人類疾病的動物模型及應(yīng)用

人類疾病的動物模型及應(yīng)用第1頁/共76頁第二節(jié)各種實(shí)驗(yàn)動物模型的分類與復(fù)制第三節(jié)免疫缺陷動物第四節(jié)轉(zhuǎn)基因動物第一節(jié)

概述第2頁/共76頁

人類疾病的發(fā)展十分復(fù)雜，以人本身作為實(shí)驗(yàn)對象來深入探討疾病發(fā)生機(jī)制，推動醫(yī)藥學(xué)的發(fā)展來之緩慢，臨床積累的經(jīng)驗(yàn)不僅在時(shí)間和空間上都存在局限性，而且許多實(shí)驗(yàn)在道義上和方法上也受到限制。要深入探討人類疾病的發(fā)病機(jī)制及療效機(jī)制必須借助于動物模型的間接研究，可以有意識地改變那些在自然條件下不可能或不易排除的因素，以便更準(zhǔn)確地觀察模型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并與人類疾病進(jìn)行比較研究，有助于更方便，更有效地認(rèn)識人類疾病的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，研究防治措施。第一節(jié)、概述第3頁/共76頁概念：人類疾病動物模型（animalmodelofhumandisease）指醫(yī)學(xué)研究中建立的具有人類疾病模擬表現(xiàn)的動物實(shí)驗(yàn)對象和相關(guān)材料。生物醫(yī)學(xué)研究的進(jìn)展常常依賴于使用動物模型作為實(shí)驗(yàn)假說和臨床假說二者的試驗(yàn)基礎(chǔ)。用人類疾病動物模型是現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究中極為重要的實(shí)驗(yàn)方法和手段，有助于更方便、有效地認(rèn)識人類疾病的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律和研究防治措施。第4頁/共76頁一.人類疾病動物模型的意義1.避免了在人身上實(shí)驗(yàn)造成危害動物可作為人類“替難者”，在設(shè)計(jì)的特定條件下反復(fù)觀察。急性和慢性呼吸系統(tǒng)疾病研究時(shí)很難重復(fù)環(huán)境污染的作用，而用動物代替人體做實(shí)驗(yàn)對象，就可在人為設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)條件下反復(fù)觀察和研究。因此，復(fù)制動物模型，除了能克服在人體研究中經(jīng)常會遇到的倫理和社會限制外，還允許采用某些不能應(yīng)用于人體的方法和途徑，甚至為了需要可以損傷動物組織、器官或犧牲動物。第5頁/共76頁2.可提供發(fā)病率低、潛伏期長和病程長的疾病資料白化病1/1萬白血病2.76/10萬遺傳病免疫性疾病呼吸系統(tǒng)疾病內(nèi)分泌疾病血液性疾病遺傳性、免疫性、代謝性和內(nèi)分泌、血液等疾病在臨床上發(fā)病率較低。研究人員可有意識地選用在動物種群中發(fā)病率高的或復(fù)制出各種模型進(jìn)行研究探索，如再生障礙性貧血的發(fā)病率較低，可通過不同方法手段復(fù)制出模型進(jìn)行研究。臨床上的腫瘤、慢性氣管炎、動脈粥樣硬化等疾病，發(fā)生發(fā)展緩慢，潛伏期長，病程長，可達(dá)數(shù)年以至數(shù)十年，在人體很難進(jìn)行3世代以上的觀察，而動物則可進(jìn)行幾十代的觀察。慢性支氣管炎第6頁/共76頁3.增加方法學(xué)上的可比性疾病發(fā)生發(fā)展單一病因造模年齡性別體質(zhì)遺傳社會因素品種品系健康狀態(tài)微生物實(shí)驗(yàn)條件病人動物4.樣品易得，分析實(shí)驗(yàn)簡化動物模型作為人類疾病的“復(fù)制品”，可按所需采集各種樣品，及時(shí)或分批犧牲動物收集標(biāo)本，以了解疾病全過程，這在臨床上則是難以辦到的。一般疾病多為零散發(fā)生，難以在同一時(shí)期獲得一定數(shù)量的定性材料，而模型動物則在群體數(shù)量和方法條件上能夠滿足要求，從而能提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可比性和重復(fù)性。第7頁/共76頁5.有助于全面認(rèn)識疾病本質(zhì)某些病原體既可以使人致病，也可引起動物感染，即“人獸共患病”。通過對人獸共患病進(jìn)行比較研究（雖然疾病的發(fā)生發(fā)展在人和動物之間可能會有很多不同），可以充分認(rèn)識同一病原體在不同機(jī)體內(nèi)引起的損害，更全面認(rèn)識該疾病的本質(zhì)。如動脈粥樣硬化的實(shí)驗(yàn)，不同動物在血管的結(jié)構(gòu)、病變、α-和β-脂蛋白的比例以及膽固醇的水平各有不同，這樣不僅可以比較一些不同動物病理變化，也可以根據(jù)這些不同的變化尋找生化指標(biāo)與病變形成的關(guān)系，把實(shí)際工作推進(jìn)一步。在不同動物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新問題，提供新的線索。人類疾病動物模型得到重視，僅就1980年Hegreberg和Leathers編著的《動物模型》一書中，就記載了自發(fā)動物模型1289種，誘發(fā)動物模型2707種。目前，利用遺傳工程技術(shù)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因動物及特殊疾病的動物模型得到大量生產(chǎn)和使用，為醫(yī)學(xué)熱點(diǎn)的研究，如心血管、老年病、腫瘤、肝炎、艾滋病提供了好材料。第8頁/共76頁1、相似性：復(fù)制人類疾病模型目的在于從中找出可以推廣（外推）應(yīng)用于人體的有關(guān)規(guī)律。外推法（Extrapolation）要冒風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槿撕蛣游锂吘共皇峭环N生物，如在動物體內(nèi)表現(xiàn)無效的藥物不等于臨床應(yīng)用無效。因此，設(shè)計(jì)動物疾病模型的一個(gè)重要原則是，所復(fù)制的模型應(yīng)盡可能近似于人類疾病的情況。盡量尋找與人類疾病相同的動物自發(fā)性疾病。如：老雌性豬自發(fā)性冠狀動脈粥樣硬化是研究人類冠心病的理想模型，狗的自發(fā)性類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎與人類幼年型類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎相似。許多動物疾病模型需要人工加以復(fù)制。為了盡量做到于人類疾病的相似性，首先應(yīng)注意動物的選擇，以及臨床癥狀、發(fā)病機(jī)理的相似性。如小雞最適做高脂血癥的模型，因其血漿甘油三酯、膽固醇及游離脂肪酸水平于人類相似。二.人類疾病動物模型的復(fù)制原則第9頁/共76頁2、重復(fù)性

理想的動物模型應(yīng)該是規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的，能夠準(zhǔn)確重復(fù)再現(xiàn)。

