常見疾病動物模型在藥物研發(fā)中的應用

常見疾病動物模型在藥物研發(fā)中的應用第一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六主要內(nèi)容實驗動物在科研中的地位科研立項、結(jié)題對實驗動物的要求動物模型選擇的基本原則腦缺血疾病動物模型抗腫瘤藥物研究動物模型心血管系統(tǒng)疾病動物模型醫(yī)學科研論文對實驗動物的描述要求第二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六一、實驗動物在科研中的地位在過去100年中，68%的諾貝爾醫(yī)學獎是使用動物的研究成果。Science在過去5年選出的50項重大科技進展中，生命科學占22項，其中利用實驗動物的研究占13項。國家自然科學基金2012年資助生命科學和醫(yī)學領域課題13449項，其中使用實驗動物的研究課題約占40%。現(xiàn)代醫(yī)學研究史上一些科學家采用動物實驗而獲得的重大發(fā)現(xiàn)舉例發(fā)現(xiàn)年份發(fā)現(xiàn)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伯納德狗第三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六二、科研立項、結(jié)題對實驗動物的要求《實驗動物管理條例》（國家科委1988年，2號令）第十九條：應用實驗動物應當根據(jù)不同的實驗目的，選用相應的合格實驗動物。申報科研課題和鑒定科研成果，應當把應用合格實驗動物作為基本條件。應用不合格實驗動物取得的檢定或者安全評價結(jié)果無效，所生產(chǎn)的制品不得使用?！端拇ㄊ嶒瀯游锕芾頃盒修k法》（川科財〔2013〕25號）第十二條：與實驗動物有關(guān)的科研立項、結(jié)題驗收、科技成果鑒定和評獎，進行檢定檢驗和以實驗動物為原料或者載體生產(chǎn)產(chǎn)品的，應當把使用合格實驗動物和具備相應等級的動物實驗環(huán)境設施作為基本條件。應用不合格的實驗動物或者在不合格的實驗環(huán)境設施內(nèi)取得的科學研究、檢定、評價的結(jié)果無效，相關(guān)的科研項目不得驗收、鑒定、評獎，生產(chǎn)的制品不得使用和出售。第四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六三、動物模型選擇的基本原則充分查閱與課題相關(guān)的實驗動物與動物實驗兩方面的文獻。盡量選擇與人類相似的實驗動物。①結(jié)構(gòu)和功能的相似性②年齡狀態(tài)的相似性③群體分布的相似性④生態(tài)或健康狀況的相似性⑤疾病特點的相似性⑥解剖特點的相似性動物種類平均壽命（年）最長壽命（年）猴1030犬

1020兔815豚鼠57大鼠35小鼠23豬1627貓1230第五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六模型的重復性、可靠性、適用性、可控性、易行性和經(jīng)濟性。根據(jù)實驗動物不同品種、品系的特點選擇合適的實驗動物。動物解剖、生理特點應用選擇兔頸部交感神經(jīng)、迷走神經(jīng)、減壓神經(jīng)分別存在、獨立行走；對體溫變化十分敏感觀察減壓神經(jīng)對心臟的作用；宜做發(fā)熱、解熱和檢查熱原的實驗研究犬紅綠色盲；汗腺不發(fā)達；胰腺小；胃小，易作胃導管不能以紅綠做條件刺激反射實驗；不宜作發(fā)汗實驗；宜作胰腺摘除術(shù)；便于進行胃腸道生理研究大鼠無膽囊，不會嘔吐；胰腺分散不能做膽功能觀察、催吐實驗、胰腺摘除術(shù)豚鼠自身不能合成維生素C可用來做Vc缺乏試驗三、動物模型選擇的基本原則第六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六據(jù)課題研究的目的、內(nèi)容、水平和對實驗動物質(zhì)量的要求，選用相匹配的標準化動物。