实验动物的选择.ppt

实验动物选择实验动物选择的一般原则选择实验动物的基本原则常用动物实验中实验动物的选择常用实验动物的生物学特性及应用实验动物选择的总体思路实验动物种类众多，如何依据不同的实验目的来正确地选择动物，是作好一项研究工作的第一步。严格地说，实验动物选择的正确与否，不仅影响到经费支出、工作进展，还会影响到实验结果的正确性与可靠性，以及整个实验的顺利完成。目的名称实验用动物种类单孔目(Monotremata)有袋目(Marsupialia)贫齿目(Edentata)食虫目(lnsectivora)翼手目(Chiroptera)灵长目(Primates)兔形目(Lagomorpha)啮齿目(Rodentia)鲸目(Cetacea)食肉目(Carnivora)鳍足目(Pinnipedia)长鼻目(Proboscidea)海牛目(Sirenia)奇蹄目(Perissodactyla)偶蹄目(Artiodactyla)至今无袋鼠犰狳、穿山甲刺猬蝙蝠猕猴、松鼠猴、狨猴、黑猩猩兔、鼠兔小鼠、大鼠、金黄地鼠、豚鼠、沙鼠、黑线姬鼠江豚猫、犬、雪貂海狗至今无至今无马、驴、骡猪、羊、牛、鹿试验动物选择的一般原则动物品种品系年龄与体重性别生理与健康状况动物实验结果分析StrainofbreedAge&WeightSexPhysiologicalcharacter&HealthAnalysisofexperimentalresults一、动物品种品系同物种内的不同品种、品系，由于生物学特性的差异，对相同试验反应结果存在差异。同品系的各亚系之间差异可相当于不同品系。例如：DBA小鼠会发生听源性癫痫发作，而C57BL小鼠根本不出现这种反应。BALB/cAnN小鼠对放射线极敏感，而C57BL/CdJN小鼠对放射线却有抵抗力。C57BL小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比DBA小鼠高12倍。DBA小鼠对雌激素较C57BL小鼠敏感。二、动物的年龄和体重实验动物的机体反应性随年龄而有所变化。幼年动物往往较成年动物敏感，而老年动物代谢功能降低，反应不灵敏。成年动物—大多数实验都选择老年动物—多用于老年医学研究中幼年动物—慢性实验或长期毒性实验（实验周期长）对于动物的年龄，还应注意“天文学时间”与“生物学时间”的区别，二者的意义不同。不同种属实验动物的寿命长短不一，但多比人的寿命短。选择实验动物时必须了解有关动物的寿命，并安排与人的某年龄时期相对应的动物进行实验研究。动物的体重年龄与体重一般呈正相关性。同一实验中，动物的体重应尽可能一致，一般不应相关10%，若相差悬殊，则易增加动物反应的个体差异，影响实验结果的正确性。实验动物年龄和体重一般呈正比，啮齿类动物可根据体重推算年龄。三、动物的性别许多实验证明，不同性别的动物对同一药物的敏感性差异较大，对各种刺激的反应也不尽一致，雌性动物在性周期不同阶段和怀孕、哺乳时的机体反应性有较大的改变，因此科研工作汇总一般选择雌雄各半进行试验。药物反应中性别不同效果尤为不同。例如：5-6周的雄性大鼠给药角新碱，可见镇痛效果，但是雌性，则没有镇痛效果。医学研究中，通常选择实验动物应雌雄各半。若发现有明显的性别差异，则应分别测定不同性别实验动物的结果。四、生理与健康状况生理状况：实验动物处在特殊的生理状态如怀孕、哺乳时，其体重及某些生理生化指标将有所不同，对外界环境因素作用的反应亦与非怀孕、非哺乳的实验动物有着较大差异。功能状态：如：体温升高—对解热药敏感血压升高—对降压药敏感健康状况：患病动物对药物的耐受性较健康动物小，因而患病动物容易在实验过程中中毒死亡。动物潜在感染，对实验结果影响很大。兔球虫病对肝脏功能影响较大。犬食量不足、饥饿，麻醉时间延长。五、动物实验结果分析进行动物试验研究时，一定要对可能的研究结果进行充分的分析论证。因为动物实验的结果或结论，根据对应原则，最终将主要应用于人类疾病研究中。