醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)

1、醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第1頁醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第2頁醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第3頁 二十一世紀是生命科學(xué)世紀，伴隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展，經(jīng)濟繁榮，大家越來越渴望揭示遺傳奧秘，攻克各種頑癥，延長人類壽命。所以世界各國尤其是發(fā)達國家投入了巨額經(jīng)費用于生命科學(xué)研究和衛(wèi)生保健事業(yè) 在生命醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中，科學(xué)研究需要具備最基礎(chǔ)是： 動物（Animal）、設(shè)備（Equipment）、信息（Information）和試劑（Reagent）（AEIR），是科學(xué)研究四大要素 科學(xué)技術(shù)發(fā)展，取得高、精、尖儀器設(shè)備、化學(xué)試劑和必要情報信息已不是困難事情了。不過在實際工作中，往往把設(shè)備、信息和試劑這三要素看得比較重，也比較重視，舍得

2、花錢，而對試驗動物這一要素普通不太重視，所造成沉痛教訓(xùn)是不少 生命科學(xué)研究離不開試驗動物。在美國, 60%以上生命科學(xué)研究課題需要試驗動物；NIH（美國國立衛(wèi)生研究院）每年科研經(jīng)費50%用于動物試驗相關(guān)項目。在我國也是如此醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第4頁試驗動物是生命科學(xué)研究中必備基礎(chǔ)條件之一，幾乎全部生命科學(xué)領(lǐng)域科研、教學(xué)、生產(chǎn)等都離不開試驗動物，被稱為“活精密儀器”或“活試劑”。尤其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域試驗動物作為“人類替身”，有著不可替換作用，生物醫(yī)學(xué)科研課題60%以上也需要包括試驗動物使用我國外包括使用試驗動物生物醫(yī)藥課題，對試驗動物等級及動物試驗條件都有嚴格限定和要求，課題申請、判定、報獎、論文發(fā)表時均需

3、要提供相關(guān)資質(zhì)證實試驗動物科學(xué)不光是喂養(yǎng)動物，也不是常規(guī)意義上“試驗動物學(xué)（Experimental Zoology）”，而是在當代科學(xué)中一門綜合性獨立新興學(xué)科（Laboratory Animal Science），試驗動物科學(xué)已由原來是生命科學(xué)研究主要支撐條件，提升到是生命科學(xué)主要前沿學(xué)科 醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第5頁基礎(chǔ)概念概述試驗動物 （laboratory animal） 試驗動物管理條例（1988年）試驗動物是指人工喂養(yǎng)、繁育，對其攜帶微生物及寄生蟲實施控制、遺傳背景明確或者起源清楚，而應(yīng)用于科學(xué)研究、教學(xué)、生產(chǎn)和檢定以及其它科學(xué)試驗動物試驗動物管理條例 （新修訂，未公布） 試驗動物是指經(jīng)人

4、工培育、遺傳背景明確或起源清楚，對其質(zhì)量實施控制、用于科學(xué)試驗及產(chǎn)品生產(chǎn)動物 醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第6頁試驗用動物（Animal for research)凡是用于科學(xué)試驗動物統(tǒng)稱為試驗用動物包含： 1. 試驗動物 2. 經(jīng)濟動物 3.觀賞動物 4. 野生動物醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第7頁各種試驗用動物區(qū)分 繁殖 遺 傳 病 原 類 別 控制 背 景 控 制 用 途試驗動物 人工 清 楚 嚴 格 科學(xué)研究經(jīng)濟動物 人工 較清楚 一 般 發(fā)展經(jīng)濟 觀賞動物 人工 較清楚 一 般 精神需求野生動物 自然 不清楚 無控制 物種保護醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第8頁動物試驗（animal experiment） 為科研、教學(xué)、藥品

5、檢定等目標，對動物進行物理、化學(xué)和生物原因處理，觀察其反應(yīng)，取得試驗數(shù)據(jù)，處理科研中問題 應(yīng)用試驗動物進行實（試）驗研究醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第9頁試驗動物科學(xué)（Laboratory animal science）： 試驗動物學(xué)是研究相關(guān)試驗動物和動物試驗一門新興學(xué)科。前者是以試驗動物本身為對象，專門研究它育種、保種、生物學(xué)特征、繁殖、喂養(yǎng)管理以及疾病診治和預(yù)防等,以期到達培育標準試驗動物；后者是以試驗動物為材料，采取各種方法在動物身上進行試驗,研究動物試驗過程中試驗動物反應(yīng)、表現(xiàn)及其發(fā)生發(fā)展規(guī)律等，著重處理試驗動物怎樣應(yīng)用于各個科學(xué)領(lǐng)域，為生命科學(xué)和經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)試驗動物學(xué)就是專門研究試驗動物生物學(xué)特