為了增強(qiáng)動物模型復(fù)制時(shí)的重復(fù)性，應(yīng)對影響因素進(jìn)行嚴(yán)格控制，力求一致。影響動物模型復(fù)制的主要因素有動物因素，包括動物的品種、品系、年齡、性別、體重、健康情況；環(huán)境因素包括動物的飼養(yǎng)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)環(huán)境及條件控制；此外，實(shí)驗(yàn)方法步驟、實(shí)驗(yàn)者操作技術(shù)熟練程度等也起很重要的影響，要求各方面盡量保持一致，因?yàn)橐恢滦允侵噩F(xiàn)性的可靠保證。3、可靠性

復(fù)制的動物模型要求可靠地反映人類疾病，即可特異地、可靠地反映某種疾病或某種機(jī)能、代謝、結(jié)構(gòu)變化，具備該種疾病的主要癥狀和體征，經(jīng)化驗(yàn)、X光、CT、心電圖和病理切片等得到證實(shí)。鉛中毒可用大鼠做模型，但其本身容易患動物地方性肺炎及進(jìn)行性腎病，不易確定該腎病是鉛中毒所致還是它本身疾病所致。用沙鼠則比較容易確定，因?yàn)橐话阒挥秀U中毒才會使它出現(xiàn)相應(yīng)的腎病變。

第10頁/共76頁4、適用性和可控性

復(fù)制時(shí)應(yīng)盡量考慮到今后臨床應(yīng)用和便于控制其疾病的發(fā)展，以利于研究的深入開展。家兔胸腔被縱隔分為互不相通的左右兩半，心臟又有心包胸膜隔開,打開心包暴露心臟時(shí)，只要不弄破縱隔膜，動物不必做人工呼吸，適于做開胸及心臟實(shí)驗(yàn)。選用大小鼠復(fù)制細(xì)菌性腹膜炎，采用單一的大腸桿菌O111B4比混合菌效果好。有的動物對某一致病因子特別敏感，實(shí)驗(yàn)中無法控制，極易死亡，也不適用。如給犬腹腔注射糞便濾液引起腹膜炎，犬很快死亡（80％24h內(nèi)死亡），無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)治療觀察，而且糞便劑量及細(xì)菌菌株不易控制，因此不能準(zhǔn)確地重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

第11頁/共76頁5、易行性和經(jīng)濟(jì)性

復(fù)制動物模型時(shí)應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)易行的原則。盡管靈長類動物與人類最相似，復(fù)制的疾病模型也很相似，但它稀少，價(jià)格昂貴，又受動物保護(hù)主義運(yùn)動團(tuán)體和組織的關(guān)注，而且動物倫理和福利方面的要求又很嚴(yán)格，所以實(shí)驗(yàn)中多不采用。采用小動物一般也同樣能復(fù)制出相似于人類疾病的模型，而且它們遺傳背景明確，體內(nèi)微生物可控，模型性狀顯著且穩(wěn)定，質(zhì)量和規(guī)格也可任意選擇，價(jià)廉易得，便于管理。第12頁/共76頁

實(shí)驗(yàn)動物的選擇是動物模型復(fù)制時(shí)首要考慮的問題。不同模型的研究目的和要求不同，不同種類實(shí)驗(yàn)動物也有其各自的生物學(xué)特點(diǎn)和解剖生理特征。為保證能選擇最適宜的實(shí)驗(yàn)動物來造模，選擇動物應(yīng)遵循以下原則：三、常用實(shí)驗(yàn)動物的選擇原則1、相似性原則：是指利用動物與人類某些機(jī)能、代謝、結(jié)構(gòu)及疾病特點(diǎn)的相似性選擇實(shí)驗(yàn)動物。動物模型復(fù)制的目的是利用動物與人類近似的特性通過動物的反應(yīng)來推斷人類的病理和生理進(jìn)程特點(diǎn)，尋找預(yù)防及治療方法，因此，動物的物種進(jìn)化程度在選擇實(shí)驗(yàn)動物時(shí)是優(yōu)先考慮的問題。在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇在結(jié)構(gòu)、機(jī)能、代謝及疾病特征方面與人類相近的動物來造模。第13頁/共76頁組織結(jié)構(gòu)：哺乳動物之間有許多組織結(jié)構(gòu)上的相似點(diǎn)，因而其生命功能基本過程也很相似。例：豬，皮膚組織結(jié)構(gòu)與人類相似，其上皮再生、皮下脂肪層、燒傷后的內(nèi)分泌及代謝特點(diǎn)等也都類似人類，故選用小型豬做燒傷實(shí)驗(yàn)研究較為合適。系統(tǒng)機(jī)能：許多動物各系統(tǒng)的功能與人類是相似的。例：犬，其具有發(fā)達(dá)的血液循環(huán)和神經(jīng)系統(tǒng)，毒理方面的反應(yīng)與人類也比較接近，適于做實(shí)驗(yàn)外科學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、藥理毒理學(xué)、行為學(xué)等方面的研究。蛙和蟾蜍：大腦不發(fā)達(dá)，不能用于高級神經(jīng)活動研究，但做簡單的反射弧實(shí)驗(yàn)很合適，且結(jié)構(gòu)簡單明了，易于分析。生理特性：兩棲類和爬行類是變溫動物，因此不適合做提問調(diào)節(jié)研究；獼猴的生殖生理和人非常接近，月經(jīng)周期和人一樣約28天左右，是研究人類避孕藥的理想動物。體液成分：動物的血液性狀、糞便、汗和尿液的理化性質(zhì)、成分構(gòu)成也大都具有各自的特點(diǎn)。例如尿液的滲透壓和酸堿度。第14頁/共76頁繁殖特性：如家兔的卵巢幾乎連續(xù)不斷地產(chǎn)生卵子，但成熟的卵泡只有經(jīng)過雄兔交配后才能排卵，因此可選用成年雌兔來誘發(fā)排卵，是觀察藥物對排卵的影響，進(jìn)行避孕藥研究的常用動物。解剖特性：骨骼構(gòu)成、臟器構(gòu)成、臟器形態(tài)等方面：例，豬的齒式與人類相似；肉食類和草食類動物的腸道長度；魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類的心臟特點(diǎn)，在形態(tài)和機(jī)能上與人的心臟最類似的是犬。疾病特點(diǎn)：一些帶有自發(fā)性疾病的動物，可以局部或全部地反映人類類似疾病過程表現(xiàn)，經(jīng)過遺傳育種的方法，可把這種動物培育成疾病的模型動物，以供研究。如，遺傳性高血壓大鼠、糖尿病小鼠等。突變系SHR大鼠其自發(fā)性高血壓的變化與人類相似，并伴有高血壓性心血管病變。猴對痢疾桿菌敏感，是研究痢疾的最好模型。黑熱病地區(qū)的家犬也感染利朵曼氏原蟲發(fā)病，犬當(dāng)然就成為研究黑熱病的最好實(shí)驗(yàn)動物。第15頁/共76頁2、特殊性原則：是指利用不同種系實(shí)驗(yàn)動物機(jī)體存在的特殊構(gòu)造或某些特殊反應(yīng)選擇解剖、生理特點(diǎn)符合造模目的和要求的動物。有時(shí)這種選擇是保證實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。恰當(dāng)?shù)厥褂镁哂心承┙馄噬硖攸c(diǎn)的實(shí)驗(yàn)動物，有時(shí)還能大大地減少實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備方面的麻煩，降低操作難度。Example：大鼠無膽囊，不會嘔吐，不能做膽功能觀察或催吐實(shí)驗(yàn)。狗、貓、猴等動物嘔吐反應(yīng)敏感，則宜選用。家兔對體溫變化十分敏感，宜選做發(fā)熱、解熱和檢查熱原的實(shí)驗(yàn)研究，大鼠、小鼠體溫調(diào)節(jié)不穩(wěn)定，不宜選用。一般動物可自身合成維生素C，豚鼠則不能合成，因而可用來做Vc缺乏試驗(yàn)。大鼠垂體——腎上腺系統(tǒng)功能發(fā)達(dá)，應(yīng)激反應(yīng)靈敏，適于作應(yīng)激反應(yīng)和垂體，腎上腺、卵巢等內(nèi)分泌疾病模型研究。大鼠肝臟的枯否氏細(xì)胞90%有吞噬能力，肝臟再生能力很強(qiáng)，切除60～70%的肝葉，仍有再生力，適于肝外科實(shí)驗(yàn)研究。大鼠對炎癥反應(yīng)靈敏，特別是踝關(guān)節(jié)對炎癥反應(yīng)更敏感，適于多發(fā)性關(guān)節(jié)炎和化膿性淋巴腺炎的研究，也適于中耳疾病和內(nèi)耳炎的研究。

