影響實驗動物和動物實驗的因素

第五章

影響實驗動物和

動物實驗的因素1.保種繁殖制度對實驗動物和動物實驗的影響2.環(huán)境因素對實驗動物和動物實驗的影響3.微生物和寄生蟲對實驗動物和動物實驗的影響

影響實驗動物遺傳型的因素，包括相應(yīng)嚴格的繁殖制度和遺傳質(zhì)量檢測。一、保種繁殖制度對實驗動物和動物實驗的影響1、封閉群留種動物的選擇①親代具較高生殖能力，并具良好的泌乳能力和對周圍環(huán)境有較高的適應(yīng)能力者。②發(fā)育快，體型大的子代作下代幼種。通常應(yīng)從第2-4胎生的幼崽中選留，同胎幼崽留雄不留雌，留雌不留雄。③入選動物具有體質(zhì)強壯，行為活潑，對外界刺激反應(yīng)敏感、眼睛有神、被毛光澤，濃密貼身；頭部寬廣，頸部長度適中，背寬而平直；軀干前后勻稱，胸圓滿，腹部系緊，四肢有力，生殖器正常。封閉群動物的繁殖制度

不從群體外部引入新基因，又堅持群體內(nèi)的隨機交配，在世代更替中，每代近交系數(shù)上升率低于1%。2、近交系動物的選種和繁殖制度

在培育近交系時，必須對特定性狀選擇，同時要注重其繁殖能力或生長能力；尤其是在對腫瘤發(fā)生率、細菌易感性、人類疾病動物模型培育等特殊性狀作為目標(biāo)，進行品系培育時，格外注意動物的繁殖性能。

近交系選種的項目①性成熟及初產(chǎn)日齡：選擇早熟的品種為佳。②連續(xù)妊娠且分娩（胎）間隔短。③綜合3-4胎的產(chǎn)仔數(shù)。④離乳率高及離乳時仔體重大。離乳率=100%*離乳仔數(shù)/產(chǎn)仔數(shù)近交系動物繁殖制度

堅持全同胞兄妹的交配，或親代與子代的交配，但兩種交配制度不能混用。近交系數(shù)應(yīng)大于99％。

實驗動物都是較長時間，甚至終生被限制在一個極其有限的環(huán)境內(nèi)生活，這種環(huán)境就成了實驗動物賴以生存的條件。二、環(huán)境因素對實驗動物和動物實驗的影響“有利”方面

實驗動物只有在舒適的環(huán)境中才能正常生長，發(fā)育，繁殖和用于實驗。

“

有害”方面

雖然能使動物產(chǎn)生保護性反應(yīng),以消除或減輕有害因素的作用,但“有害”情況超過一定水平,就會使動物機體不能忍受,各種功能就會失調(diào)，引起各種疾病甚至死亡。

2001年,國家技術(shù)監(jiān)督局正式頒布國家標(biāo)準《實驗動物環(huán)境及設(shè)施》;在2010年經(jīng)修訂補充后再版。2006年科技部頒發(fā)了《關(guān)于善待實驗動物的指導(dǎo)性意見》，要求為實驗動物提供清潔、舒適、安全的生活環(huán)境。按微生物控制

程度分類

實驗動物設(shè)施的分類

按功能分類

按平面布局分類

生產(chǎn)設(shè)施實驗設(shè)施特殊設(shè)施無走廊單走廊叁走廊雙走廊按氣流分類

亂流式

單向式

層流式

屏障環(huán)境隔離環(huán)境普通環(huán)境實驗動物微生物學(xué)等級實驗動物居住環(huán)境條件普通級動物(CV)普通環(huán)境清潔級動物(MD)無特定病原體動物

(SPF)無菌動物

(GF)屏障環(huán)境隔離環(huán)境生物因素居住因素化學(xué)因素物理因素環(huán)境控制實驗動物和動物實驗環(huán)境

各種因素比較復(fù)雜,且相互間發(fā)生影響,為了敘述上的方便,將物理因素、化學(xué)因素、居住因素和生物因素分別擇要介紹（人為因素在實驗動物飼育和動物實驗操作中已詳述)。

