實驗動物學概論1緒

論2什么是實驗動物?3第一節

實驗動物的基本概念一、實驗動物實驗動物(Laboratory Animals)是指經人工飼育，對其攜帶微生物實行控制，遺傳背景明確或者來源清楚的用于科學研究、教學、生產、檢定以及其他科學實驗的動物。4實驗用動物（experimental

animal)是指用于實驗的各類動物。5二、實驗動物學實驗動物學（Laboratoryanimalsciences,

LAS）是以實驗動物為主要對象和研究重點，以服務于動物實驗為工作目標和探索方向的一門綜合性、應用性的支撐學科。67實驗動物生物學：是研究不同種屬、不同品種品系實驗動物生物學特規律的基礎學科。包括：一般生物學特性、解剖特點、生理生化特性等。實驗動物環境生態學：是研究影響實驗動物生存的環境與條件。例如飼養動物的房舍、通風、溫度、濕度、光照、噪聲、籠具、飼料、飲水以及各種墊料等。12三、 實驗動物科學研究范疇8實驗動物遺傳育種學：是利用遺傳調控機理，采用傳統的和現代生物技術手段，控制動物的遺傳特性，培育新的動物品種品系和各種動物模型，家畜和野生動物的實驗動物化。實驗動物營養學：是研究動物攝入、利用營養物質全過程與生命活動相互關系的科學。34第二節 實驗動物科學研究范疇實驗動物微生物學與寄生蟲學：是研究實驗動物的微生物、寄生蟲分類學、與人類的相互關系和對科學試驗的干擾作用，探討預防、檢測、凈化和治療疾病方法和措施的科學。69實驗動物醫學：是專門研究實驗動物健康標準和疾病的發生、發展、轉歸、診斷、治療和預防及其在生物醫學領域中應用的科學。5第二節 實驗動物科學研究范疇比較醫學：是比較研究動物與人類生命現象的異同，特別對各種人類疾病進行類比研究，采用其異同點，通過建立實驗動物疾病模型來研究人類相應的疾病。動物實驗技術：包括研究實驗動物的飼養管理技術，各種監測方法和動物實驗方法和技術標準等。動物實驗倫理學：是研究動物實驗中如何體現人類的道德倫理價值觀的科學。10789第二節 實驗動物科學研究范疇實驗動物福利：是專門研究如何科學地善待實驗動物相關問題的科學。動物實驗替代方法：是研究如何用無知覺材料替代有知覺的動物實驗，用低等級動物替代高等級動物，用無脊椎替代脊椎動物進行實驗的科學。111011第二節 實驗動物科學研究范疇本課主要介紹的內容第一章 緒論第二章

實驗動物的遺傳質量控制及分類第三章 實驗動物的病原學控制及分類第四章 實驗動物的營養學質量控制第五章 實驗動物的環境控制第六章

實驗動物與動物實驗設施及屏障設施的運行管理第七章 常用實驗動物的生物學特性及應用第八章 特種實驗動物第九章 人類疾病的動物模型第十章 動物實驗的基本技術和方法第十一章

醫學研究中實驗動物的選擇和動物實驗設計12第三節 實驗動物科學的發展概況13一、國際發展概況（一）實驗動物標準化管理1950年，成立了美國實驗動物科學學會（AALAS）

；1952年，實驗動物資源研究所；1957年，實驗動物醫學學會（ACLAM）；1966年經國會批準的《實驗動物福利法案》；1956年，美國開始建立“實驗動物飼養與應用認可程序”，為實驗動物研究的專業性提供了標準化的程序；

1952年，日本成立了實驗動物中央研究所，專門從事實驗動物標準化工作；

1956年，聯合國科教文組織、國際醫學組織、國際生物學協會共同發起成立了“實驗動物國際委員會”(ICLAS)，后更名為國際實驗動物協會；

1961年，加拿大生物聯合會建立了動物管理常務委員會，開始實驗動物飼養管理標準化工作。英國

制定了《虐待動物條例1876》

法國、荷蘭、德國

于1953、1955、1956年相繼設立了實驗動物中心機構。14（二）實驗動物科學發展15在實驗動物科學發展歷程中，近交系（1909年）、無菌動物（1943年）的成功培育和應用以及免疫缺陷動物（1962年）的問世是實驗動物科學發展的里程碑。在高等生物體中沒有一個基因是單獨活動的，基因功能的評估，唯一的辦法是從分子生物學本身轉移到生物個體——即整體動物模型的分析。一般來說是:分子→細胞→組織→器官→個體近年來，人們利用分子生物學技術和胚胎工程技術進行了大量的基因定位突變、基因敲除（Knock-out）和轉基因（Knock-in）研究工作，成功地培育了上千種新動物（Transgenic