第16頁/共76頁不同藥物或化合物在不同種系動物上引起的反應(yīng)有時(shí)存在很大差異，如嗎啡對家犬、兔、猴、大鼠和人主要作用是中樞抑制，而對小鼠和貓主要作用是興奮。苯胺及其衍生物對家犬、貓和豚鼠能引起與人相似的病理變化，產(chǎn)生變性血紅蛋白，但對家兔則不易產(chǎn)生變性血紅蛋白，在鼠則完全不產(chǎn)生。這在選擇實(shí)驗(yàn)動物時(shí)必須注意。不同品系動物，對同一刺激的反應(yīng)差異很大，在選擇時(shí)也必須注意。如C57BL小鼠對腎上腺皮質(zhì)激素的敏感性比DBA及BALB/C小鼠高12倍。DBA小鼠對音響刺激非常敏感，可發(fā)生聽源性痙攣，而C57BL小鼠卻根本不會出現(xiàn)這種反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)充分了解動物特性，選擇敏感性強(qiáng)、對實(shí)驗(yàn)結(jié)果干擾小的動物品系。3、標(biāo)準(zhǔn)化原則：是指選擇和使用與研究內(nèi)容相匹配的標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)動物。只有選用經(jīng)遺傳學(xué)、微生物學(xué)、環(huán)境及營養(yǎng)控制的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動物，才能排除微生物、潛在疾病等因素對造模的影響，使模型具有重復(fù)性、一致性和忠實(shí)性。第17頁/共76頁（1）遺傳學(xué)控制要求選擇何種遺傳群體動物，應(yīng)根據(jù)不同課題內(nèi)容而定。近交系動物遺傳純合度高，個(gè)體差異小，特征穩(wěn)定，對實(shí)驗(yàn)反應(yīng)一致性好，實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確可靠。以群體為研究對象的研究課題，如人類遺傳學(xué)研究，藥物篩選和毒性實(shí)驗(yàn)中要選擇與人群基因型及表現(xiàn)型相似的動物類別，封閉群則更為合適。F1代生活力強(qiáng)，帶有兩個(gè)親本品系的特性，個(gè)體間的遺傳型和表型一致，是理想的品系，但價(jià)格較貴。

（2）微生物控制要求：普通級動物具有價(jià)廉、易獲得、飼養(yǎng)設(shè)施簡便、容易管理等特點(diǎn)，但用于研究所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的反應(yīng)性差，微生物控制難度大，一般用于示教和預(yù)實(shí)驗(yàn)。清潔級動物：較為常用，適用于大多數(shù)科研工作，但趨勢是取消。SPF動物是正常的健康無病模型，可排除疾病或病原的干擾，適用于所有科研實(shí)驗(yàn)、生物制品和藥品生產(chǎn)及檢定，是國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)動物。涉及具有國際交流意義的重大課題，最好選用SPF動物。無菌和悉生動物是一種超常生態(tài)模型，非常規(guī)實(shí)驗(yàn)動物，僅適用于特殊實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。如微生物與宿主、微生物之間的關(guān)系。第18頁/共76頁普通動物、SPF動物與無菌動物特點(diǎn)比較━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

普通動物

SPF動物

無菌動物━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

傳染病

有或可能有

無

無

寄生蟲

有或可能有

無

無

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

有疑問

明確

明確

應(yīng)用動物數(shù)

多(或大量)

少數(shù)

少數(shù)

統(tǒng)計(jì)價(jià)值

不準(zhǔn)確

可能好

好

長期實(shí)驗(yàn)

困難

可能好

可能好

自然死亡率

高

低

很低

長期實(shí)驗(yàn)存活率

約40%

約60%

約100%

實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)

不可能

可能

可能

實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論價(jià)值

低

高

很高━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━第19頁/共76頁各種實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)動物品質(zhì)相匹配：選用與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、技術(shù)條件、實(shí)驗(yàn)方法等條件相匹配的標(biāo)準(zhǔn)化動物。既要避免高精尖的儀器、試劑、技術(shù)方法等與低規(guī)格、非標(biāo)準(zhǔn)化、反應(yīng)性能低的動物相配，又要防止低性能測試手段、非標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)設(shè)施等與高級別、高反應(yīng)性能的動物相配，造成不必要的資源的浪費(fèi)。這種匹配的協(xié)調(diào)性反映在生物反應(yīng)性、實(shí)驗(yàn)技術(shù)構(gòu)成、動物品系、體型、年齡、性別、行為特質(zhì)等。4、規(guī)格化原則：是指選擇與模型要求一致的動物規(guī)格。由于不同動物對外界刺激的反應(yīng)存在著個(gè)體差異，選擇時(shí)，除了注意動物的種類及品系外，還應(yīng)考慮動物的年齡、體重、性別、生理及健康狀況等，符合規(guī)格，這也是保證造模可靠性和可重復(fù)性的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。第20頁/共76頁犬與人的年齡對應(yīng)(年)犬12345678910111213141516人1524283440424448