物理因素溫度和日溫差相對濕度空氣潔凈度氣流速度光照噪音

溫度

溫度是影響實驗動物標(biāo)準化和動物實驗結(jié)果的重要因素。

除非人靈長類實驗動物外，大部分哺乳類實驗動物的汗腺功能均不發(fā)達，或無汗腺，在高溫下很難維持體溫的恒定，氣溫變化過大或過急，都將會導(dǎo)致動物發(fā)生不良的反應(yīng)。

當(dāng)室溫過低時，常導(dǎo)致動物性周期推遲；

室溫超過30℃時雄性動物睪丸萎縮，產(chǎn)精子能力下降；

雌性動物性周期紊亂，泌乳能力下降或拒哺乳。

在低溫環(huán)境中,動物因新陳代謝量增加,導(dǎo)致臟器重量也產(chǎn)生很大的影響。

在低溫環(huán)境影響下,實驗小鼠和大鼠的心臟、肝臟、腎臟均較大；而在高溫環(huán)境下則較??；

實驗犬在33

C時的呼吸次數(shù)與23

C時相比,第1天增加9倍,從第2天起持續(xù)增加到14~16倍。

在對實驗小鼠和大鼠的藥物急性毒理試驗中，因環(huán)境溫度的不同，其50％致死量(LD50)有顯著的差異。

低常高溫溫溫

低常高溫溫溫

低常高溫溫溫環(huán)境溫度與藥品毒性的關(guān)系

環(huán)境溫度過高、或過低，都會導(dǎo)致機體抵抗力下降，使動物患病直至動物發(fā)生死亡，而影響實驗結(jié)果。

普通環(huán)境溫度一般控制在16~28℃。

屏障環(huán)境溫度一般控制在20~26℃。

濕度

在室溫21

C時，實驗大鼠在相對濕度35％環(huán)境里的攝食量比在相對濕度75％環(huán)境里要增加5％左右；

實驗小鼠在低濕環(huán)境中的活動量要比高濕中大。

這表明:由于低濕散熱量大導(dǎo)致動物產(chǎn)熱量增加，從而使攝食量和活動量增加。

當(dāng)環(huán)境呈高溫高濕時，動物因蒸發(fā)散熱受到抑制，易引起代謝紊亂,機體抵抗力下降，對動物健康不利。如高溫高濕長途運輸動物百分之百死亡。

濕度過高還有利于病原微生物和寄生蟲的生長繁殖,飼料、墊料易發(fā)霉敗壞,導(dǎo)致動物發(fā)病率增加。

有些動物不耐低濕,易引起壞尾癥,如大鼠,還可出現(xiàn)吃仔或拒哺乳現(xiàn)象,仔鼠發(fā)育不良。

故相對濕度應(yīng)控制在40~70％。

而濕度過低,室內(nèi)灰塵飛揚,易引起動物呼吸道疾病?？諝饬魉?/p>

動物的單位體重表面積均比人類大,因此氣流對動物的影響也比較大。

實驗動物的體溫，在低溫環(huán)境中是隨風(fēng)速的增加而明顯下降的。

風(fēng)速對裸鼠攝食量的影響

在22

1

C，當(dāng)風(fēng)速為0.67m/s:±

在有墊料的塑料籠內(nèi),無毛小鼠的攝食量比無風(fēng)時增加26％；在金屬網(wǎng)籠內(nèi),小鼠的攝食量增加36％。

飼養(yǎng)室內(nèi):

氣流要求≤0.2m/s

當(dāng)飼養(yǎng)籠周邊風(fēng)速過小,不利于小鼠呼吸新鮮空氣，排走有害氣體，增加飼養(yǎng)室的氨濃度。

換氣

次數(shù)

空氣中的氧氣是動物生存的最重要物質(zhì)。

屏障環(huán)境符合標(biāo)準的換氣次數(shù)(≥15次/h),（普通環(huán)境≥8次/h）

可滿足動物設(shè)施內(nèi)的空氣不斷凈化的要求。

潔凈度

關(guān)于空氣中塵埃對動物實驗的影響。以人為對象的研究進行的比較深入。屏障環(huán)境要求潔凈度必須達7級（1萬級），保證高效過濾器安全和換氣次數(shù)達標(biāo)、降低室內(nèi)粉塵顆粒可以提高潔凈度。飼養(yǎng)室噪聲來源2.動物自身發(fā)出。3.外界傳入。4.人員操作和說話發(fā)出聲音。