6、征、喂養(yǎng)繁殖、 遺傳育種、質(zhì)量控制及其開發(fā)和應(yīng)用科學(xué)醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第10頁試驗動物學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容1、試驗動物遺傳育種學(xué)2、試驗動物微生物與寄生蟲學(xué)3、試驗動物環(huán)境生態(tài)學(xué)4、試驗動物營養(yǎng)學(xué)5、試驗動物醫(yī)學(xué)6、比較醫(yī)學(xué)7、動物試驗8、試驗動物喂養(yǎng)管理學(xué) 醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第11頁試驗動物遺傳育種學(xué)（laboratory animal genetic breeding science）：主要研究試驗動物遺傳改良和遺傳控制,培育新動物品系和各種動物模型，以及野生動物和家畜試驗動物化試驗動物環(huán)境生態(tài)學(xué) (environmental ecology )：研究試驗動物與外界環(huán)境相互關(guān)系科學(xué)。 試驗動物被限制在人為控

7、制之下，所以，必須研究諸如理化原因（溫度、濕度、通風(fēng)、光照、噪聲、有害氣體等）、營養(yǎng)原因（飼料、飲水等）、居住環(huán)境（房舍、籠具、墊料、 飲食器具等）、生物原因（喂養(yǎng)密度、微生物、寄生蟲等）對試驗動物影響試驗動物管理學(xué) (laboratory animal husbandry)：宏觀管理：由政府部門制訂相關(guān)法律、法規(guī)、條例或相關(guān)國家標準、規(guī)程等；喂養(yǎng)管理：研究試驗動物喂養(yǎng)、繁殖科學(xué)管理以及生產(chǎn)供給相關(guān)技術(shù) 醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第12頁試驗動物微生物與寄生蟲學(xué)(laboratory animal microbiology and parasitology)研究試驗動物微生物、寄生蟲等病原對試驗動物影響，

8、疾病防治等試驗動物病原學(xué)質(zhì)量監(jiān)控研究與實施人獸共患性疾病研究與防治醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第13頁試驗動物營養(yǎng)學(xué)（labortory animal nutriology） 研究試驗動物營養(yǎng)需要及其對動物生長、發(fā)育、繁殖、抗病力及試驗結(jié)果影響試驗動物醫(yī)學(xué)(labortory animal medicine) 研究試驗動物疾病診療、治療、預(yù)防，以控制和毀滅試驗動物各種疾病比較醫(yī)學(xué)（comparative medicine)比較研究全部動物（包含人類）基礎(chǔ)生命現(xiàn)象和異同，并可采取動物與人類疾病不一樣點研究，經(jīng)過建立試驗動物疾病模型來研究人類對應(yīng)疾病動物試驗技術(shù)（animal experiment techni

9、ques) 進行動物試驗時各種試驗技術(shù)、試驗方法和技術(shù)標準，也包含試驗動物培育技術(shù)和各種檢測技術(shù)等醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第14頁試驗動物分類遺傳控制分類： 近交系（Inbreeding colony）20代以上同胞或親子交配、近交系數(shù)達98.6% 封閉群（Close Breeding colony) 兩個或多個近交系雜交而成 雜交群 (Cross Breeding colony) 兩種不一樣品系雜交，利用雜交一代 F1雜交優(yōu)勢 突變系（Mutant strain）含有特殊突變基因品系動物，正常染色體基因發(fā)生突變，并含有各種遺傳缺點動物醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第15頁 按微生物控制程度,當前我國將試驗動物分為四個

10、等級 1 普通級動物（Conventional Animals) 2 清潔級動物（Clean Animals) 3 無特定病原體動物(Special Pathogen Free Animals, SPF) 4 無菌動物(Germ Free Animals)、悉生動物(Gnotobiotic Animals) 醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第16頁普通動物1 普通開放性喂養(yǎng)環(huán)境2 普通試驗動物飼料3 不攜帶人獸共患病病原4 不攜帶動物烈性傳染病病原絕對排除：鼠痘病毒、流行性出血熱病毒清潔動物1 喂養(yǎng)于亞屏障系統(tǒng)2 需要輻照飼料3 必須排除：多殺巴氏桿菌、嗜肺巴氏桿菌、波氏桿菌、肺支原體、泰澤氏菌、鼠棒狀桿菌等4