5256

606468

727680（1）年齡不同品種和品系的實(shí)驗(yàn)動物其壽命各不同，有的以日,有的以月,有的以年計(jì)算。如果對犬和小鼠均觀察一年，所反應(yīng)的發(fā)育過程是不同的，即使同樣是犬，不同的年齡階段所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也不盡相同。所以選用實(shí)驗(yàn)動物時(shí)，應(yīng)注意到實(shí)驗(yàn)動物之間、實(shí)驗(yàn)動物與人之間的年齡對應(yīng)，以便進(jìn)行分析和比較。部分實(shí)驗(yàn)動物的年齡對照表第21頁/共76頁（2）體重：動物的體重與年齡有一定的關(guān)系，也可按體重推算年齡，例如昆明小鼠6周齡時(shí)雄性約32g，雌性約28g；Wistar大鼠6周齡時(shí)雄性為180g,雌性約160g，豚鼠2月齡體重約400g,日本大耳白兔8月齡時(shí)體重約4500g。應(yīng)注意的是，動物體重除與年齡密切相關(guān)外,與動物品種、品系、營養(yǎng)狀態(tài)、飼養(yǎng)管理等因素有關(guān)，不宜籠統(tǒng)對待。同一實(shí)驗(yàn)中，動物體重盡可能一致，若相差懸殊，則易增加動物反應(yīng)的個(gè)體差異，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。（3）性別：性別不同對實(shí)驗(yàn)的敏感程度可不同。例：大鼠皮下注射0.1～0.2ml的30％乙醇溶液,雄性動物死亡84％，而雌性動物死亡30％。有時(shí)雌性動物的敏感型較雄性高，如用戊巴比妥鈉麻醉大鼠，雌性動物的敏感性是雄性動物的2.5～3.8倍。又如雌雄小鼠對食鹽急性毒性與慢性毒性的敏感性不一致，急性毒性雌鼠較雄鼠敏感，而慢性毒性雄鼠較雌鼠敏感。第22頁/共76頁（4）生理及健康狀況

動物如果懷孕、哺乳等對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響很大，因此實(shí)驗(yàn)不宜采用處于特殊生理狀態(tài)下的動物進(jìn)行。如在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)動物懷孕，則體重及某些生理生化指標(biāo)均可受到嚴(yán)重影響,有時(shí)應(yīng)將懷孕動物剔除。動物換毛季節(jié)。例：雞換羽，兔換毛，動物的免疫功能低下。動物的健康狀況對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果正確與否有直接的影響。健康動物從外觀看，體型豐滿、發(fā)育正常、被毛濃密有光澤緊貼身體、眼睛明亮活潑、行動迅速、反應(yīng)靈敏、食欲良好。主要檢查項(xiàng)目如下：眼、耳、鼻、皮膚、頭部姿勢、胃腸道、神經(jīng)系統(tǒng)等。

第23頁/共76頁5、經(jīng)濟(jì)性原則：是指在不影響模型質(zhì)量的前提下，盡量選用最易獲得、最經(jīng)濟(jì)、最易飼養(yǎng)管理的動物。選用結(jié)構(gòu)功能簡單又能反映研究指標(biāo)的動物。進(jìn)化程度高或結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜的動物模型有時(shí)會給實(shí)驗(yàn)條件的控制和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的獲得帶來難以預(yù)料的困難。例、果蠅的遺傳學(xué)研究：生活史短（12天左右）、飼養(yǎng)簡便、染色體數(shù)少（4對）、唾液腺染色體制作容易等諸多優(yōu)點(diǎn)。有些模型在動物的使用上沒有嚴(yán)格的選擇性，但在實(shí)際工作中要注意以下幾個(gè)問題：（1）選擇科研、檢驗(yàn)和生產(chǎn)上傳統(tǒng)使用的實(shí)驗(yàn)動物，這是長期以來實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，同時(shí)也便于同類工作的分析與比較。（2）選擇來源容易、價(jià)格便宜的實(shí)驗(yàn)動物。（3）在缺乏專門技術(shù)的條件下，選擇溫順、易保持安定的動物。（4）在無完善的檢疫條件下，選擇抗逆性比較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)動物。第24頁/共76頁第二節(jié)各種實(shí)驗(yàn)動物模型的分類與復(fù)制一、實(shí)驗(yàn)動物模型分類（一）按產(chǎn)生原因分類1、誘發(fā)性動物模型（experimentalanimalmodel）2、自發(fā)性動物模型（spontaneousanimalmodel）3、抗疾病型動物模型（negativeanimalmodel）4、生物醫(yī)學(xué)動物模型（Biomedicalanimalmodel）第25頁/共76頁1、誘發(fā)性動物模型：又稱實(shí)驗(yàn)性動物模型。定義：使用物理、化學(xué)的、生物的和復(fù)合的致病因素作用于動物，造成動物組織、器官或全身一定的損害，出現(xiàn)某些類似人類疾病的功能、代謝障礙或形態(tài)結(jié)構(gòu)方面的病變。優(yōu)點(diǎn)：制作方法簡便，實(shí)驗(yàn)條件比較簡單，其他因素容易控制，短時(shí)間內(nèi)可大量復(fù)制。缺點(diǎn)：誘發(fā)的疾病模型與自然產(chǎn)生的疾病在某些方面有所不同。而且有些人類疾病不能用人工方法誘發(fā)出來。生物因素物理因素化學(xué)因素用細(xì)菌、細(xì)胞、病毒和寄生蟲等作為致病原。通過機(jī)械力（腦損傷、骨折）、溫度變化（燒傷、燙傷）或射線復(fù)制相應(yīng)動物模型?；瘜W(xué)致癌劑誘發(fā)腫瘤、使用鏈脲佐菌素復(fù)制糖尿病動物模型。復(fù)合因素如豚鼠慢支用致病菌加寒冷或加SO2。第26頁/共76頁2、自發(fā)性動物模型（spontaneousanimalmodel）定義：指實(shí)驗(yàn)動物未經(jīng)任何人工處置，在自然條件下發(fā)生的，或者由于基因突變的異常表現(xiàn)通過遺傳育種保留下來的動物模型。其中主要包括近交系的腫瘤疾病模型和突變系的遺傳疾病模型。舉例：如自發(fā)性高血壓和腦卒中大鼠；青光眼兔；自發(fā)性糖尿病地鼠；肥胖癥小鼠；裸鼠等等。優(yōu)點(diǎn)：是在一定程度上減少了人為的因素，更接近自然的人類疾病。自發(fā)性動物模型應(yīng)用價(jià)值很高，特別是在遺傳性疾病、免疫缺陷病、腫瘤等的研究上得到了廣泛應(yīng)用。近幾十年來科學(xué)界十分重視自發(fā)性動物模型的開發(fā)。缺點(diǎn)：種類有限，來源比較困難。疾病動物飼養(yǎng)條件要求高，發(fā)病率低，發(fā)病時(shí)間長，若大量使用尚有一定的困難。自發(fā)腫瘤模型因動物種系、品種不同，其腫瘤所發(fā)生的類型和發(fā)病機(jī)制有差異。第27頁/共76頁3、抗疾病型動物模型（negativeanimalmodel）定義：又稱陰性實(shí)驗(yàn)動物模型，是指特定的疾病不會在某種動物身上發(fā)生。從而可以用來探討為何該種動物對該疾病有天然的抵抗力。舉例：如哺乳類動物均感染血吸蟲病，而居于洞庭湖流域的東方地鼠卻不能復(fù)制血吸蟲病，因而可用于血吸蟲感染的機(jī)制和抗病的研究。4、生物醫(yī)學(xué)動物模型（biomedicalanimalmodel）定義：是指利用健康動物的生物學(xué)特征來提供人類疾病相似表現(xiàn)的疾病模型。舉例一：如沙鼠缺乏完整的腦基底Willis動脈環(huán)，左右大腦供血相對獨(dú)立，可用來結(jié)扎一側(cè)頸動脈制備腦梗塞、腦缺血模型，是研究腦卒中的理想模型。舉例二：鹿的正常紅細(xì)胞是鐮刀形的，多年來一直用于鐮刀形紅細(xì)胞貧血研究。舉例三：兔甲狀旁腺分布較分散，摘除甲狀腺不影響甲狀旁腺功能，是摘除甲狀腺實(shí)驗(yàn)較理想的動物模型。第28頁/共76頁疾病的基本病理過程動物模型：這類動物疾病模型是指各種疾病共同性的一些病理變化過程的模型。致病因素在一定條件下作用于動物，使動物組織、器官或全身造成一定病理損傷，出現(xiàn)各種功能、代謝和形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。這種動物模型的致病因素不是某種疾病所特有的，而是各種疾病都可能共同發(fā)生的某些變化，不是某種疾病所特有的一些變化，如發(fā)熱、缺氧、水腫、炎癥、休克、彌漫性血管內(nèi)凝血、電解質(zhì)紊亂等疾病的基本病理過程。這類模型是研究疾病機(jī)制和藥物篩選的理想方法。各系統(tǒng)疾病動物模型：是指與人類各系統(tǒng)疾病相應(yīng)的動物模型。如心血管、呼吸、消化、造血、泌尿、生殖、內(nèi)分泌、神經(jīng)、運(yùn)動等系統(tǒng)疾病模型，還包括各種傳染病、寄生蟲病、地方病、維生素缺乏病、物理損傷性疾病、職業(yè)病和化學(xué)中毒性疾病的動物模型。（二）按系統(tǒng)范圍分類第29頁/共76頁（三）按模型種類分類包括整體動物、離體器官組織、細(xì)胞株和數(shù)字模型(3R原則)。整體動物模型是常用的疾病模型，亦是研究人類疾病常用的手段。（四）按中醫(yī)藥體系分類根據(jù)中醫(yī)證分為陰虛、陽虛動物模型、氣虛動物模型、血虛動物模型、脾虛和腎虛動物模型等按中藥理論分類有解表藥、清熱藥、瀉下藥、止血藥、補(bǔ)益藥等動物模型。第30頁/共76頁二、各種實(shí)驗(yàn)動物模型的復(fù)制（一）心血管系統(tǒng)疾病動物模型1、動脈粥樣硬化動物模型兔、豬、狗、大鼠和雞等能產(chǎn)生自發(fā)或誘導(dǎo)模型，其中以豬為理想的動物。