1.室內(nèi)機械(空調(diào)，排風(fēng)機等)產(chǎn)生。

噪音對于動物的聽覺、大腦垂體、腎臟、肝臟、生殖器官、消化功能、泌乳功能、生長行為和共濟能力都有不良的影響，

特別是豚鼠更為敏感，常會引起不必要的騷動而使孕豚鼠流產(chǎn)，親本吃仔等現(xiàn)象。

凡是噪音比較劇烈頻繁的環(huán)境中，大小鼠繁殖能力均低下。因此，噪聲應(yīng)≤60dB。

光照照度（illuminance）波長

(wavelength)

照明時間(lightingtime)

動物眼睛視網(wǎng)膜近表層有感覺明暗的桿狀體細胞和感光顏色的錐狀體細胞。

鳥類的錐狀體細胞占優(yōu)勢，對顏色分辨力較強，無足夠光線時就無法活動，即所謂夜盲眼。嚙齒類動物是桿狀體細胞占優(yōu)勢，有微光即可活動，屬夜行性動物，對色彩的辨別能力差。照明時間與動物的性周期

密切相關(guān)SD大鼠發(fā)情以12h明、12h暗呈最穩(wěn)定的4d周期。16h明、8h暗呈5d，或更長的性周期。22h明、2h暗，則性周期的長短就不穩(wěn)定。晝夜交替時間：12h明12h暗或

14h明10h暗

籠內(nèi)照度為5Lux時，實驗大鼠幼鼠的離乳率為95％；

在明亮的環(huán)境里，母鼠做窩性差，對乳鼠粗暴。

實驗動物飼育環(huán)境的照度15~20Lux，大動物100~200Lux

；工作照度為≧200Lux。光照在500Lux時，幼鼠的死亡率達50％。照度

小鼠的自發(fā)行為在藍、綠、白天光色下最低；而在紅色與黑暗中最大。波長化學(xué)因素

氨氣

飼料飲水氨氣

空氣中氨的增多可刺激動物粘膜而引起實驗動物流淚，咳嗽等，嚴重引起肺炎，肺水腫。

硫化氫濃度增高會使動物妊娠率下降，易誘發(fā)家兔鼻炎等。氨濃度≤14mg/m3。

飼料

為了使實驗動物能夠正常生長，發(fā)育，繁殖和進行良好的實驗處理,必須提供符合國家標(biāo)準的全價營養(yǎng)顆粒飼料。通過飼料在實驗動物體內(nèi)的一系列生化反應(yīng)，最終滿足動物的正常生理需要。飼料的選擇、加工方式、滅菌方法等都與動物質(zhì)量有關(guān)。

飲水

水是實驗動物最重要的營養(yǎng)物質(zhì)之一,是動物機體的一切組織,如細胞和體液的組成成分。

動物機體內(nèi)的水分約占55%~80%，在對動物機體的物質(zhì)代謝過程中，水分具有重要意義。

實驗動物一旦缺水，不僅危害健康，而且嚴重影響生產(chǎn)力。

當(dāng)缺水20%時，動物發(fā)生死亡。

因此，實驗動物缺水比缺飼料對健康危害更大。

當(dāng)機體缺水10%時，會引起代謝紊亂。

動物所需水的途徑3.代謝水。2.飼料中水分。飲水是主要來源。1.飲水。

水質(zhì)要求

普通動物:飲水標(biāo)準應(yīng)符合城市生活飲水的衛(wèi)生標(biāo)準。

清潔級和SPF動物:飲水可用高壓蒸汽滅菌,也可進行酸化。合格的純水也可飲用，但國家標(biāo)準還未出臺。

無菌動物:飲水只能用高壓蒸汽滅菌。

供水

.

通常用飲水瓶給水，每2～3天換水瓶一次，保證飲水不斷也不漏。

飲水瓶和出水管必須定期清洗消毒。

對于較大型動物如家兔、犬、猴、小型豬等則采用自動飲水器給水。

居住因素

.

.