11、 必要時檢驗：小腸結(jié)腸炎耶氏菌、大腸桿菌、皮膚病原真菌、李氏桿菌等 醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第17頁所謂普通動物也并不是對微生物沒有一定控制普通動物，而是要求不帶能夠感染人微生物和體外寄生蟲。這種動物只能供教學(xué)和普通試驗用 依據(jù)新修訂國家試驗動物微生物、寄生蟲質(zhì)量標準，我國將試驗大、小鼠分為三類即清潔級、無特定病原體級、無菌級（包含悉生動物）。其它品種試驗動物依然分為普通級、清潔級、無特定病原體級、無菌級（包含悉生動物）四級從年5月1日起取消了普通級大、小鼠標準醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第18頁無特定病原動物（SPF）1 喂養(yǎng)于屏障系統(tǒng)（隔離器）內(nèi)2 飼料和飲水必須消毒滅菌3 除必須排除清潔級動物所要求外源生命體外

12、，還必須排除特定病原 體內(nèi)不存在特定病原微生物和寄生蟲動物，簡稱SPF動物。是指無傳染病健康動物，來自無菌動物或悉生動物，轉(zhuǎn)移到屏障系統(tǒng)中喂養(yǎng)。在屏障系統(tǒng)環(huán)境設(shè)施中飼育繁殖和進行試驗，要進行嚴格消毒、檢疫、隔離并定時剖腹凈化醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第19頁無菌動物（GF）1 不攜帶任何生命體2 隔離器喂養(yǎng)（無菌環(huán)境）3 飼料、飲水需確保無菌體內(nèi)、外無任何可檢測出活微生物和寄生蟲動物。起源于無菌手術(shù)剖腹取胎，喂養(yǎng)在無菌隔離器內(nèi)，人工喂乳或保姆代養(yǎng)培育而成悉生動物（GN）1 來自無菌動物2 人工接種單菌、雙菌、三菌或多菌（已知菌）3 其它條件同無菌動物起源于無菌動物，體內(nèi)攜帶有已知微生物動物。喂養(yǎng)在隔離器中

13、醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第20頁常見試驗動物醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第21頁小 鼠 mouse醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第22頁大 鼠 ratSDWistar醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第23頁豚鼠 Guinea-pig英國種 安哥拉種 秘魯種 阿比西尼亞種醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第24頁倉鼠（地鼠）金黃地鼠 Golden hamster中國地鼠 Chinese hamster醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第25頁家 兔 Rabbit日本大耳白新西蘭兔青紫藍兔中國白兔醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第26頁犬 DOG比格犬 Beagle醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第27頁非人靈長類 MONKEY獼猴屬：恒河猴、熊猴、斷尾猴、 臺灣巖猴、平頂猴其它品種：狨猴、獺猴、夜猴、松鼠猴、金絲猴巨大類人猿：

14、長臂猿、猩猩、狒狒醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第28頁豬（小型豬） Swine普通豬小型豬醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第29頁裸鼠（免疫缺點鼠）nudeT淋巴細胞功效缺點動物：裸小鼠（nude mice）、裸大鼠(nude rat)B淋巴細胞功效缺點動物：性連鎖免疫缺點小鼠（CBA/N）聯(lián)合免疫缺點動物：嚴重聯(lián)合免疫缺點小鼠(SCID mice)醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第30頁試驗動物科學(xué)主要性醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第31頁試驗動物科學(xué)地位和意義 試驗動物科學(xué)發(fā)展最終目標，是經(jīng)過對動物本身生命現(xiàn)象研究，進而推用到人類，探索人類生命奧秘，控制人類疾病和衰老，延長人類壽命。 試驗動物科學(xué)主要性在于：當代科學(xué)技術(shù)主要組成個別，是生命科學(xué)基礎(chǔ)和條