喂養(yǎng)法

非喂養(yǎng)法免疫誘發(fā)模型兒茶酚胺誘發(fā)模型半胱氨酸誘發(fā)模型表面活化劑誘發(fā)模型膽固醇-脂肪乳劑誘發(fā)模型球囊導(dǎo)管法+高脂飼料

第31頁/共76頁動脈粥樣硬化(AS)位原因。據(jù)WHO統(tǒng)計(jì)，全球每年有超過1600萬人死于心血管疾病，占總死亡人數(shù)的29.2％。動脈狹窄、阻塞或痙攣單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞被激活內(nèi)皮損傷血小板凝集、血栓形成血漿成分通透性增加平滑肌細(xì)胞移行、增生PDGF、淋巴循環(huán)PDGF脂蛋白變性防御結(jié)構(gòu)障礙（HDL）異常粥樣硬化灶臨床發(fā)作冠心病、腦梗塞等纖維肌性內(nèi)膜增厚膠原蛋白、彈性蛋白泡沫細(xì)胞高脂血癥、高血壓、吸煙等第32頁/共76頁高血脂和動脈粥樣硬化動物模型動物特點(diǎn)喂養(yǎng)法小型豬形成動脈粥樣硬化病變特點(diǎn)及分布都與人類相似。猴膽固醇代謝、血漿脂蛋白組成及高脂血癥與人相似，是較理想的模型。兔最常用的造模動物。對喂飼膽固醇非常敏感，在短期內(nèi)便能出現(xiàn)明顯的病變，在飼料里加入高脂肪和高膽固醇后，可使主動脈斑塊發(fā)生率達(dá)100%。主要表現(xiàn)為血源性泡沫細(xì)胞增多，且病變分布與人的病變也有差異：兔的病變部位主要在胸主動脈弓部和心肌內(nèi)冠狀動脈，而人的病變部位主要在腹主動脈和心肌外冠狀動脈。大鼠飼養(yǎng)方便、抵抗力強(qiáng)。病理改變與人早期者相似，但不易形成類似于人后期的病變，較易形成血栓。小鼠實(shí)驗(yàn)成本低。取血不便，難做動態(tài)觀察，所以較少采用。雞食物品種接近人，僅在普通飼料中加入膽固醇，就可形成動脈粥樣硬化斑塊。病變發(fā)生較快，在斑塊中有時(shí)伴有鈣化和形成潰瘍。鴿飼養(yǎng)簡單，在飼料中加入膽固醇即易產(chǎn)生主動脈粥樣硬化斑塊，并可發(fā)生心肌梗死。如鴿的品種不同，動粥樣硬化斑塊的性質(zhì)有很大差異，可能是個(gè)體之間脂肪酶的活性不同所致。國外：Gottigen系小型豬我國：西藏小型豬、五指山小型豬或貴州小型豬第33頁/共76頁2、心肌梗塞動物模型

原理正常人心臟示意圖心肌梗塞后心臟示意圖

心肌梗塞的范圍取決于阻塞動脈的大小和側(cè)支循環(huán)的狀況。一般來說，左冠狀動脈阻塞引起左室側(cè)壁和近心尖的左室前壁、心室間隔前部和前外乳頭肌的梗塞；左回旋支的阻塞引起左室側(cè)壁和近心底部左室后壁的梗塞；右冠狀動脈的阻塞引起心室后底部、心室間隔后部和房室結(jié)的梗塞。第34頁/共76頁心肌梗塞動物模型方法種類動物要求優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)扎法成年犬家兔大鼠能確切閉塞冠脈，缺血部位和面積及其表現(xiàn)，與人類發(fā)病情況很類似。適用于急性心肌梗塞發(fā)展和轉(zhuǎn)歸，常用于心泵衰竭的發(fā)生；心源性休克的發(fā)生發(fā)展；心律失常的出現(xiàn)；縮小梗塞范圍的藥物治療；外科手術(shù)治療心肌梗塞；局部心肌的代謝、血流、心電變化和心肌力學(xué)等研究。堵塞法微珠堵塞法家犬大鼠克服開胸結(jié)扎法造成創(chuàng)傷大、死亡率高的缺點(diǎn)，方法簡便，手術(shù)創(chuàng)傷少，定位也十分準(zhǔn)確，動物處于較少的生理擾亂下，實(shí)驗(yàn)動物恢復(fù)迅速，死亡率少于10%。能在阻斷冠狀動脈的同時(shí)，便可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求立即進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)。氣囊堵塞法還可滿足缺血-再灌注的要求。汞堵塞法氣囊堵塞法藥物法（異丙基腎上腺素