Animal）和上百種動物生物反應器（Animal

Bioreactor）。1909年美國杰克遜（Jackson）實驗室第一任主任Little培育出第一株近交系小鼠DBA。1943年美國圣母大學細菌學實驗室的Reyniers和Trexler正式報道了繁育無菌實驗動物的技術，1942年培育成無菌猴，1943年培育成無菌雞，1946年培育成無菌大鼠。1962年蘇格蘭醫師Issacson等發現無胸腺裸小鼠。16二、國內實驗動物科學發展17（一）實驗動物技術的發展1918年齊長慶教授首先飼養小鼠開始1919年謝增恩用地鼠作肺炎球菌的試驗1946年我國從印度Haggkine研究所引入小鼠1948年蘭春霖教授從美國舊金山Hooper基金醫學研究所帶回金黃色地鼠50年代后李銘新、楊簡等先后育成中國1號（C-1，1955）低癌系津白1號（TA1 1955）高癌系津白2號（TA2 1963）白血病試驗小鼠615（醫科院1961）18從國外引進：C3H、C57BL、DBA、BALB/C及裸鼠等20余個品系。又培育出：SPF雞、豚鼠、大鼠、小鼠、小型豬、地鼠、家兔等新的實驗動物品種。19實驗動物模型培育和標準化技術研究中國三種實驗用小型豬遺傳學標準化的研究高脂血癥-動脈粥樣硬化等動物模型的建立白血病、鼻炎癌轉基因模型及人類消化系統惡性腫瘤模型的建立東方田鼠、灰倉鼠、SCID同源導入系及IRM-2近交系的培育嚙齒類實驗動物冷凍胚胎保種技術研究和應用（二）我國實驗動科學實現了跨越式發展安全性評價常用實驗動物標準化指標的建立21（二）我國實驗動科學實現了跨越式發展（續）實驗動物檢測技術方法及標準化研究加快泰澤氏菌、兔出血癥病毒檢測方法的研究實驗動物營養飼料中泛酸、生物素、膽堿測定方法的研究實驗動物設施環境檢測標準方法建立與技術規范化研究我國實驗動物疾病病理學標準化診斷方法研究組織相容性復合體（MHC）分析法在實驗動物遺傳監測領域中的應用弓形蟲檢測方法的標準化實驗動物質量國家標準的修訂補充及檢測技術標準化研究清潔級實驗小鼠微生物和遺傳檢測試劑盒的研究（SPF雞）質量檢測試劑盒的研究22（二）我國實驗動科學實現了跨越式發展（續）人才培養職高本科上崗培訓?？拼T士博士23●●國家嚙齒類實驗動物種子中心國 實 實 實 實實實 野家驗驗驗驗驗驗生遺禽兔用用靈水動傳類種小犬長生物工種質型種類生種程質資豬質種物質小資源種資質種資鼠源基質源資質源資基地資基源資開源地源地中源發庫基心基地地實 實驗 驗用 用低 家等 養動 動物 物種 種質 質資 資源 源開 開發 發實驗動物質

量保障體系實數驗據動

與物信種息質平資臺源政策法規修訂《實驗動物管理條例》實驗動物種質資源共享服務平臺運行狀況的評估與監督《實驗動物福利實施方案》人才隊伍人才培訓體系網上考試平臺資質評價已完成執行中2006

啟動未啟動技術標準規范實驗動物國家標準 2001實驗動物描述標準和規范實驗動物種質資源保存技術規范；實驗動物設施設計、施工和驗收規范實驗動物新品種（系）鑒定規程；實驗動物種源單位認定辦法23實驗動物科學發展規劃框架龍江黑上海廣東貴州海南四川云南實驗動物種質資源數據與信息共享平臺廣西江蘇北京24實驗動物種子中心和種源基地分布圖實驗用猴基地25實驗用犬基地26SPF禽類中心2728（三）我國實驗動物法規及組織機構的建立291982年云南第一屆全國實驗動物工作會議。1983年北京實驗動物學會成立。1987年中國實驗動物學會成立。同年加入國際實驗動物科學委員會（ICLAS)。各省市相繼成立了管理和學術機構。國家、地方實驗動物期刊雜志出版?！吨袊鴮嶒瀯游飳W報》《中國比較醫學雜志》《實驗動物與比較醫學》《實驗動物科學》1988年國家科委發布《實驗動物管理條例》1989年國家衛生部頒布了《醫學實驗動物管理實施細則》農業部、國家藥品監督管理局、總后衛生部先后制定相應條例。1994年國家技術監督局批準發布實驗動物質量控制的《中華人民共和國國家標準》。301997年北京以立法的形式制定了《北京市實驗動物管理條例》，同時頒布了三個配套規章：《北京市實驗動物許可證管理辦法（試行）》《北京市實驗動物質量檢測機構管理辦法（試行）》《北京市實驗動物從業人員培訓考核管理辦法（試行）》312001年12月6日國家科技部、衛生部七部委聯合發布《實驗動物許可證管理辦法》2002年5月1日開始實施第二版的實驗動物國家標準。2011年開始實施第三版。2002年開始修訂國家科委發布的《實驗動物管理條例》。321992年中國與日本政府合作，開設了中國實驗動物人才培訓中心，由日本國際專業協力團（JICA）資助派專家指導，開展培訓實驗動物人才工作。2001年首都醫科大學、中國醫科大學先后開辦醫學實驗動物專業。33（四）實驗動物工作的日常管理34北京市實驗動物管理辦公室北京醫學實驗動物管理委員會首都醫科大學實驗動物管理委員會首都醫科大學實驗動物科學部負責日常工作二、國內外實驗動物科學發展趨勢（一）國外發展趨勢實驗動物使用總量下降，高質量實驗動物使用量增加實驗動物品種、品系增加實驗動物模型走向商品化實驗動物替代材料的應用和替代方法的研究發展加快36KoreaUniversityAnimal

Usage9,0008,0007,0006,0005,0004,0003,0002,0001,000-2004

2005

2006MouseRatRabbitDogPig20042005~2006.

