實(shí)驗(yàn)動物標(biāo)準(zhǔn)化

第二講實(shí)驗(yàn)動物標(biāo)準(zhǔn)化主講教師：白靜第一節(jié)實(shí)驗(yàn)動物標(biāo)準(zhǔn)化的研究內(nèi)容一、實(shí)驗(yàn)動物遺傳質(zhì)量的控制二、實(shí)驗(yàn)動物微生物學(xué)的控制三、實(shí)驗(yàn)動物環(huán)境的控制四、實(shí)驗(yàn)動物營養(yǎng)的控制按工作程序?qū)嶒?yàn)動物標(biāo)準(zhǔn)化劃分為：實(shí)驗(yàn)動物生產(chǎn)條件標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化動物實(shí)驗(yàn)條件標(biāo)準(zhǔn)化

實(shí)驗(yàn)動物質(zhì)量往往成為制約性要素，影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量和水平使用標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)動物并在標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是保證醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究質(zhì)量的重要條件實(shí)驗(yàn)動物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化遺傳學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化微生物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化

實(shí)驗(yàn)動物按遺傳學(xué)控制標(biāo)準(zhǔn)即基因的純合程度，實(shí)驗(yàn)動物分為:InbredstrainChimaera〔同源突變系〕Recombinant〔重組近交系〕Outbredstock:Mutantstock〔突變株〕HybridstrainF1Hybrid〔雜交一代〕;F2Hybrid〔雜交二代〕;〔近交系〕〔遠(yuǎn)交群〕〔雜交群〕1、近交系(1nbredStrain)是屬于遺傳上到達(dá)高度一致的動物群。它是采用連續(xù)20代以上兄妹交配(B×S，brother-sistermating)或親子交配(P×O，Parent—offspringmating)培育而成。品系內(nèi)所有個(gè)體都可以追溯到起源于第20代或以后代數(shù)的一對共同祖先，品系內(nèi)個(gè)體差異趨于零。在理論上其基因純合程度可達(dá)98.6％-99.8％C57BL近交程度：近交系數(shù)

coefficientofinbreeding

根據(jù)近親交配的世代數(shù)，將基因的純化程度用百分比來表示。血緣系數(shù)coefficientofrelationship

群體中個(gè)體之間的基因組成的相似程度用數(shù)值來表示。DBA/2J理論上，隨著同胞交配或親子交配世代數(shù)的增加，近交系數(shù)上升，到20代時(shí)，近交系數(shù)可達(dá)98.6％，雜合基因僅剩1.4％。同卵孿生子之間的基因組成完全相同時(shí)，血緣系數(shù)為100％，子代從雙親中獲得基因各一半，親子之間的血緣系數(shù)為50％。隨著近交代數(shù)增加，血緣系數(shù)相應(yīng)不斷升高，到第20代時(shí)血緣系數(shù)可以到達(dá)99.6%。BALB/c

BALB/c、C57BL/6、DBA/2近交系小鼠〖名

稱〗：DBA/2J

〖簡

介〗：1909年C.C.Little用小鼠作毛色基因研究時(shí)培育而來。最初命名為drb，后來改名為dba，繼而改為DBA。1929～30年從這小鼠中別離出DBA/1和DBA/2，1948年到美國JacksonLab.，成為DBA/2J亞系。

DBA/2J常用近交系小鼠1.A系：1921年培育，白色。亞系有：A/He，A/J，A/WySND等2.AKR系：1928年培育，白色。亞系有：AKR/A、/J、/N等(白血病)3.BALB/c系：1932年，白色。亞系有：BALB/ccd、/cJ、/cAnN等〔肺炎〕4.CBA系：1920年培育，野生色.亞系有：CBA/Br./Ca./J./st./H等(免疫耐受)5.C3H系：同4,1921年培育，白色。亞系有：C3H/Bi,/He,/HeJ,/St,/Sf等6.C57BL/6:1921年培育，黑色。亞系有：C57BL/6J,/6N等(抗癌系)7.DBA系:1929年培育，淡巧克力色。亞系有:DBA/1,/1J，DBA/2,/2J等(TB)8.NZB系:1948年培育，黑色。亞系有：NZBfC3H/Hehac,(自身免疫溶血性貧血)9.SJL/N系:1955年培育，有類霍奇金病的多形細(xì)胞性網(wǎng)織細(xì)胞肉瘤,抗照射10.AFB系:我國1958年從蘇聯(lián)引進(jìn),有白細(xì)胞增多癥11.C3HA系:1943年用C3H+A系雜交而成,野灰色,自發(fā)乳腺癌\肺腺癌12.中國1號(C-1)：1955由KM小鼠培育,白色,腫瘤自發(fā)率低。津白1號(TA1)：1956年由KM小鼠培育,白色,腫瘤自發(fā)率低。津白2號(TA2)：1963年由KM小鼠培育,白色,高乳腺癌。615:1961年KM小白鼠+C57BL培育,深褐色,白血病迄今為止，已被公認(rèn)的小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠、兔等近交系都是經(jīng)過長期高度的近親交配和逐代反復(fù)嚴(yán)格選擇、淘汰而培育的〔純系小鼠2500多種，大鼠近200種，豚鼠15種，地鼠38種及新西蘭白兔20種〕