在肯定一个实验结果时，最好采用两种以上动物进行比较观察（啮齿类、非啮齿类）常用顺序：小鼠、大鼠、狗或猴选择实验动物基本原则相似性原则可靠性原则重复性原则可控性原则经济性原则尽量选择与人类相似的动物使用实验动物的最终目的是为了间接地研究人类疾病，所以在选择动物时，尽量使用那些与人在机能、代谢、结构、疾病特点等方面相似的动物。相似性原则灵长类动物：从整体的相似性来讲，最接近于人类，是应为各学科研究首选动物。很多传染性疾病，有较强感染种属特异性，如人类乙型肝炎病毒(HBV)，在自然情况下只感染人和黑猩猩。SARS—恒河猴整体相似性灵长类动物：猕猴的生殖生理与人类非常接近，性周期为28d，是研究人类生殖生理的理想动物。猕猴还能发生各种形态上和生物学性质上与人的肿瘤相似的病变。缺点：较难获得，价格昂贵，濒危保护动物。对饲养条件的要求特殊。遗传和微生物控制困难。实验操作不便，所以在实际应用中常常退而求其次。整体相似性树鼩：体重120～250g，每隔45天左右可以繁殖生育一次，其新陈代谢过程远较家犬、鼠类等动物与人相似，解剖和生理功能也与其它灵长类相似。HAV、HBV、麻风杆菌等动物进化的越高级并不一定所有器官和功能都接近人，有些动物的进化程度并不一定很高，但是某些组织器官的结构或疾病特点与人类很相似。蛙：不能选作研究高级神经活动，但蛙的脊髓合适做简单的反射弧实验，用蛙的脊髓作这方面的试验，简单、直观、明确、容易分析。局部相似性犬：具有发达的神经系统，消化生理、毒理和对疾病的反应和人类近似，适于作生理、营养、药理、毒理、行为和外科手术的研究。嗅觉特别灵敏，听觉也很敏锐，犬听到声音时，由于耳与眼的交感作用，有注视声源的习性。犬对于人的口令和简单语言可根据音调、音节变化建立条件反射，完成主人交给的任务。局部相似性猪：心血管系统、消化系统、皮肤、营养需要、骨骼发育及矿物质代谢等都与人的情况极其相似。心脏瓣膜、结构与人相似，已用于人心脏瓣膜缺损修补。猪的胆固醇代谢与人类似，是高胆固醇饲料引发的动脉粥样硬化的理想的动物模型。小型猪的皮肤组织结构与人类很相似（毛发的疏密，表皮厚薄，表皮形态学和增生动力学，烧伤皮肤的体液和代谢变化机制等）局部相似性小鼠和大鼠：由于它们的解剖和组织学特点、生理反应、代谢状况以及对许多药物的反应均类似于人，另外它们价格便宜、易于管理和控制。选用人兽共患疾病的实验动物：有些病因造成人和动物共同患病，其临床过程、病理变化也相似，所以就应选用这样的动物来研究人类疾病。其他相似性群体分布以群体对象为研究课题，要选择群体型、表型分布与人相似的实验动物。例如，药物安全性评价、药物筛选时，通常以封闭群模拟自然群体基因型动物。操作实感为临床操作打基础的实验。例如猪以及的形态大小与人接近可靠性原则复制的动物模型来应该力求可靠地反映人类疾病，即可特异地、可靠地反映某种疾病或某种机能、代谢、结构变化，应具备该种疾病的主要症状和体征，经化验或X光照片、心电图、病理切片等证实。若易自发地出现某些相应病变的动物，就不应加以选用，易产生与复制疾病相混淆的疾病者也不宜选用。例如铅中毒可用大白鼠做模型，但有缺点，因为它本身容易患动物地方性肺炎及进行性肾病，后者容易铅中毒所致的肾病相混淆，不易确定该肾病是铅中毒所致还是它本身的疾病所致。用蒙古沙土鼠就比较容易确定，因为一般只有铅中毒才会使它出现相应的肾病变。重复性原则理想的动物模型应该是可重复的，甚至是可以标准化的。例如用一次定量放血法可百分之百造成出血性休克，百分之百死亡，这就符合可重复性和达到了标准化要求。又如用狗做心肌梗死模型照理很合适，因为它的冠状动脉循环与人相似，而且在实验动物中它最适宜做暴露心脏的剖胸手术，但狗结扎冠状动脉的后果差异太大，不同狗同一动脉同一部位的结扎，其后果很不一致，无法预测，无法标准化。相反，大小白鼠、地鼠和豚鼠结扎冠脉的后果就比较稳定一致，可以预测，因而可以标准化。