后才起先試驗。饑餓、衰竭、寒冷、燥熱狀況下，動物試驗結(jié)果不穩(wěn)定。應(yīng)加強(qiáng)飼養(yǎng)管理，限制環(huán)境條件。十、動物的易獲得性及動物成本、飼養(yǎng)成本依據(jù)科研經(jīng)費(fèi)的預(yù)算，在宏觀上估計不會影響試驗結(jié)果的前提下，選擇最易獲得、最經(jīng)濟(jì)、最易飼養(yǎng)管理的試驗動物進(jìn)行試驗探討。開題前應(yīng)做好調(diào)查，以免在準(zhǔn)備實施支配時，才發(fā)覺無法獲得所需試驗動物，而特殊尷尬。應(yīng)當(dāng)留意的是，科研中試驗動物的選擇是上述選擇原則和科研經(jīng)費(fèi)預(yù)算、并結(jié)合自己試驗室硬件和軟件條件綜合考慮、權(quán)衡利弊的結(jié)果，并應(yīng)充分預(yù)料選擇的試驗動物對試驗結(jié)果的影響。其次節(jié)部分學(xué)科試驗動物的選擇和應(yīng)用一、藥理學(xué)探討藥理學(xué)包括藥效學(xué)、一般藥理學(xué)和藥物代謝動力學(xué)等，除了小部分藥效學(xué)探討可用離體動物試驗外，一般藥理學(xué)和藥物代謝動力學(xué)探討離不開整體動物試驗探討。大部分藥效學(xué)探討要運(yùn)用動物模型選擇何種動物，應(yīng)參考上述的試驗動物選擇原則和試驗的具體要求進(jìn)行，如對動物進(jìn)行長時間多次采樣，則用小動物是不合適的。為了視察不同種屬動物對藥物的反應(yīng)性，最好同時選用兩種以上動物。二、藥物平安性評價藥物平安性評價是新藥在上市前所必需做的一項探討，用以了解藥物對各系統(tǒng)、器官臟器的毒性作用急性毒性試驗長期毒性試驗皮膚給藥毒性試驗皮膚給藥急性毒性試驗皮膚給藥長期毒性試驗皮膚刺激試驗皮膚過敏試驗遺傳毒性試驗生殖毒性試驗致癌試驗毒代動力學(xué)試驗（一）急性毒性試驗急性毒性試驗是通過單次或短時間內(nèi)多次給藥，了解動物所產(chǎn)生的毒性反應(yīng)極其嚴(yán)峻程度，為臨床平安用藥及監(jiān)測供應(yīng)參考。急性毒性試驗一般用嚙齒類小鼠。但是申報一類新藥至少必需用兩種動物，除了嚙齒類動物外，非嚙齒類最好用比格犬。小鼠一般選用昆明種、ICR或NIH等封閉群，雌雄各半，體重18~22g（約4~5周齡），同批動物體重相差不超過4g。犬用成年犬，體重8~10kg。（二）長期毒性試驗長期毒性試驗是通過連續(xù)反復(fù)多次給藥，視察動物出現(xiàn)的毒性反應(yīng)，劑量與毒性的關(guān)系，主要靶器官是什么，毒性反應(yīng)的性質(zhì)和程度以及毒性反應(yīng)是否可逆等。長期毒性試驗要求用兩種動物。嚙齒類首選大鼠；非嚙齒類動物當(dāng)供試品為化學(xué)品時首選比格犬，當(dāng)供試品為生物藥品時，要用獼猴。大鼠可選用SD或Wistar大鼠，體重要求180~220g（約6~8周齡），體重差異應(yīng)不超過平均體重的20%。試驗周期在3個月以上，可選用120~160g（約5~6周齡）。每組雌雄各半。比格犬一般用6~12月齡，試驗前適應(yīng)視察2周，必要時須要接種疫苗和驅(qū)除腸蟲。獼猴接受成年猴，3-5歲（3.5-6.5kg），試驗前適應(yīng)視察1個月，必要時須要接種疫苗和驅(qū)除腸蟲。一般設(shè)定3個劑量組。低劑量組目的是找尋動物平安劑量范圍，為臨床劑量設(shè)計作參考。此劑量下應(yīng)不出現(xiàn)毒性反應(yīng)。