15、件，是衡量一個國家或一個科研單位科學(xué)研究水平主要標志 生命科學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)，試驗研究所需要四個基礎(chǔ)條件中，試驗動物是最主要條件醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第32頁試驗動物應(yīng)用促進了醫(yī)學(xué)生物學(xué)快速發(fā)展免疫缺點動物研究進展快速，其培育及應(yīng)用已從小型嚙齒類動物擴展到馬、牛等大型哺乳類動物，從單一T細胞缺點無胸腺裸小鼠擴展到T、B細胞聯(lián)合免疫缺點SCID小鼠以及T、B、NK細胞三聯(lián)免疫缺點小鼠，廣泛用于腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)及臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域用人類遺傳疾病基因轉(zhuǎn)移形成轉(zhuǎn)基因動物可出現(xiàn)與人類相同遺傳疾病。轉(zhuǎn)基因動物為主動創(chuàng)造動物新品系及模型動物提供了最新伎倆無菌動物培育及應(yīng)用為微生態(tài)學(xué)、微生物與宿主相互關(guān)系研究帶

16、來了嶄新局面小型豬培育及應(yīng)用為動脈粥樣硬化等心血管系統(tǒng)疾病研究帶來了極為相同動物模型醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第33頁試驗動物和動物試驗應(yīng)用醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第34頁醫(yī)學(xué)生物學(xué)方面人類各種疾病發(fā)生發(fā)展十分復(fù)雜，要深入探討其疾病發(fā)病及防治機理是不能也不應(yīng)該在病人身上進行，但能夠經(jīng)過對動物各種疾病和生命現(xiàn)象研究，進而推用到人類醫(yī)學(xué)生物學(xué)科研課題有60%以上需要用試驗動物，許多課題研究離開試驗動物就寸步難行醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第35頁制藥工業(yè)方面新藥品必須以大量動物試驗進行嚴格安全性、有效性評價，包含動物急性、亞急性及慢性毒性試驗、三致試驗（致畸、致癌、致突變），包含以嚙齒類動物、犬或猴等不一樣進化程度動物進行試驗，證實

17、對人體安全可靠后，方能呈相關(guān)部門審批，申請生產(chǎn)批號藥品在正常生產(chǎn)過程中也要以動物試驗進行致熱原檢驗等安全性檢驗，以確保產(chǎn)品安全性醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第36頁生物制品方面試驗動物是生物制品生產(chǎn)原料，也是其安全性有效性評價必不可少工具，如以地鼠腎制備乙腦及狂犬疫苗，以猴腎制備小兒麻痹癥疫苗，以SPF雞胚制備麻疹疫苗以及以兔生產(chǎn)各種免疫血清等醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第37頁中醫(yī)藥研究方面中醫(yī)藥是中華民族傳統(tǒng)瑰寶，要使祖國醫(yī)學(xué)發(fā)揚光大，走向世界，要深刻揭示中醫(yī)藥治病機理，深入提升療效，研發(fā)中藥產(chǎn)品，就必須利用當代科學(xué)理論與方法，包含借助試驗動物學(xué)伎倆來進行研究，用客觀、規(guī)范、國際認可檢測標準和評價指標加以論證各癥候動

18、物模型中草藥研究醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第38頁輕工業(yè)與食品工業(yè)方面各種化裝品、食用保健品、飲料等安全性有效性評價均應(yīng)以動物試驗進行大家吃穿用，包含食品、食品添加劑、皮毛及化學(xué)纖維、生物日常見品，尤其是化學(xué)制品有害成份影響，都要用試驗動物去試驗。以證實其對人體無急慢性毒性，且無致癌、致畸、致突變作用，才能供給市場醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第39頁農(nóng)業(yè)方面新農(nóng)業(yè)優(yōu)良品種確實立除需做物理、化學(xué)分析外，利用試驗動物進行生物學(xué)判定；轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全性判定是今后動物試驗重點；化學(xué)肥料、農(nóng)藥殘毒檢測，安全性評價也要經(jīng)過動物試驗來確定畜牧業(yè)生理試驗、胚胎學(xué)研究、營養(yǎng)飼料分析、疫苗制備和判定等都要使用試驗動物畜禽傳染病研究工作中，

19、常急需要有合格試驗動物進行試驗醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第40頁國防和軍事科學(xué)方面各種武器殺傷效果，化學(xué)、輻射、細菌、激光武器效果和防護研究宇宙、航天科學(xué)試驗試驗動物都作為人類替身而取得有價值科學(xué)數(shù)據(jù)醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第41頁試驗動物科學(xué)發(fā)展及趨勢醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第42頁伴隨人類進步和社會發(fā)展，試驗動物越來越被世界各國重視，而且對各國國民經(jīng)濟建設(shè)和高新技術(shù)和發(fā)展發(fā)揮了主要作用，其發(fā)展和應(yīng)用程度是衡量一個國家和地域科學(xué)技術(shù)水平高低主要標志之一，被公認為“活試劑”、“活精密儀器”，涉足于各種研究和生產(chǎn)需要。廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、教學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、農(nóng)學(xué)、畜牧獸醫(yī)、勞動保護、計劃生育與優(yōu)生、食品衛(wèi)生以及生命科學(xué)、國防科學(xué)等領(lǐng)域。