）家兔大鼠用藥量愈大病變愈明顯，10mg/kg體重iv或20mg/kg體重ip可造成明顯的心肌病變，有利于物理及藥物治療后病變恢復(fù)的形態(tài)學(xué)、組織化學(xué)、心電圖和酶學(xué)指標(biāo)觀察。所致家兔實(shí)驗(yàn)性心肌損害多為彌漫性，以心內(nèi)膜下病變?yōu)橹?，故心電圖Q波缺如，僅表現(xiàn)R波波幅進(jìn)行性下降，T波倒置但缺少急性心內(nèi)膜下梗塞的深倒置，雙肢對稱頂點(diǎn)變銳并呈箭頭狀的T波。靜脈用藥較腹腔用藥的動物，R波波幅及T波改變明顯。同樣給藥途徑，劑量愈大，上述改變愈明顯。血栓形成法犬大鼠用鋼絲破壞冠脈內(nèi)膜，冠脈腔內(nèi)放置鋼絲和使冠脈局部狹窄以形成湍流三種手段同時(shí)使用，使血小板激活，聚集增高，并大量合成和釋放血栓素A2（TXA2），使冠脈血栓迅速形成，最后發(fā)生急性心肌梗塞。最常用同時(shí)結(jié)扎幾處冠脈分支，避免結(jié)扎冠狀動脈主干造成死亡率增高

第35頁/共76頁3、高血壓病動物模型（animalmodelofhypertension）

大鼠正常收縮壓波動范圍不超過±2.0kPa種類機(jī)理特點(diǎn)腎動脈狹窄性高血壓模型腎動脈狹窄→腎臟缺血→腎小球旁器分泌腎素↑→血管緊張素Ⅱ→全身小動脈的痙攣，血壓持續(xù)增高血壓升高明顯、持久而恒定，較易反映出藥物的降壓作用；形成高血壓所需時(shí)間較短，工作量較小.腎外包扎性高血壓模型腎外異物包扎→腎周圍炎→腎外形成纖維素性鞘膜，壓迫腎實(shí)質(zhì)造成腎組織缺血術(shù)后20d有70%以上大鼠出現(xiàn)高血壓。大鼠收縮壓在30d內(nèi)均比原血壓值高4.0kPa以上時(shí)，即可認(rèn)為引起了穩(wěn)定性高血壓。聽源性高血壓模型聽源性緊張誘發(fā)的神經(jīng)源性高血壓大灰鼠正常平均收縮壓±標(biāo)準(zhǔn)差為（15±1.1）kPa，噪音刺激3個(gè)月后升高為17.3～18.7kPa，有40%動物收縮壓可高達(dá)21.3kPa。神經(jīng)內(nèi)分泌型高血壓模型電刺激和鈴聲結(jié)合刺激，使動物高度緊張狀態(tài)，血壓上升；附加垂體后葉素肌肉注射，可促進(jìn)動物高血壓發(fā)展與鞏固利用6V感應(yīng)電極板引出的導(dǎo)線進(jìn)行刺激；刺激強(qiáng)度依動物反應(yīng)而異，通常以引起動物顫抖、逃跑、跳躍、低聲叫為止。垂體后葉素肌肉注射劑量為：犬和家兔0.1u/kg體重，大鼠0.3～0.5u/160～240g體重；每天注射1次，每周6次，即配合電刺激進(jìn)行。原發(fā)性高血壓模型自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)SHR在2個(gè)月齡前幾乎全部動物的血壓值都在20kPa（150mmHg）以上。4～5個(gè)月齡時(shí)達(dá)到高峰、血壓為24～28kPa（180～210mmHg）120～150g大鼠

應(yīng)用最廣泛病理生理不完全相同,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行選擇第36頁/共76頁（二）腫瘤動物模型1、自發(fā)性腫瘤動物模型

近年有人應(yīng)用AKR自發(fā)白血病小鼠進(jìn)行研究，該小鼠出生后一年半內(nèi)有高于90%的發(fā)病率，曾作為研究人體白血病和淋巴瘤的模型，它對藥物的治療反應(yīng)類似兒童急性淋巴性白血病。2、誘發(fā)性腫瘤動物模型

誘發(fā)腫瘤因素有很多，包括放射線局部照射、各種化學(xué)致癌物、生物毒素、細(xì)菌、腫瘤病毒等，都可引起動物實(shí)驗(yàn)性腫瘤。3、移植性腫瘤動物模型

將動物或人體腫瘤移植給同種或者異種動物而培育出的模型。（如肝癌移植，見圖）第37頁/共76頁（三）呼吸系統(tǒng)疾病動物模型1、支氣管哮喘動物模型（animalmodelofbronchialasthma）卵白蛋白激發(fā)哮喘模型甲苯二異氰酸甲酯（TDI）導(dǎo)致的哮喘模型鄰苯二甲酸酐（PA）致變應(yīng)性哮喘模型血小板活性因子（PAF）誘發(fā)哮喘模型第38頁/共76頁支氣管哮喘動物模型方法

實(shí)驗(yàn)動物/體重

特點(diǎn)卵白蛋白激發(fā)哮喘模型BALB/c小鼠20g左右優(yōu)點(diǎn)；較易產(chǎn)生氣道高反應(yīng)，用卵白蛋白易致敏，可產(chǎn)生高滴度IgE。缺點(diǎn)；1.不出現(xiàn)人類哮喘特征性的粘膜炎癥及上皮層嗜酸性細(xì)胞浸潤；

2.模型制作時(shí)為短時(shí)間吸入抗原進(jìn)行激發(fā)（<2w），不出現(xiàn)人類哮

喘典型的慢性氣道炎癥和上皮變化；

3.大多數(shù)模型出現(xiàn)過敏性肺泡炎和超敏性肺炎，掩蓋了氣道的炎癥損害?！酳D大鼠300～500g優(yōu)點(diǎn)：對抗原反應(yīng)較為一致，能出現(xiàn)與人類哮喘類似的遲發(fā)相反應(yīng)，有嗜酸性粒細(xì)胞浸潤和氣道反應(yīng)性增加，激發(fā)后3～5min產(chǎn)生速發(fā)相反應(yīng)，2～4h產(chǎn)生遲發(fā)相反應(yīng)，隨后肺部出現(xiàn)多種炎性細(xì)胞浸潤，24h主要為嗜酸性粒細(xì)胞。此時(shí)，大鼠氣道反應(yīng)性增加，增幅約為7～10倍，持續(xù)4～5d。多次激發(fā)可延長氣道高反應(yīng)性持續(xù)時(shí)間。缺點(diǎn)：不能使氣道高反應(yīng)性進(jìn)一步增加或使嗜酸性粒細(xì)胞浸潤加重。豚鼠優(yōu)點(diǎn)：容易致敏，能產(chǎn)生I型變態(tài)反應(yīng)。致敏后以卵白蛋白霧化吸入，可誘發(fā)急性氣道過敏反應(yīng)，適合于制作過敏性哮喘動物模型。缺點(diǎn)：豚鼠對卵白蛋白反應(yīng)的個(gè)體差異很大。豚鼠的變態(tài)反應(yīng)更多的是由IgG而非IgE介導(dǎo)，這與人類哮喘有所不同。國內(nèi)外使用最多的模型防止過度反應(yīng)，在激發(fā)前給動物腹腔注射抗組胺藥如美吡拉敏或撲爾敏第39頁/共76頁2、肺水腫動物模型原理