7Mouse8,2307,2104,435Rat2,6472,1241,242Rabbit254222174Dog223434Pig108209167Total11,2619,7996,052G.P,Cow,Cat,Goat(Smallquantityuse

)37USER-FRIENDLYANIMAL

FACILITY（二）國內發展趨勢加大對實驗動物工作的依法管理力度強化實驗動物質量，積極開展科學研究加速實驗動物商品化、社會化和產業化進程4

．加大宣傳，普及“3R”，增強動物“福利”意識39動物福利（animal

welfare）:即維持動物生理與心理的健康與正常生長所需要的一切事物。動物權力(animal

right)：是指動物和人一樣也有生的權利，逃離苦痛的權力，人有解救動物的義務。實驗動物福利：實驗動物福利是指實驗動物在肉體與心理上處于健康、康樂以及舒適的狀態。它包括實驗動物繁育以及動物實驗過程中的動物福利。（三）動物福利與3R原則40實驗動物的痛苦與舒適的指標40提供適合的、足夠的食物和水以及進行精心的照料。合適的自然環境和動物生存環境，飼養密度及單位面積的實驗動物數量要適中。表現其正常行為方式的機會；行為狀態是非常重要的指標，很多行為指標必須進行充分的討論。實驗動物的安樂和健康狀態應該由合適人員觀察，以防止疼痛或可避免的痛苦、不適或持續傷害；實驗動物繁殖、飼養或使用的環境條件必須每日檢查；要做出安排確保盡可能快地消除所發現的任何缺陷或痛苦。國際上普遍承認動物有五大自由41(1)享有不受饑渴的自由；(2)享有生活舒適的自由；(3)享有不受痛苦傷害和疾病威脅的自由；(4)享有生活無恐懼和悲傷的自由；(5)享有表達天性的自由。為動物提供表達天性的自由42不同動物玩具不同433R原則443R原則作為一個系統理論最早是由英國動物學家William

Russell和微生物學家Rex

Burch提出，見于1959年出版的《仁慈實驗技術原理》一書。隨后逐漸得到世界范圍內廣大科技工作者的認同，被廣為采用。“3R”原則:為使動物權益得到保護，動物實驗設計應遵循“3R”原則。即：替代（Replacement）、減少（Reduction）和優化（Refinement）為核心的“3R”運動。3R運動的推進，最終將使實驗動物的使用量逐漸減少，動物實驗結果的準確性、可靠性不斷提高。1985年美國芝加哥的“倫理化研究國際基金會”提出了4R原則，即在3R的基礎上增加了責任（Resposibility），呼吁試驗者對人類和動物要有責任感。45第四節 實驗動物在醫學生物學中的地位和作用一、在醫學生物學發展中發揮了重要作用在醫學生物學發展過程中，許多重要的發現和研究成果，往往與實驗動物及動物實驗密切相關。巴甫洛夫指出，沒有對活動物的實驗和觀察，人們就無法認識有機界的各種規律，這是無可爭辯的事實。46大量人類疾病起因于傳染原發現抗原抗體反應發現實驗腫瘤學創立一些多發病的基本性質認清“應激學說”動物實驗 創立臨床醫學許多重大技術創造和發展微生物在傳染病發病中的作用證明防治傳染病起了重大作用了解免疫性紊亂疾患的本質和補體的作用推動變態反應性疾病研究發現化學致癌物質和致癌病毒推動腫瘤學研究根除和控制這些疾病臨床廣泛應用激素療法起作用起指導作用醫學上許多重大發現與動物實驗的關系51著名醫學科學家的重大發現與動物實驗的關系表1：

早年醫學研究48發現年份發現人所用動物血液循環1628哈維蛙、蛇、魚、蟹、其他醚麻醉1846瑪登鳥類、其他細菌與疾病的關系1878科赫牛、羊、其他細菌致弱用免疫1880巴斯德鳥類狂犬病免疫1885巴斯德鳥類、家兔蟲媒傳播疾病1898史密斯等牛蚊傳播瘧疾1898羅 斯鳥類表2

現代醫學研究49發現年份發現人所用動物腫瘤的病毒病原1910洛 斯雞胰島素1921班 定狗休克治療1927博萊羅克狗抗細菌藥物（百浪多息）1935多麥克小鼠心肺旁道器1953葛 明貓小兒麻痹癥疫苗1954索爾克恒河猴變性腦病的病毒病原1965格但斯克猩猩心臟移植1967伯納德狗二、是現代醫學生物學研究的重要支撐條件在醫學生