20、尤其是醫(yī)學(xué)和相關(guān)生物學(xué)理論研究、生物藥品制造、化學(xué)藥品篩選與判定等，有力地推進著國民經(jīng)濟建設(shè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展 醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第43頁人類使用動物進行科學(xué)試驗歷史，能夠追述到公元前。公元前384-322年亞里士多德曾經(jīng)進行動物解剖，觀察各種動物臟器等，創(chuàng)建了以描述為特征生物學(xué)我國古代也有應(yīng)用動物進行毒物試驗記載。不一樣學(xué)科大量動物試驗，形成了試驗動物概念，促進了試驗動物學(xué)科誕生 20世紀50年代后，伴伴隨生命科學(xué)技術(shù)進步，尤其是試驗科學(xué)興起，極大地促進了試驗動物科學(xué)發(fā)展 1956年聯(lián)合國教科文組織與醫(yī)療科學(xué)國際組織和國際生命科學(xué)會聯(lián)合成立了國際試驗動物委員會（ICLAS)伴隨人類進步和社會發(fā)展

21、，試驗動物越來越被世界各國重視，而且對各國國民經(jīng)濟建設(shè)和高新技術(shù)和發(fā)展發(fā)揮了主要作用，其發(fā)展和應(yīng)用程度是衡量一個國家和地域科學(xué)技術(shù)水平高低主要標志之一醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第44頁國外試驗動物學(xué)發(fā)展趨勢發(fā)達國家試驗動物科學(xué)已發(fā)展成為一門獨立科學(xué)，在許多領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用；比較醫(yī)學(xué)得到大力發(fā)展試驗動物供給趨向于社會化、商品化；試驗動物管理標準化、規(guī)范化、法制化試驗動物品種品系齊全；高等級動物（清潔級、SPF級）被大量使用模型動物大量發(fā)展和使用，逐步取代常規(guī)試驗動物；轉(zhuǎn)基因動物大量使用；克隆動物、克隆動物組織器官研究 飼育應(yīng)用等級為SPF級和無菌級；動物試驗條件到達屏障系和隔離系統(tǒng)試驗動物和動物試驗專業(yè)技

22、術(shù)人員素質(zhì)較高 （本科專業(yè)，上崗證）試驗動物福利、保護和“3R”運動展現(xiàn)全球化趨勢醫(yī)學(xué)實驗動物學(xué)第45頁我國試驗動物科學(xué)發(fā)展我國試驗動物和動物試驗工作起步較晚 ，1950年代、60年代 、70年代只有少數(shù)高等院校和制藥行業(yè)喂養(yǎng)少許動物，極不規(guī)范，數(shù)量單一，各方面重視不夠1982年，國家科委在云南西雙版納召開了第一屆全國試驗動物工作會議1985年，國家科委制訂了試驗動物發(fā)展規(guī)劃，投資在全國建立四個試驗動物中心（北京試驗動物中心、天津試驗動物中心、上海試驗動物中心、云南靈長類試驗動物中心）。個別部委和省市也逐步建立了部屬和省級試驗動物中心1987年中國試驗動物學(xué)會成立，同年加入國際試驗動物科學(xué)委員會，成為ICLAS組員國1988年，經(jīng)國務(wù)院同意，國家科委頒布試驗動物管理條例1994年國家技術(shù)監(jiān)督局頒布了中華人民共和國試驗動物標準，1997年國家科委頒布了試驗動物質(zhì)量管理方法 年，科技部、衛(wèi)生部、教育部、農(nóng)業(yè)部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫局、國家中醫(yī)藥管理總局、中國人民解放軍總后勤部衛(wèi)生部聯(lián)合頒布了試驗動物許可證管理方法各省市和相關(guān)部門也制訂了當?shù)赜虮静块T試驗動物管理方法 年以來，國家相關(guān)部門對相關(guān)條例、標準和方法等進行修訂，深入推進試驗動物和動物試驗科學(xué)化、標準化、規(guī)范化醫(yī)學(xué)實驗動