選用與實驗要求相適應的實驗動物規(guī)格。①年齡：應選擇體成熟的青壯年動物為宜。②體重：實驗動物體重與年齡間有一定的相關(guān)性，選擇發(fā)育正常、體重符合要求的實驗動物。③性別：同一品種（系）動物不同性別對許多外界刺激的反應不一致。④生理狀況：不同生理狀態(tài)對外界的刺激的反應不一致。三、動物模型選擇的基本原則第七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六動物實驗結(jié)果的外推。實驗動物的選擇和應用應注意有關(guān)國際規(guī)范（實驗動物福利，3R原則）。三、動物模型選擇的基本原則第八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六四、腦缺血疾病動物模型1.腦缺血動物模型全腦缺血模型：阻斷沙鼠雙側(cè)頸總動脈模型阻斷大鼠四動脈(雙側(cè)頸總動脈和椎動脈)模型阻斷大鼠雙側(cè)頸總動脈加血壓降低模型局灶性腦缺血模型：阻塞大鼠大腦中動脈模型(栓塞法、光化學發(fā)等)三氯化鐵誘發(fā)大腦中動脈血栓形成模型其它：自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)阻斷大腦中動脈模型卒中型自發(fā)性高血壓大鼠(SHRSP)腦缺血模型第九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六1.腦缺血動物模型模型名稱模型評價缺點沙鼠全腦缺血模型簡便、缺血可靠，適合于對腦缺血及再灌注后神經(jīng)元損傷機制的研究與藥物篩選。側(cè)枝血管和后交通動脈的發(fā)育有變異，使產(chǎn)生DND的結(jié)果不穩(wěn)定；體積過小使生理指標的監(jiān)測較為困難；操作技術(shù)要求高，對抽搐遺傳易感性。阻斷大鼠腦四動脈全腦缺血模型有良好的可重復性。缺血與再灌注時間可通過頸動脈夾開閉控制，可根據(jù)實驗要求造成不同程度的腦缺血損傷。需要處理4條血管，實驗要分兩步在兩天內(nèi)才能完成。阻斷頸總動脈-降低血壓大鼠前腦缺血模型重復性好，易于控制缺血時間，用于研究腦缺血后的腦代謝和組織學改變。血壓下降后，其它重要器官灌注也降低，影響這些器官功能。不能觀察缺血后產(chǎn)生的即刻神經(jīng)癥狀。大腦中動脈阻塞大鼠局灶性腦缺血模型適用于缺血和缺血-再灌注腦損傷發(fā)生機制及藥物篩選的研究。不同品種大鼠線栓法MCAO腦梗死體積大小及變異不同。F344大鼠梗死體積最大，變異?。籛sitar大鼠梗死體積小，變異大；SD大鼠介于兩者之間。四、腦缺血疾病動物模型第十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六1.腦缺血動物模型模型名稱模型評價缺點三氯化鐵誘發(fā)大鼠大腦中動脈血栓形成模型該模型形成的血栓為混合血栓，與臨床血栓形成的病理過程相似，是一種快速評價抗栓藥和溶栓藥療效的腦血栓模型。動物的顴弓被除去后可影響動物攝食，不利于長期觀察。大鼠多發(fā)性腦血栓模型能較好地反映腦血栓形成的實際情況。形成血栓為血小板血栓，主要位于小動脈與毛細血管內(nèi)，在右半大腦形成的血栓彌散、不固定。大鼠頸內(nèi)動脈注入微栓子模型操作簡單，缺血效果較好，穩(wěn)定性和重復性較好。接近于人類腦卒中，適用于局灶性腦缺血的發(fā)生機制、藥物療效、溶栓治療研究。血栓的制備和選擇、套管插入深度和動物體重這3個因素明顯影響造模成功率。大鼠頸總動脈注入自體血栓模型栓子大小和栓塞部位易控制，操作簡便，缺血效果可靠，穩(wěn)定性、重復性好。