中劑量組應(yīng)使動物產(chǎn)生略微的或中度的毒性反應(yīng)。高劑量組目的是為找尋毒性靶器官、毒性反應(yīng)癥狀及搶救措施供應(yīng)依據(jù)，也為臨床毒性及不良反應(yīng)監(jiān)測供應(yīng)參考，應(yīng)使動物產(chǎn)生明顯的或嚴(yán)峻的毒性反應(yīng)，或個別動物死亡。（三）皮膚給藥毒性試驗皮膚給藥毒性試驗包括皮膚給藥急性試驗、長期毒性試驗、皮膚刺激試驗、皮膚過敏試驗。接受的試驗動物為兔、豚鼠和大鼠，首選兔。體重要求兔2kg左右、豚鼠300g，大鼠200g，雌雄各半。給藥前24小時將動物背部脊柱兩側(cè)被毛脫去，脫毛范圍約相當(dāng)于體表面積的10%，兔約150cm2，豚鼠、大鼠約40cm2左右。一般一側(cè)脫毛區(qū)為給藥區(qū)，一側(cè)脫毛區(qū)為賦形劑區(qū)。三、免疫學(xué)探討（一）免疫學(xué)探討在抗感染免疫、免疫生物學(xué)探討中應(yīng)用最廣的是Balb/c小鼠和各種免疫缺陷動物在自身免疫性疾病和系統(tǒng)性紅斑狼瘡的探討中，應(yīng)用最廣的是新西蘭黑（NZB）以及新西蘭黑和新西蘭白的雜交F1代（NZB×NZWF1）小鼠動物模型。在變態(tài)反應(yīng)探討中，豚鼠應(yīng)用得比較多。在移植免疫探討中，移植的異體組織之所以被排斥，是因為受者的免疫系統(tǒng)對供者的組織發(fā)生了免疫反應(yīng)的結(jié)果。引起這種免疫反應(yīng)的抗原稱為移植抗原或組織相容性抗原。在小鼠，這一抗原系統(tǒng)稱為H-2抗原系統(tǒng)，已經(jīng)探討得很透徹。不同近交品系小鼠有不同的H-2型，二個相同H-2型品系小鼠間移植，可不發(fā)生排斥反應(yīng)。（二）免疫學(xué)應(yīng)用1．單克隆抗體的制備2．免疫血清的制備3．供應(yīng)補(bǔ)體四、試驗?zāi)[瘤學(xué)探討（一）自發(fā)性腫瘤模型在自發(fā)性腫瘤動物模型中，利用小鼠生長快、生命周期短、近交品系多、自發(fā)性腫瘤與人類腫瘤發(fā)病相像等特點(diǎn)，可以選用具有不同的遺傳性狀特點(diǎn)的近交系動物進(jìn)行腫瘤遺傳學(xué)和腫瘤病因?qū)W探討。缺點(diǎn):不易同時獲得大批病程相像的自發(fā)性腫瘤動物，又因這種腫瘤生長較慢，試驗周期相對較長，所以一般很少用于篩藥。（二）

誘發(fā)性腫瘤模型用化學(xué)致癌物、射線或病毒均可在各類動物中誘發(fā)不同類型的腫瘤。如用強(qiáng)化學(xué)致癌物二甲基苯蒽（DMBA）和甲基膽蒽可誘發(fā)乳癌，二苯芐芘誘發(fā)纖維肉瘤，二乙基硝胺（DEN）誘發(fā)大鼠肝癌，黃曲霉素誘發(fā)大鼠肝癌等。在運(yùn)用化學(xué)劑致癌時，要留意各類化學(xué)致癌劑對動物致癌的特點(diǎn)芳香胺及偶氮染料：長期反復(fù)亞硝胺類：小劑量一次給藥黃曲霉毒素：已知致癌劑中最強(qiáng)的一種（一）移植腫瘤模型移植腫瘤模型主要利用裸小鼠、裸大鼠及Scid小鼠。將人體腫瘤移植于免疫缺陷動物因能保持其生物學(xué)特性，用于探討人體腫瘤對藥物的敏感性。常用的人癌組織移植的途徑皮下移植、腹腔移植、原位移植腎囊膜下移植五、遺傳學(xué)探討在遺傳學(xué)上用來探討闡明正常遺傳及遺傳性疾病機(jī)理的動物稱為模式動物。由于進(jìn)化的緣由，生命在發(fā)育過程中的基本模式具有相當(dāng)?shù)耐恍?，利用位于生物困難性階梯較低級位置上的物種來探討發(fā)育共通規(guī)律是可能的