1.飼養(yǎng)方式

2.籠具和墊料

3.動物飼養(yǎng)密度飼養(yǎng)方式

(1)圈養(yǎng)式

(2)自動沖洗式(3)籠具（盒）式

圈養(yǎng)式

通常對體形較大的實驗動物如犬、貓、豬、羊等，采用這種飼養(yǎng)方式。

應(yīng)提供動物一定的活動場地。

須注意將不同來源的動物分開飼養(yǎng)。

常用于大鼠、豚鼠、兔等飼養(yǎng)。固定在籠架上的水箱里的水,受定時器或電磁閥的控制,可流向籠底下盛污物的托盤中,因水流動的落差產(chǎn)生壓力,可攜帶污物沿著污物盤流向排放污物的水管。污物盤必須經(jīng)常認真地洗刷以防尿垢結(jié)積。優(yōu)點是節(jié)約勞動力,缺點是難以控制飼養(yǎng)室相對濕度。因此，目前改進方法是選用定時沖洗的方式。自動沖洗式

籠具（盒）

籠具的大小以提供實驗動物能自由活動、保持正常姿勢的充分空間為宜。

籠具材料可使用鋁、不銹鋼和合成樹脂系的聚碳酸酯(PCV)、聚丙烯(PP)、剛性塑料纖維(FRP)、聚醚酰亞胺（PEI）等。

墊料

功能:保持籠內(nèi)干燥,清潔,保溫,動物感到安全舒適。

材料:常用的墊料有木屑、木刨花、打碎的玉米芯、桿、吸水紙和棉花等。實驗項目大小鼠選用玉米芯，繁殖大小鼠用無異味木屑更好，也可以兩者混合使用。動物飼養(yǎng)密度

無論是實驗動物繁殖生產(chǎn),還是動物實驗過程中,動物飼養(yǎng)的密度不同均會引起實驗動物不同的反應(yīng)。

在過密飼養(yǎng)的過程中,實驗動物體重的增加低于常規(guī)密度飼養(yǎng)的同種動物;

而且過密飼養(yǎng)的動物的腸道菌群也會發(fā)生變化。

同種實驗動物群體之間相互影響

同種實驗動物間只要有兩只以上同種動物在一起，就形成動物社會，產(chǎn)生個體間社會地位的不同。

在這種不同社會地位的形成過程中，就會發(fā)生一系列激烈的爭斗，出現(xiàn)撕咬和抓傷，

甚至影響動物的內(nèi)分泌功能，從而影響實驗動物的生產(chǎn)和實驗結(jié)果。

實驗小鼠和貓在同一飼育室內(nèi)飼養(yǎng)，小鼠的性周期會出現(xiàn)不規(guī)則變化。同環(huán)境飼育不同種類實驗動物相互影響

在不同種的實驗動物間,常有共患的傳染病。

健康的豚鼠飼育在有隱性感染支氣管敗血性鮑特氏菌的實驗兔室內(nèi)，豚鼠就會發(fā)病。三、微生物和寄生蟲對實驗動物和動物實驗的影響（二）

細菌污染對實驗動物和動物

實驗的影響（三）

寄生蟲污染對實驗動物和動物

實驗的影響（一）

病毒污染對實驗動物和動物實驗的影響

病原體污染

對實驗的影響

導(dǎo)致動物大量死亡危害工作人員身體健康

干擾實驗結(jié)果（一）

病毒污染對實驗動物和動物實驗的影響1、流行性出血熱病毒

感染流行性出血熱的實驗大鼠嚴重危及接觸該群體人員的健康,

包括飼養(yǎng)人員和實驗人員。被污染的大鼠群感染的人群中的疾病可呈似流行性感冒的癥狀;也有威脅生命的出血性疾病,并偶有死亡。2、淋巴細胞脈絡(luò)叢腦膜炎病毒

終身隱性感染，危及接觸者的健康。

工作人員被感染后，輕者似傷風(fēng)感冒；重者腦膜刺激癥狀，都無特殊療法。

被感染小鼠基本上持續(xù)性垂直傳播，3、犬和靈長類動物多可患狂犬病，嚴重威脅人類生命安全。

4、

1967年首次報告馬堡病毒對人的危害：接觸的31人全部發(fā)病，其中7人死亡。5、兔出血癥病毒

導(dǎo)致家兔烈性傳染病。1984年2月，某實驗室突然爆發(fā)，迅速蔓延，呈毀滅性流行，實驗兔群死亡率可達100%，造成實驗的中斷，給科研帶來嚴重的損失。6、小鼠諾如病毒（Murine

