动物实验

1动物实验实验动物学教研室孙伟TEL818702642一、动物实验的基本过程二、动物实验设计三、影响动物实验结果的因素及其控制四、动物实验中实验动物选择的基本原则3一、动物实验的基本过程选题报批提出假说实验条件准备草拟实验方案选择实验对象预实验修正与实施实验方案评估与报告4二、动物实验设计动物实验（animalexperiment）：把动物作为实验对象在动物身上进行实验，根据获得的结果逐步过度到人体。动物实验设计(experimentalanimaldesign)：运用实验动物学、统计学理论和方法来进行实验设计，确保动物实验内容安排合理，对实验结果进行高效率的统计分析，以使用最少的实验动物得出相对最优的结果和可靠的结论。5二、动物实验设计（一）动物实验的三个基本要素处理因素(studyfactor,treatment)受试对象(studysubject)实验效应(experimentaleffect)6处理因素处理因素受试对象受试对象实验效应实验效应7（一）动物实验的基本要素1、处理因素：研究者根据研究目的欲施加或欲观察的能作用于受试对象并引起直接或间接效应的因素。非处理因素：与处理因素相对应的，也能使受试对象产生效应的因素，混杂在处理因素中间，会干扰实验效应，所以又称混杂因素（confoundingfactor）8明确处理因素与非处理因素–处理因素：牛磺酸、罗格列酮；–非处理因素：大鼠的年龄，性别，体重，营养状况，进食量、环境因素、技术因素等。–尽可能使非处理因素在所比较的各组中齐同。处理因素标准化–如药物：剂量、出厂批号、给药方式和时间等。9（一）动物实验的基本要素2、受试对象：是根据研究目的而确定的实验动物。受试对象的基本条件：对处理因素敏感反应稳定统一标准10（一）动物实验的基本要素3、实验效应：处理因素作用于动物的反应和结果，它通过具体的观察指标来表达。选择观察指标的依据：客观性、特异性、敏感性高客观指标：借助仪器等手段进行测量来反映观察结果，人为影响因素较少。尽量选用客观的、定量的指标。特异性高的指标容易揭示处理因素的作用，不易受到混杂因素的干扰，可减少假阳性。表示观察指标能鉴别真阴性的能力。敏感性高表示该指标检出真阳性的能力强。11肿瘤动物模型的活体成像观察12一、动物实验设计（二）动物实验设计的三大原则对照原则(control)随机化原则(Randomization)重复原则(Replication)13对照原则1、对照的意义区分处理因素与非处理因素的效应，是比较的必要基础消除或减少实验误差实验组：对照组：比较结果非处理因素+处理效应+非处理效应处理因素处理效应非处理因素非处理效应处理因素14对照原则2、对照的种类空白对照（正常组）实验对照（手术组）标准对照（阳性对照）自身对照相互对照15对照原则空白对照：对照组不施加任何处理因素。实验组：灌胃给药对照组：无任何实验操作16对照原则实验对照：对照组不施加处理因素，但施加基础实验条件（非处理因素），包括操作技术、被试因素的溶媒等。凡对实验效应产生影响的实验条件，宜采用此法。抗卒中药物+手术+非处理因素→药物效应+手术效应+非处理因素效应手术+非处理因素→手术效应+非处理因素效应药物药物效应非处理因素→非处理因素效应17对照原则标准对照：用现有的标准方法或常规方法作对照。如在药理学研究中，用已知的有效药物、有效疗法或公认的标准疗法作对照。自身对照：实验在同一受试对象上进行。此法简单易行，使用广泛，但若实验前后某些环境或自身因素发生改变，并且会影响实验结果，就难以说明问题。相互对照：几个实验相互对照，如比较几种药物治疗同一疾病的疗效。