但雞、鵪鶉、豬、犬、貓等假設(shè)進(jìn)行高度近親交配，其繁殖力很快下降，假設(shè)按其它動物的要求到達(dá)20代以上的近交程度是很困難的，因此，有人主張，雞等動物的近交系數(shù)到達(dá)80％，即可認(rèn)為是近交系(1)近交系的特征a、純合性和一致性

純合性指的所有動物的基因位點(diǎn)都應(yīng)是純合的。一致性指的是任何可遺傳的體征都完全一致。例如：血型和組織型，體重、毛色，至今仍與原品系極相似。b、遺傳同源穩(wěn)定性(isogenicity)

近交系動物中各品系的遺傳特性可世代相傳。如DBA系已維持了70多年，C57BL系已維持了60多年。c、不同近交系各具特點(diǎn)(individuality)如有致癌品系〔C3HA〕、抗癌品系〔C57〕、致白血病品系〔L615〕等。d、國際上分布廣泛(extensity)便于國內(nèi)和國際間學(xué)術(shù)交流和實(shí)驗(yàn)重復(fù)。e、背景資料和數(shù)據(jù)較完整可查(accessibility)

每個(gè)品系均有其詳細(xì)的遺傳學(xué)資料和歷史資料可查，便于研究者查閱和選擇應(yīng)用。封閉群closedcolony(遠(yuǎn)交系outbredstock)

以非近親配種方式進(jìn)行繁殖生產(chǎn)的一個(gè)種群，在不從外部引入新血緣條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上稱為一個(gè)封閉群。也指一個(gè)動物種群在5年以上未從外部引進(jìn)其它任何新血緣品系，是由同一血緣品系進(jìn)行隨意交配，并在固定場所保存繁殖的動物群。常用的封閉群動物：小鼠有KM、ICR、NIH、等，大鼠有SD、Wistar等豚鼠主要有英國頓金哈德萊短毛種等，家兔有日本大耳白兔、新西蘭白兔、青紫藍(lán)兔、中國白兔等。昆明小鼠(KM)起源：1926年美國Rockefeller研究所從2雄7雌白化小鼠隨機(jī)交配后，分送各國稱Swiss小鼠。1946年我國從印度Haffkine研究所引進(jìn)在昆明飼養(yǎng)。1952年將小鼠從昆明運(yùn)到北京生物制品研究所。以后又分送上海、蘭州、長春等地，我國全國各地幾乎都是這批小鼠的后代。經(jīng)各地區(qū)長期飼育繁殖，遺傳特性略有差異，形成各自不同的封閉群?，F(xiàn)在我國的昆明種大局部為封閉群，但也有此鼠進(jìn)行純化成功，如津白一號、津白二號、中國一號、昆明近交系(Km)等。

品種特征：在毛色和毛色基因上有白化，aa、bb、cc。昆明小鼠是我國特有的封閉群小鼠，具有獨(dú)特的遺傳學(xué)性狀，有別于NIH等國際知名的封閉群，被廣泛應(yīng)用于藥理學(xué)、毒理學(xué)等方面的實(shí)驗(yàn)，使用量大。在生育過的老齡雌鼠中，常有自發(fā)性乳腺癌。該鼠適應(yīng)性強(qiáng)，繁殖力高，受孕率在98％以上，產(chǎn)仔平均為9只以上，已廣泛用于各種藥物毒性、篩選性實(shí)驗(yàn)，生物效應(yīng)測定和藥物效價(jià)比較等實(shí)驗(yàn)，也適用于一般的小鼠動物移植瘤的實(shí)驗(yàn)。