氯甲酸三氯甲酯（俗稱雙光氣）主要作用于呼吸器官，刺激呼吸道感受器，通過迷走神經(jīng)系統(tǒng)（其作用部位在皮層下），選擇性地對肺毛細(xì)血管起作用，使肺毛細(xì)血管擴(kuò)張、通透性增加，從而引起肺水肺。有些化學(xué)藥物和毒氣可直接作用于肺毛細(xì)血管使其通透性增高，從而發(fā)生肺水腫。

第40頁/共76頁肺水腫動物模型動物方法小鼠（1）將3%的氯化銨按0.15ml/g體重的劑量給小鼠腹腔內(nèi)注射；（2）將0.1%的腎上腺素按0.08～0.1ml/g體重的劑量給小鼠靜脈注射；（3）將1g重鉻酸鉀加3～5ml濃HCI置小瓶中使小鼠吸入；（4）將雙光氣滴在濾紙片上，干后放入密閉容器中，將小鼠放入15min，使小鼠吸入雙光氣，可獲得小鼠的肺水腫模型。大鼠（1）將6%的氯化銨按0.6ml/100g體重的劑量給大鼠腹腔內(nèi)注射；（2）將0.1%的腎上腺素按5ml/kg體重的劑量給大鼠靜脈注射；（3）將0.8%～0.9%的一氧化氮(N0)給大鼠吸入；（4）將大鼠頸部雙側(cè)迷走神經(jīng)切斷2～3min后，可獲得大鼠的肺水腫模型。豚鼠（1）將6%的氯化銨按0.5～0.7ml/kg體重的劑量給豚鼠腹腔內(nèi)注射；（2）將0.9%～1.1%NO給豚鼠吸入；（3）將豚鼠頸部雙側(cè)建走神經(jīng)切斷后10～20min可獲得豚肺水肺模型。家兔（1）將0.73%NO給兔吸入；（2）將0.1%的腎上腺素按0.3ml/kg體重的劑量給兔靜脈注射；（3）將0.9%的生理鹽水以40～140ml/min的速度靜脈輸入，劑量是兔全血量的1～1.5倍；（4）將10%的可拉明按0.1ml/kg體重的劑量給兔靜脈注射；（5）將兔頸部雙側(cè)迷走神經(jīng)切斷（后2～3min），可獲得兔的肺水腫模型。（6）將0.3%的硝酸銀按1.5ml/kg體重的劑量給兔耳緣靜脈慢速注入；第41頁/共76頁（四）消化系統(tǒng)疾病動物模型1、肝、膽疾病動物模型

膽石癥疾病動物模型：狹窄成石法，選用健康成年家兔或犬，在無菌條件下進(jìn)行剖腹手術(shù)，以銀夾適度夾住膽囊頸部即可產(chǎn)生部分梗阻，6月后膽囊中有明顯結(jié)石形成2、胃腸疾病動物模型

幽門螺旋桿菌（Hp）感染動物模型——胃潰瘍（2005年

諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎）第42頁/共76頁（五）內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病動物模型1、糖尿病動物模型常用動物有大鼠、兔、犬。

自發(fā)性糖尿病動物模型

誘發(fā)性動物模型

化學(xué)誘發(fā)法

病毒誘發(fā)法

高糖飼喂誘發(fā)法

第43頁/共76頁物種類型特點(diǎn)KK-AУ小鼠輕度肥胖型2型糖尿病動物黃色胖基因（即AУ）轉(zhuǎn)至KK小鼠，得KK-AУ鼠，與KK小鼠相比，有明顯的肥胖和糖尿病癥狀。評價(jià)抗糖尿病藥物的胰腺外作用。NOD小鼠自發(fā)性自身免疫I型糖尿病其發(fā)病多突然，表現(xiàn)明顯多飲、多尿、消瘦，血糖顯著升高，不用胰島素治療，動物存活不了一個(gè)月，通常死于酮血癥。發(fā)病率與性別有關(guān)，雌性鼠發(fā)病率顯著高于雄性鼠，且發(fā)病早ob/ob小鼠2型糖尿病動物模型屬常染色體隱性遺傳。純合體動物表現(xiàn)為肥胖，高血糖及高胰島素血癥。癥狀的輕重取決于遺傳背景，Ob/ob小鼠與C57BL/KsJ交配的子代癥狀嚴(yán)重，而與C57BL/6J交配的子代癥狀則較輕。db/db小鼠2型糖尿病模型動物在一個(gè)月時(shí)開始貪食及發(fā)胖，繼而產(chǎn)生高血糖、高血胰島素，胰高血糖素也升高，一般在10個(gè)月內(nèi)死亡。糖尿病小鼠（C57BL/6Jdb/db）發(fā)生嚴(yán)重的糖尿病癥狀，類似C57BL/KsJob/ob小鼠，即早發(fā)的高胰島素血病，體重下降和早死。可發(fā)生明顯的腎病。NSY小鼠與人非胰島素依賴型糖尿病發(fā)病機(jī)制相似糖尿病發(fā)生具有年齡依賴性。24周齡時(shí)胰島素分泌功能嚴(yán)重受損，48周的累積發(fā)病率雄性為98%，雌性為31%。在任何年齡階段都不表現(xiàn)嚴(yán)重肥胖和顯著的高胰島素血癥，胰島也無腫大或炎性變化。BB糖尿病大鼠遺傳性1型糖尿病動物模型發(fā)作是突然的，大約在60～120日齡時(shí)發(fā)病，數(shù)天后，糖尿病動物出現(xiàn)嚴(yán)重的高血糖、低胰島素和酮血癥。中國地鼠2型糖尿病以中輕度高血糖為特征，動物為非肥胖型，血清胰島素表現(xiàn)多樣，胰島病變程度不一。自發(fā)性糖尿病動物模型