18肾宁胶囊对2型糖尿病大鼠肾脏的保护作用表1肾宁胶囊对糖尿病大鼠血糖、24h尿蛋白、血尿素氮、血肌酐比较(x±s)组别n血糖(mmol/L)24h尿蛋白(mg)血尿素氮(mmol/L)血肌酐(μmol/L)对照组106.4±1.010.0±1.35.0±1.149.5±8.9模型组1116.5±2.1a130.8±26.7a10.6±1.8a62.3±19.6a治疗组1112.6±1.5ac61.6±23.3ac6.1±1.0c49.5±8.5c思考：对照组设计是否合理？19随机化原则1、随机化的意义随机≠随意2、随机化的应用在实验对象的抽样、分组和实验顺序中均应随机化。提高组间均衡性得到随机变量20随机化原则抽样随机：每一个符合条件的实验对象参加实验的机会相同，即总体中每个个体有相同的机会被抽到样本中来。这样可保证所得到的样本具有代表性，使实验结果具有普遍意义。分组随机：每个实验对象分到处理组和对照组的机会相同，以保证各处理组间实验对象尽可能均衡一致，以提高各组间的可比性。实验顺序随机：每个实验对象接受处理先后的机会相同，以消除不平衡的实验顺序所产生的偏差。21随机化原则3、随机化的方法抽签法随机数字表法随机排列表法其他：计算机产生随机数法等22随机化原则例：将10只大鼠应用随机数字表分配到A、B两组。（1）动物编号；（2）从随机数字表查得10个两位随机数；（3）将随机数从小到大排列得序号R，规定R＝1～5者为A组，R＝6～10者为B组。动物12345678910随机数93225364390710637635序号R10368512794分组BABBAAABBA23重复原则1.重复的意义实验样本含量的大小实验的样本量必须足够大，在相同实验条件下有充分的重复，以避免实验结果的偶然性，突出表现其必然规律。重复次数的多少任何实验结果的可靠性应经得起重复实验的考验，重复实验是检查实验结果可靠性的惟一方法。24重复原则2.确定样本量的方法粗估法估算方法：当实验者给定α和β，并对δ和б作出估算后用公式进行估计样本量。动物种类每组例数计量资料计数资料小动物10~30例/组不少于10不少于30中等动物8~20例/组不少于8不少于20大动物6~20例/组不少于6不少于2025第二节影响动物实验效果的因素☆动物因素☆环境因素☆营养因素☆技术因素26（一）、动物因素对动物实验的影响1.种属：不同种属的动物，在解剖、生理特征和对各种因素（药代、药效）等的反应上，各有特性。2.品种、品系：各个品系均有其独特的品系特征。3.年龄及体重：动物的解剖生理特征和反应性可随年龄而有明显的变化。4.性别：不同性别动物对同一药物的敏感性差异较大。5.生理状况：怀孕、哺乳的动物不宜选用．6.健康状况：健康动物对药物的耐受量比有病的动物要大。271.种属–大、小鼠对催吐药不产生呕吐反应，而犬则容易产生。–吗啡对家犬、兔、猴、大鼠和人主要作用是中枢抑制，而对小鼠和猫主要作用是兴奋。–苯胺及其衍生物对家犬、猫和豚鼠能引起与人相似的病理变化，产生变性血红蛋白，但对家兔则不易产生变性血红蛋白，大鼠则完全不产生。–基础代谢率相差很大:小鼠、鸽、豚鼠、大鼠、猪。282.品系例：–DBA/1与DBA/2:对Newcastle病毒反应：前者肺炎，后者脑炎。–噪音:DBA/2敏感，C57BL/6不敏感。–肾上腺皮质激素:C57BL敏感程度高于DBA12倍。–放射线：BALB/cAnN敏感，C57BR/CdJN具有抵抗力。–肿瘤移植成功率：裸鼠低于严重联合免疫缺陷小鼠29狗与人的年龄对应（年）狗12345678910111213141516人152428344042444852566064687276803.年龄和体重对实验处理的敏感程度：幼年老年成年30部分实验动物的年龄对照表313.体重和年龄动物的体重与年龄有一定的关系，也可按体重推算年龄，应注意的是，动物体重除与年龄密切相关外,与动物品种、品系、营养状态、饲养管理等因素有关。–常规实验：成年动物–肿瘤接种实验324.性别一般来说，实验若对动物性别无特殊要求，则宜选用雌雄各半。例：–大鼠皮下注射0.1～0.2ml的30％乙醇溶液,雄性动物死亡84％，而雌性动物死亡30％。