NIH小鼠

起源于美國國立衛(wèi)生研究所培育。1980年引入北京生物制品研究所。品種特征：毛色白化。適應(yīng)性強(qiáng)，繁殖力較強(qiáng)，體格健壯，容易飼養(yǎng)繁殖，2月齡時(shí)體重與昆明種相似，免疫反響敏感性比昆明小鼠強(qiáng)，因此，是國際上廣泛通用的實(shí)驗(yàn)動物，已選為某些生物制品檢定實(shí)驗(yàn)的法規(guī)動物。特點(diǎn)：1〕保持一定的雜合性2〕保持相對穩(wěn)定的遺傳特征3〕個(gè)體差異的大小取決于祖代4〕繁殖力、抗病力強(qiáng)、生產(chǎn)本錢低5〕群體中存在有模型價(jià)值的突變基因用途：廣泛應(yīng)用于預(yù)試驗(yàn)、學(xué)生教學(xué)和一般實(shí)驗(yàn)中。也適宜做藥物效果篩選等實(shí)驗(yàn)。2.1突變系〔mutantstrain〕是指正常染色體的基因發(fā)生了變異的，形成具有各種遺傳缺陷的動物。突變系動物是通過自然突變和人工定向突變的方法形成的。生物在長期的繁殖過程中，子代突然發(fā)生變異，其變異的遺傳基因等位點(diǎn)可以遺傳下去，或即使沒有明確的遺傳基因等位點(diǎn)，但經(jīng)人工淘汰和選拔后，能維持穩(wěn)定的遺傳性狀，從而形成突變品系動物。突變系動物由于其獨(dú)特的模型性狀，可供某項(xiàng)特殊研究之用，這就成為很有科學(xué)價(jià)值的模型動物。本世紀(jì)最先而且最廣泛突破的是培養(yǎng)了多種腫瘤的模型動物，為研究人類腫瘤的科學(xué)工作者提供了極為方便而有效的研究手段。典型的如裸鼠〔先天免疫缺陷動物〕。人耳生長在裸鼠背部裸鼠長“人耳〞2001年2月26日，在北京展覽館“國家863科技成果展〞上一只長“人耳〞的老鼠正與公眾見面。'裸鼠'由上海組織工程研究與開發(fā)中心成功培育，"體外再生耳廓形狀軟骨"(俗稱"體外再生耳朵")意味著"耳朵"不僅可以大規(guī)模生產(chǎn)，也可直接移植到病人身上。其它疾病也是這樣，有的突變品系動物與人的疾病一樣或相似，那么更是最好的動物模型。如肥胖鼠，它與人類有相似的肥胖病和糖尿病，肌肉萎縮癥小鼠、自身免疫小鼠等那么與人類的相應(yīng)疾病類似。3、雜交群(hybrids)是兩個(gè)近交品系動物間有方案進(jìn)行交配獲得的第一代動物，亦稱雜交一代，簡稱Fl動物。F1動物具有基因型相同，個(gè)體相同，表現(xiàn)型變異低，適應(yīng)性強(qiáng)，反響敏感及分布廣等特點(diǎn)，并具有雙親共有的遺傳特性。目前廣泛用于各種實(shí)驗(yàn)，國際上已普遍應(yīng)用。二實(shí)驗(yàn)動物微生物控制程度分類實(shí)驗(yàn)動物所處的周圍環(huán)境，包括實(shí)驗(yàn)動物本身，體內(nèi)體表都寄生著大量的種類繁多的微生物和寄生蟲。標(biāo)準(zhǔn)合格的實(shí)驗(yàn)動物，對攜帶的微生物必須實(shí)行控制，以確?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)不受干擾，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果增加可比性、可重復(fù)性和科學(xué)性。目前，通過對實(shí)驗(yàn)動物進(jìn)行微生物控制、檢疫、消毒和剖腹產(chǎn)凈化等措施，按照對微生物凈化的程度，把實(shí)驗(yàn)動物劃分:二實(shí)驗(yàn)動物微生物控制程度分類Conventionalanimal〔根底動物〕，CVCleananimal〔清潔動物〕，CLSpecificpathogenfree〔無特定病原體動物〕，SPFGermfreeanimal〔無菌動物〕，GFGnotobioticanimal(悉生動物)，GN〔一〕CV〔根底動物〕定義