Norovirus）

2002年首次發(fā)現(xiàn)分離到MNV是一種新發(fā)現(xiàn)的感染實驗小鼠的病毒，可導(dǎo)致小鼠發(fā)生致死性感染，組織病變主要包括腦炎、腦膜炎、腦脈管炎、肝炎和肺炎等。可從小鼠的腸系膜淋巴結(jié)或糞便中分離到多株MNV毒株。7、登革熱病毒8、禽流感病毒（AIV）屬甲型流感病毒。分甲、乙、丙3個型，其中甲型流感病毒多發(fā)于禽類，一些亞型也可感染豬、馬、海豹和鯨等各種哺乳動物及人類；乙型和丙型流感病毒則分別見于海豹和豬的感染。9、埃博拉病毒（EBV）是引起人類和靈長類動物發(fā)生埃博拉出血熱（EBHF）的烈性病毒，由此引起的出血熱是當(dāng)今世界上最致命的病毒性出血熱，已造成10余次具有規(guī)模的暴發(fā)流行。

10.嚴重干擾動物實驗結(jié)果

仙臺病毒鼠肝炎病毒：細小病毒屬仙臺病毒

（1）對免疫系統(tǒng)的影響：嚴重影響

體液和細胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答；

（2）對致瘤作用研究的影響；

（3）對動物生育繁殖的影響。鼠肝炎病毒

（1）影響免疫應(yīng)答和腫瘤研究；

（2）影響肝酶的活性，影響動物的正常代謝，導(dǎo)致乳鼠、裸鼠和某些基因型的成年鼠的發(fā)病率和死亡率明顯的增加。

（3）污染從感染MHV的小鼠上獲得的產(chǎn)物，如腫瘤移植物，腹水和從腦、肝、脾和骨髓細胞中制備的病毒庫。細小病毒屬

包括小鼠微小病毒和大鼠細小病毒等。

這些病毒是目前所知唯一抗癌廣譜，具有高度抗癌特異性的微生物。實驗研究已發(fā)現(xiàn)其對肝癌，胃癌，肺癌，肉瘤等多種腫瘤均有明顯殺傷作用。當(dāng)前歐美各國已集中力量深入研究細小病毒的抗癌機理，為腫瘤的防治開辟新的途徑。因此，實驗動物如感染有此類病毒，將會給腫瘤的研究造成嚴重影響。（二）.實驗動物細菌性疾病的危害

1.危害工作人員身體健康沙門氏菌感染結(jié)核分枝桿菌皮膚病原真菌沙門氏菌感染

感染沙門氏菌的實驗動物，可使實驗人員出現(xiàn)腹瀉、食物中毒等癥狀。

結(jié)核分枝桿菌

感染結(jié)合分枝桿菌的靈長類實驗動物，可使飼養(yǎng)或?qū)嶒炄藛T患肺結(jié)核等疾病，嚴重影響工作人員的身體健康。皮膚病原真菌

可使直接接觸感染動物，又不注意個人防護的飼養(yǎng)或?qū)嶒炄藛T發(fā)生皮膚真菌感染。2.導(dǎo)致動物大量死亡

實驗無法進行的病原體支原體泰澤氏病原體

多殺性巴氏桿菌支原體

是實驗小鼠和大鼠的重要病原，引起小鼠和大鼠上呼吸道感染導(dǎo)致小鼠或大鼠突然發(fā)病，且死亡率高；

在與仙臺病毒協(xié)同作用下，造成后果更為嚴重。

泰澤氏病原體

在實驗動物群中的首發(fā)癥狀通常是出現(xiàn)突然死亡。可導(dǎo)致實驗小鼠群“全軍覆沒”。

泰澤氏病原體還可使感染兔嚴重腹瀉、迅速脫水和高死亡率。多殺性巴氏桿菌

是普通級兔群中最常見的疾病之一。可使感染兔出現(xiàn)鼻炎、肺炎、結(jié)膜炎、膿腫，以及全身性敗血癥等臨床癥狀；導(dǎo)致患兔不增體重，乃至淘汰或死亡。3.嚴重干擾動物實驗結(jié)果鼠棒狀桿菌肺炎克雷伯氏菌肺炎鏈球菌綠膿桿菌等鼠棒狀桿菌

主要寄居于大小鼠的上呼吸道，為動物源性致病菌，常為隱性感染，爆發(fā)時可導(dǎo)致整群動