四、腦缺血疾病動物模型第十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六2.腦出血動物模型模型名稱模型評價缺點注入自體血大鼠腦出血模型是目前應用最多的腦出血動物模型之一。主要用于觀察藥物對血腫的吸收、腦水腫、顱內(nèi)壓升高、局部腦缺血、腦血流、氧自由基損傷和神經(jīng)功能改善的效果。血腫體積不恒定，不同個體差異較大，腦出血癥狀不十分明顯，神經(jīng)功能評分較低、僅供參考。注入膠原酶和肝素誘發(fā)大鼠腦出血模型操作簡便，產(chǎn)生的血腫大小基本一直，重復性好。出血區(qū)實際上是彌漫性滲血與腦組織混雜在一起，并非完整的血腫，病理上類似出血梗死，與人類腦出血的病理改變和過程不同。自發(fā)性腦出血模型能重現(xiàn)人類自發(fā)性腦出血發(fā)病過程。存在遺傳局限性，易變種、斷種，飼養(yǎng)困難，且價格高、來源少而限制了其在腦出血研究中的廣泛應用。四、腦缺血疾病動物模型第十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六3.蛛網(wǎng)膜下腔出血動物模型(SAH)造模動物模型評價缺點犬SAH模型研究最多，效果也最好。但有研究證明狗并不適合SAH后腦血管的研究，因其基底動脈對去甲腎上腺素和血紅蛋白的反映與人明顯不同。去甲腎上腺素能使人基底動脈收縮，而對犬卻無收縮作用；

血紅蛋白能使犬的基底動脈收縮,但對人卻無作用。猴猴最接近于人的遺傳基因，

因此猴的SAH模型可能是最好的。但這類動物的費用高且受保護,因此應用不如其他動物廣泛。兔是目前理想的SAH模型。SAH后CVS的發(fā)生與人類相似，

且可反復實施腦血管造影，費用較猴、狗為低。但忽視了動脈血管損傷的變化，這是其最大的弊端。大鼠可能成為今后使用最廣泛的動物模型，特別是采用基因轉(zhuǎn)錄過的大鼠研究SAH后腦CVS的發(fā)生機制，成為目前研究的重點。但在影像學方面，不如狗、兔。四、腦缺血疾病動物模型第十三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六五、抗腫瘤藥物研究動物模型1.常用自發(fā)性腫瘤動物模型腫瘤名稱品系年齡(月)性別自發(fā)率(%)乳腺腫瘤C3H/♀♂80～100肺腺瘤A/He18♀♂90.0肺細胞瘤C3H/He14♂85.0肝癌C3H/He/Ola14/85.0淋巴瘤AKRAKR//♂♀79.792.0網(wǎng)織細胞瘤(C57BL×C3H/Anf)F130♀♂49.0垂體腫瘤C57BR/CdDBA1212～18♀/33.055.5卵巢腫瘤BALB/c//75.8纖維肉瘤(BALB/c×C57BL/6)F118♀28.4第十四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六2.化學致癌劑誘發(fā)的常用腫瘤模型致癌物給藥方式劑量誘發(fā)時間（天）腫瘤種類發(fā)生率苯并芘皮膚涂抹；皮膚滴落0.1%，1次/周;0.5%，5次/周120-200150-200多發(fā)性乳頭瘤和癌；孤立的乳頭瘤和癌>90%>90%二甲基苯蒽和巴豆油皮膚涂抹0.15ug/只,2次/周；0.5mg/只,5次/周90-150多發(fā)性乳頭瘤和癌>90%苯并芘皮下5mg/只，共1次90-120局部纖維肉瘤>90%4-二甲氨基胝口服每天1.5mg/kg350-400外耳道癌>90%7,12-二甲基苯蒽靜脈生后第48,50和52天，8mg/kg-100乳腺癌>90%二乙基亞硝胺口服5mg/kg，2次/周，共14周120-180惡性肝腫瘤>90%乙基苯基亞硝胺口服每天1mg/kg180-250食管癌>80%N-亞硝基-甲基-乙酰氧基-甲胺口服3.5mg/kg，2次/周，共10周80-120前胃乳頭狀瘤和癌>90%N-甲基亞硝基脲靜脈生后第50和57天，50mg/kg-100乳腺癌>90%五、抗腫瘤藥物研究動物模型第十五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六3.