種類及要求

飼養(yǎng)管理

應(yīng)用

1.CV定義要求不攜帶所規(guī)定的人畜共患病病原和動物烈性傳染病病原,以及人畜共患寄生蟲特點(diǎn)：是微生物和寄生蟲控制級別最低的實(shí)驗(yàn)動物;與CL相比，排除的微生物較少，外表上健康無病，很可能有隱性感染的病原體存在；2.種類及要求常見的普通級動物有豚鼠、地鼠、兔、犬和猴。2001年版實(shí)驗(yàn)動物國家標(biāo)準(zhǔn)取消了普通級小鼠和大鼠等級標(biāo)準(zhǔn)，不再設(shè)普通級小鼠和大鼠等級。按標(biāo)準(zhǔn)，普通級動物應(yīng)排除的病毒、細(xì)菌、體外寄生蟲的種類見附表。3、飼養(yǎng)管理普通級動物飼養(yǎng)在開放系統(tǒng)中，對溫度、濕度、換氣次數(shù)、落下菌數(shù)、氨濃度、噪聲和照明等實(shí)行控制，飼養(yǎng)管理上采取一定的防護(hù)措施，預(yù)防人獸共患病和動物烈性傳染病的發(fā)生。

4、應(yīng)用

普通級動物作實(shí)驗(yàn)時(shí)，刺激因素可能誘發(fā)隱性或潛伏感染的動物發(fā)生顯性感染，并出現(xiàn)組織器官的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、生理生化、血液與免疫學(xué)改變，將不同程度的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，該等級動物僅供教學(xué)和科研預(yù)實(shí)驗(yàn)使用。(二)、CL〔清潔動物〕定義

種類及要求

飼養(yǎng)管理

應(yīng)用

1.定義

除普通動物應(yīng)排除的病原和寄生蟲外，不攜帶對動物危害大和對科研干擾大的病原和寄生蟲。如小鼠肝炎病毒、仙臺病毒等。特征：體內(nèi)可以有一些微生物存在，但不具有傳染性，不能有隱性感染，屬于健康動物。應(yīng)用廣泛，培育容易，本錢較低。用于一般教學(xué)和科學(xué)研究。2.來源、種類及要求

來源于SPF或無菌剖腹產(chǎn)動物，常見的CL有小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠和兔。2001年版實(shí)驗(yàn)動物國家標(biāo)準(zhǔn)不設(shè)清潔級犬、猴標(biāo)準(zhǔn)，清潔動物應(yīng)排除的病毒、細(xì)菌、體外寄生蟲種類見表。例如要求清潔大鼠必須排除5種細(xì)菌、2種病毒、3類〔種〕寄生蟲；清潔小鼠必須排除4種細(xì)菌、3種病毒、3類〔種〕寄生蟲。3.飼養(yǎng)環(huán)境的要求

飼養(yǎng)在溫度、濕度相對恒定的半屏障環(huán)境中，該環(huán)境嚴(yán)格控制人員、物品和環(huán)境空氣的進(jìn)出；所使用的籠器具、器械、墊料等一切用具及飼料、飲用水都需經(jīng)過消毒滅菌處理；進(jìn)出動物室的人員必須遵守屏障環(huán)境動物室的操作標(biāo)準(zhǔn)，要淋浴、穿滅菌衣、戴滅菌手套和口罩等。4.應(yīng)用要求排除的微生物和寄生蟲多于普通級動物，在實(shí)驗(yàn)中受動物疾病的干擾較少，其敏感性和重復(fù)性也較好，比SPF動物容易到達(dá)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。目前，清潔動物在我國已廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和其他用途。(三)、SPF〔無特定病原體動物〕定義

種類及要求

飼養(yǎng)管理

應(yīng)用

1.定義

除清潔動物應(yīng)排除的病原和寄生蟲外，不攜帶主要潛在感染或條件致病和對科學(xué)實(shí)驗(yàn)干擾大的病原和寄生蟲。如銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌等。2.SPF標(biāo)準(zhǔn)不同的國家有不同標(biāo)準(zhǔn)沒有某種病原體，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的動物；必須將所有常見的病原體，不管是否影響實(shí)驗(yàn)全部要求排除；要求排除對實(shí)驗(yàn)動物可能有危害的病原體，要求排除對實(shí)驗(yàn)有影響的特定病原體。3.來源、種類及要求