增强动物模型复制时的重复性（一致性）动物品种、品系、年龄、性别、体重、健康情况、饲养管理；实验及环境条件，季节、昼夜节律、应激、室温、湿度、气压、消毒灭菌；实验方法步骤；药品生产厂家、批号、纯度规格、给药剂型、剂量、途径、麻醉、镇静、镇痛等用药情况；仪器型号、灵敏度、精确度；实验者操作技术熟练程度因为一致性是重现性的可靠保证。可控性原则供医学实验研究用的动物模型，在复制时，应尽量考虑到今后临床应用和便于控制其疾病的发展，以利于研究的开展。如雌激素能终止大鼠和小鼠的早期妊娠，但不能终止人的妊娠。因此，选用雌激素复制大鼠和小鼠终止早期妊娠的模型是不适用的，因为在大鼠和小鼠筛选带有雌激素活性的药物时，常常会发现这些药物能终止妊娠，似乎可能是有效的避孕药，但一旦用于人则并不成功。所以，如果知道一个化合物具有雌激素活，用这个化合物在大鼠或小鼠观察终止妊娠的作用是没有意义的。如选用大小鼠作作实验性腹膜炎就不适用，因为它们对革兰氏阴性细菌具有较高的抵抗力，很不容易造成腹膜炎。有的动物对某致病因子特别敏感，极易死亡，也不适用。如狗腹腔注射粪便滤液引起腹膜炎很快死亡（80%24小时内死亡），来不及做实验治疗观察，而且粪便剂量及细菌菌株不好控制，因此不能准确重复实验结果。经济性原则在动物实验设计时，所采用的方法应尽量做到容易执行和合乎经济原则。灵长类动物与人最近似，复制的疾病模型相似性好，但稀少昂贵，即使猕猴也不可多得，更不用说猩猩、长臂猿。幸好很多小动物如大小鼠、地鼠、豚鼠等也可以复制出十分近似的人类疾病模型。它们容易作到遗传背景明确，体内微生物可加控制、模型性显著且稳定，年龄、性别、体重等可任意选择，而且价谦易得、便于饲养管理，因此可尽量采用。除非不得已或一些特殊疾病（如痢疾、脊髓灰白质炎等）研究需要外，尽量不用灵长类动物。除了在动物选择上要考虑易行性和经济性原则外，而且在模型复制的方法上、指标的观察上也都要注意这一原则。常用动物实验中实验动物的选择药效学实验动物选择毒理学实验动物选择心血管系统疾病研究中的选择消化和呼吸系统疾病研究中的选择神经系统疾病研究中的选择泌尿和生殖系统疾病研究中的选择微循环试验研究中的选择其他实验研究的选择一、药效学试验动物选择（一）临床前药物代谢动力学研究进行临床前药物代谢动力学研究，目的在于了解新药在动物体内动态变化的规律及特点，为临床合理用药提供参考。所以，选择动物时，必须选用成年健康的动物，常用的有大鼠、小鼠、兔、豚鼠、犬等。首选动物及其性别应尽量与药效学或毒理学研究所用动物一致。做药物动力学参数测定，最好使用犬、猴等大动物，这样可在同一动物上多次采样，而使用小动物可能要采用多只动物的合并样本，应尽量避免。做药物分布试验时，一般选用大鼠或小鼠较为方便。做药物排泄试验时，一般也首选大鼠，其胆汁采集可在乙醚麻醉下做胆管插管引流。（二）一般药理研究一般药理研究指主要药效作用以外广泛药理作用的研究。常选用的动物包括小鼠、大鼠、狗、猫等，性别不限，但观察循环和呼吸系统时一般不宜用小鼠和兔促智药研究一般使用健康成年小鼠和大鼠。除非特定需要，一般不选用幼鼠或老年鼠。镇静催眠药研究一般选用健康成年小鼠，便于分组实验。抗痛药研究一般选用健康成年小鼠或大鼠，且以雄性为宜。镇痛药研究均需在整体动物上进行，常用成年小鼠、大鼠、兔，必要时也可用豚鼠、犬等。一般雌雄兼用，但在热板法或是跖刺激法试验中，不用雄性动物，因为雄性动物的阴囊部位对热敏感。（三）作用于神经系统的药物研究解热药研究首选家兔，因为家兔对热原质极敏感。当然，家兔的品种、年龄、实验室温度、动物活动情况等不同，都对发热反应的速度和程度有明显影响，应按我国药典中有关规定进行。此外，也可用大鼠进行试验。神经节传导阻滞影响的药物研究时，首选动物是猫，最常用的是颈神经节，因其前部和后部均容易区分。研究药物对神经肌肉接点的影响时，常用动物是猫、兔、鸡、小鼠和蛙。在对影响副交感神经效应器接点的药物进行研究时，首选动物是大鼠。抗心肌缺血药物研究可