移植性腫瘤動物模型五、抗腫瘤藥物研究動物模型第十六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六3.1動物移植性腫瘤模型五、抗腫瘤藥物研究動物模型第十七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六腫瘤名稱及類型代號宿主取瘤時間接種量接種方法艾氏腹水癌EACKM小鼠或其它小鼠6-9d0.2ml（1:1-4)ip肉瘤180S180KM小鼠或其它小鼠7-11d0.2ml（1:3-4)Sc或ipLewis肺癌LewisC57BL/6小鼠10-14d0.2ml（1:1-3)或直徑2-3mm瘤塊1塊sc黑色素瘤B16B16C57BL/6小鼠15-20d0.2ml(1:1-3)或直徑2-3mm瘤塊1塊sc白血病L615L615615小鼠6-7d0.1-0.2mlsc白血病P388P388DBA/2小鼠6-8d0.2ml(1:3-4)ip或sc白血病L1210L1210DBA/2小鼠6-8d0.2ml(1:3-4)ip或sc瓦克氏肉瘤W256W256Wistar大鼠或其它大鼠6-8d0.2-0.5ml(1:3)sc或im五、抗腫瘤藥物研究動物模型3.1動物移植性腫瘤模型第十八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六3.2人體腫瘤異種移植性腫瘤模型結(jié)腸癌、乳腺癌、肺癌、黑色素瘤、卵巢癌、淋巴瘤和白血病、胃癌、腎癌、宮頸癌、軟組織肉瘤和骨肉瘤等。黑色素瘤、惡性膠質(zhì)瘤、結(jié)腸癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、腎癌、前列腺癌以及外陰癌、宮頸癌等。五、抗腫瘤藥物研究動物模型第十九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六六、心血管系統(tǒng)疾病動物模型1心肌缺血動物模型造模動物模型評價缺點垂體后葉素誘發(fā)大鼠心肌缺血可用于缺血缺氧性心肌損害的發(fā)生機制、防治方法研究，適用于緩解冠狀動脈痙攣、防治心肌缺血藥物的初篩。劑量不大時，可迅速恢復，故可反復在同一動物身上進行多次實驗。心肌壞死范圍和數(shù)量不同動物個體間差異大，不如異丙腎上腺素引起的心肌壞死穩(wěn)定。異丙腎上腺素誘發(fā)大鼠心肌缺血效果穩(wěn)定可靠，心肌壞死病理特點和發(fā)生機制類似人缺血缺氧性心肌壞死。適用于觀察心肌供氧供需平衡或通過作用與β腎上腺素受體來防治心肌缺血的藥物；也可用于心肌壞死、心纖維化發(fā)生機制的研究和防治藥物篩選。引起心肌壞死的異丙腎上腺素的劑量范圍較寬（1～10mg/kg）。第二十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六六、心血管系統(tǒng)疾病動物模型2心肌梗死動物模型造模動物模型評價缺點大鼠心肌梗死模型心肌梗死效果確實，梗死發(fā)生快，缺血區(qū)域大致固定，可進行血流動力學、心電圖、組織病理學和血清學指標檢測。用于冠心病心肌梗死的發(fā)生機制、防治方法的實驗研究。動物存活率與操作熟練度有關(guān)，術(shù)后成活率可達60%或更高。兔心肌梗死模型不需破壞胸膜進行冠狀動脈結(jié)扎，不需進行人工呼吸。心肌梗死范圍3d內(nèi)較穩(wěn)定，3d后有自發(fā)緩解趨勢，冠狀動脈變異較大。犬心肌梗死模型最常用動物模型，重復性好？便于進行給藥前后自身比較。本模型是急性心肌缺血模型，不能用于慢性實驗的觀察。冠狀動脈左旋支粗大且分布較廣，冠狀動脈間吻合支多，不同犬同一血管、同一部位，結(jié)果很不一致，無法預測，個