種群來源于無菌動物或剖腹產(chǎn)凈化動物，常見的SPF動物有小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠、兔、犬和猴。按標(biāo)準(zhǔn)，SPF動物應(yīng)排除的病毒、細(xì)菌、體外寄生蟲的種類見表。育成動物觀察SPF屏障飼育設(shè)施日常屏障維持(消毒液噴霧)4.飼養(yǎng)環(huán)境的要求飼養(yǎng)于屏障環(huán)境中，該環(huán)境嚴(yán)格控制人員、物品和環(huán)境空氣的進(jìn)出。SPF房層流架(生物凈化間)

濾過帽SPF小鼠透明飼養(yǎng)盒SPF動物飼養(yǎng)架物品準(zhǔn)備區(qū)5.SPF的應(yīng)用

研究工作藥理學(xué)、毒理學(xué)、腫瘤免疫學(xué)、傳染病等廣泛應(yīng)用血清和疫苗制造細(xì)菌、病毒性診斷血清，各種疫苗生產(chǎn)需要大量的SPFA的組織、臟器等。生物學(xué)鑒定破傷風(fēng)抗病毒、百日咳菌苗、狂犬病疫苗要用SPF鼠；口蹄病疫苗、結(jié)核菌素要用SPF豚鼠；白喉抗毒素、熱原試驗(yàn)要用SPF家兔等，〔四〕、GF〔無菌動物〕定義

種類及要求

飼養(yǎng)管理

應(yīng)用

1.GF定義用現(xiàn)代的技術(shù)手段在動物體內(nèi)檢測不到有其他生命體的動物；GF是一個(gè)相對的概念，并不是真正沒有。垂直感染的微生物可以忽略；有的微生物不能檢測出來。在隔離器中培育和飼養(yǎng)。2.來源、種類及要求其來源是普通動物經(jīng)無菌剖腹產(chǎn)手術(shù)，幼仔在無菌隔離器中人工哺育或由其他無菌動物代乳飼育而成。常見的無菌動物有小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠和兔。按標(biāo)準(zhǔn)，無菌動物應(yīng)排除的病毒、細(xì)菌、體外寄生蟲的種類見表

P3級實(shí)驗(yàn)室無菌工作臺飼育員更換籠具3.GF的應(yīng)用1在實(shí)驗(yàn)動物學(xué)方面的應(yīng)用2免疫學(xué)方面的應(yīng)用3微生物學(xué)方面的應(yīng)用4腫瘤學(xué)方面的應(yīng)用5老年學(xué)方面的應(yīng)用6在放射生物學(xué)方面的應(yīng)用3.1蘇鐵素對小鼠的致癌作用

植物毒素主要有蘇鐵素、蕨毒素、單寧酸、檳榔素、巴豆油、細(xì)辛腦、千里光堿等?？梢鸢螂装?、腸癌、樟腦、肝癌和食管癌等。蘇鐵素的致癌作用GF口服蘇鐵素不會出現(xiàn)腫瘤，但口服蘇鐵素的CV普遍可發(fā)生腫瘤，研究證明CV的腸道菌群分解蘇鐵素，產(chǎn)生致瘤物質(zhì)所致。1.與服用方式有關(guān)；2.與帶菌情況有關(guān)；3.CV的腸道菌群能分解蘇鐵素，產(chǎn)生致癌物質(zhì)所致。3.2老年學(xué)方面的應(yīng)用大量的研究資料說明，GF的壽命比CV長，GF大鼠的壽命約比CV大鼠延長1/3。雌GF的壽命比雄性的短；CV那么雌性動物比雄性動物長；大量統(tǒng)計(jì)資料說明，人類的壽命女人比男人長。人與各種實(shí)驗(yàn)動物壽命比較人與各種實(shí)驗(yàn)動物壽命比較3.3口腔醫(yī)學(xué)的應(yīng)用很早人們就認(rèn)為齲齒的形成與微生物感染有關(guān)，認(rèn)為乳酸桿菌在此病中起主要作用，但一直