–用戊巴比妥钠麻醉大鼠，雌性动物的敏感性是雄性动物的2.5～3.8倍。–乳腺癌、前列腺癌动物模型33（二）环境因素对动物实验的影响1温度：生殖、泌乳、机体抵抗力、生长、形态、新陈代谢和实验反应性等多方面2湿度：高湿—不利于散热，氨浓度增高，微生物繁殖低湿—活动量增加，粉尘多。大鼠环尾症、吃仔现象3气流及风速：气流大小与体热的发散有关。4空气洁净度：二氧化碳、排泄物中的恶臭物质、带入的灰尘、动物被毛、饲料垫料的粉尘等。5噪声：豚鼠尤其敏感；生育能力减退，吃仔现象；听源性痉挛6光照：神经内分泌、生殖系统7其他因素：居住因素、生物因素341温度（temperature）概念临界温度：动物的体温失去恒定性而开始下降或上升时的环境温度。GB：18～29℃(普通环境）20～26℃（屏障环境）温度变化的来源温度对动物实验的影响生殖、泌乳、机体抵抗力、生长、形态、新陈代谢和实验反应等。35环境温度动物体温低温区基础代谢温度适中区高温区产热量下限临界温度最适生产区上限临界温度36两种环境温度对药物LD50的影响药物（mg/kg）26.7℃15.5℃苯异丙胺90.0197.0盐酸脱氧麻黄碱33.2111.0麻黄碱56.5477.1372湿度humidity概念绝对湿度:空气中的实际水分含量，以g/m3为单位空气中实际含水量相对湿度（%）=------------------×100%同等温度下饱和含水量动物房中湿度的形成和来源湿度对动物的影响高温高湿导致机体蒸发散热受阻。高湿利于微生物繁殖和传播。湿度过低可导致粉尘飞扬，而微生物主要附着在粉尘上，动物室内变态反应原的含量随湿度的下降而上升。低湿，散热增加，产热相应增加，摄食增加低湿，大鼠环尾症,哺乳母鼠吃仔现象国家标准：相对湿度40-70%383气流aircurrent动物实验室气流的来源室内气压差、机械通风、门窗启闭、人员进出等空气流动方向：清洁走廊、动物饲育室流向其它走廊、淋浴室和动物设施外，室内正压。感染实验室及放射性动物实验室应保持负压气流速度对动物的影响散热;摄食量；空气污染换气次数使空气的污染降低到最低，保证饲养环境的新风量。国标:气流速度≤0.2m/s压强梯度≥10pa（屏障），≥50pa(隔离）换气次数≥15次/h394空气洁净度airpurity动物实验室内空气中漂浮着的颗粒物和有害气体，可干扰动物实验。A颗粒物污染粉尘颗粒的主要来源粉尘对动物的影响呼吸道疾病、变态反应等国标：7级（屏障）、5级（隔离）40B气体污染气体污染来源：氨、甲基硫醇、硫化氢、硫化甲基、三甲胺气体污染对动物的影响：呼吸器官各种炎症氨浓度是判定饲养室污染状况的检测指标。国标：NH3=14mg/m³415光照lighting人工光照（Lx）光照对动物实验的影响照度不强抑制生殖能力，卵巢减轻持续光照连续发情，卵泡形成但不生成黄体，永久性阴道角质化雌性做窝性能差，出现吃仔和哺乳不良现象视网膜退形性变化国家标准（大小鼠）：工作照度≥200lx动物照度15-20lx明暗交替：12h：12h或10h：14h426噪声noise音频：人1000－2000Hz,小鼠1000－5000Hz。概念：当声音的声压、响度、持续性超过人和动物生理感受力，以至引起各种病理效应时，就被称为噪声。动物实验区噪声来源外界侵入、室内操作及设备运转噪声对动物实验的影响应激反应、生殖生理、听源性痉挛、引起动物呼吸、心跳、血压、肾上腺皮质激素等生理指标变化。国家标准：≤60db437居住因素livingfactor笼器具：无毒、耐腐蚀、耐高压、易冲洗垫料：无毒、无味、吸水性强、粉尘少饮水448生物因素biologicalfactor空气中的微生物:是实验动物环境检测的重要指标社会因素和饲养密度45（三）营养因素对动物实验的影响1非营养研究对采食量的影响对生长发育的影响对生理生化指标的影响对免疫功能的影响对动物疾病发生