第44頁/共76頁誘發(fā)性糖尿病動物模型方法名稱方法特點(diǎn)化學(xué)誘發(fā)法四氧嘧啶法200gSD大鼠，以170mg/kg體重四氧嘧啶腹腔注射，觀察血糖＞400mg/dl，持續(xù)2周可以認(rèn)為造模成功鏈脲毒素法又優(yōu)于四氧嘧啶法，前者造模穩(wěn)定，快速，無自然緩解，種屬選擇性不強(qiáng)（豚鼠只能用鏈脲菌素造模），復(fù)制前不需禁食。其不足之處是價(jià)格較四氧嘧啶貴。鏈脲菌素法鏈脲菌素用0.1mol/L檸檬酸緩沖液（pH4.0）溶解成1%溶液，以40～65mg/kg體重大鼠腹腔注射。觀察血糖＞400mg/dl，持續(xù)3天即可以認(rèn)為是成功的模型病毒誘發(fā)法DBA/2雌性小鼠，皮下接種腦炎、心肌炎病毒M型變異株，4～7天后出現(xiàn)明顯的高血糖，伴有血中及胰腺中胰島素含量降低。其高血糖為特發(fā)性，伴明顯低胰島素血癥，在某些小鼠中可自然緩解，但糖耐量異常及高血糖在恢復(fù)期中仍將存在，其生化方面與人類胰島素依賴型糖尿病相似。高糖飼喂誘發(fā)法5周齡SHR/NLH-cp大鼠，喂飼含54%庶糖飲食。1個(gè)月時(shí)，觀察到葡萄糖耐量試驗(yàn)（OGTT）異常，6.5個(gè)月時(shí)胰島素反應(yīng)異常，9個(gè)月時(shí)可見體重減輕，衰弱。一些動物品系有自發(fā)或在施加誘導(dǎo)的條件下發(fā)生糖尿病的傾向，實(shí)用性不強(qiáng)。SHR/NLH-cp大鼠模型某些代謝和組織病理特征與人類非胰島素依賴性糖尿病相似，該模型還可觀察糖尿病肝腎損害Ⅱ型糖尿病模型使用較多第45頁/共76頁（六）神經(jīng)系統(tǒng)疾病動物模型

腦出血動物模型、帕金森病動物模型（七）創(chuàng)傷動物模型

1、燒傷動物模型

2、放射性損傷動物模型（八）皮膚疾病動物模型

系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）動物模型（九）傳染性疾病動物模型

1、甲型肝炎動物模型

2、乙型肝炎動物模型

3、流行性出血熱動物模型（十）造血系統(tǒng)疾病動物模型

1、缺鐵性貧血動物模型

2、再生障礙性貧血動物模型

3、白血病動物模型

4、地中海貧血動物模型第46頁/共76頁定義：免疫缺陷動物（immunodeficientanimal):是指由于先天性遺傳突變或用人工方法造成一種或多種免疫系統(tǒng)組成成分缺陷的動物。組成：免疫系統(tǒng)：免疫器官免疫細(xì)胞免疫分子意義：免疫缺陷動物和近交系動物一樣，是實(shí)驗(yàn)動物科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)里程碑式的事件，有了免缺動物，極大得促進(jìn)了腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)等學(xué)科的研究進(jìn)展。自發(fā)現(xiàn)免缺之后，因?yàn)槠洫?dú)特的生物學(xué)特征成為醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究的寶貴材料，活的“試管”。在免疫缺陷動物被發(fā)現(xiàn)之前，建立人體組織、細(xì)胞甚至是器官的動物體內(nèi)(invivo)研究模型是比較困難的，而體外（invitro）研究的結(jié)果對于全面反映人體組織、細(xì)胞或器官的生理和病理變化情況又遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。自從免缺動物出現(xiàn)后，就使體內(nèi)研究有了良好的整體動物模型，在醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究中得到了廣泛而深入的應(yīng)用。第三節(jié)免疫缺陷動物第47頁/共76頁一.人類腫瘤移植研究的發(fā)展回顧1、直接接種動物體內(nèi)2、接種于免疫抑制或免疫反應(yīng)遲發(fā)部位3、運(yùn)用輔助手段：免疫抑制劑和射線照射4、手術(shù)摘除胸腺或脾臟＋抗血清應(yīng)用5、免疫缺陷動物的應(yīng)用第48頁/共76頁二.免疫缺陷動物分類1、先天性免疫缺陷動物：

a.T淋巴細(xì)胞功能缺陷動物：裸小鼠，裸大鼠

b.B淋巴細(xì)胞功能缺陷動物：CBA/N小鼠

c.NK細(xì)胞功能缺陷動物：Beige小鼠

d.聯(lián)合免疫缺陷動物：SCID小鼠等2、獲得性免疫缺陷動物：猴、小鼠、貓等AIDS模型第49頁/共76頁研究歷史：1、1962年Grist：無毛小鼠，基因符號“nu”2、1966年Flanagan：第11對染色體上等位基因突變3、1968年P(guān)antelouris:組織形態(tài)學(xué)研究4、1969年Rygaard:世界上首次人癌裸鼠移植成功一、裸小鼠(nudemouse)第50頁/共76頁主要特征1.無毛（hairless)、裸體（nude）、無胸腺（athymus）。皮膚色素：BALB/C裸體小鼠為淺紅色；C3H裸鼠為灰白色；C57BL裸鼠黑灰色至黑色。2.隨著鼠齡增長，皮膚變薄，頭頸部皮膚皺褶，發(fā)育遲緩。新生小鼠3周后生長明顯遲緩，普遍有肝臟疾病，死亡率高，壽命在15～26周。3.細(xì)胞免疫力低下：無胸腺，僅有胸腺殘跡或異常上皮，不能使T細(xì)胞正常分化。4.幾個(gè)免疫學(xué)反應(yīng)特性：混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)中無有絲分裂反應(yīng)、不產(chǎn)生細(xì)胞毒效應(yīng)細(xì)胞、對刀豆素A或植物血凝素P無裂原應(yīng)答；無接觸敏感性，無移植排斥。5.NK細(xì)胞活性：6-8周齡成年裸鼠高于普通小鼠，而3－4周齡幼鼠低于普通小鼠。6.粒細(xì)胞數(shù)量：比普通小鼠數(shù)量少。7.B淋巴細(xì)胞數(shù)量正常但功能發(fā)揮有所限制：Ig主要是IgM，只含少量IgG。8.抵抗力差：易患病毒性肝炎和肺炎。SPF或隔離器環(huán)境下生存。9.純合型雌裸小鼠特征：受孕率低，乳腺發(fā)育不良。繁殖方法采用雄性純合子與雌性雜合子交配獲得1/2純合型子代。10.國內(nèi)常用品系：BALB/Cnu/nu,Swissnu/nu,NCnu/nu11.實(shí)驗(yàn)用裸小鼠年齡的選擇：4－8周齡。第51頁/共76頁應(yīng)用1、組織移植研究：由于裸鼠的免疫缺陷，在一定情況下，不排斥來自異種動物的組織移植。因此可作移植人類惡性腫瘤、其它各類組織（正常或病變）或人工組織的接受體。目前關(guān)于腫瘤移植的研究內(nèi)容大概如下：(1)人癌細(xì)胞株致癌性的檢測及其裸鼠移植瘤的建立。(2)人癌裸鼠移植瘤的建立及其生物特性的研究。(3)人癌浸潤轉(zhuǎn)移調(diào)控機(jī)理的研究。(4)人癌實(shí)驗(yàn)性治療的研究。(5)腫瘤病因?qū)W的研究一化學(xué)致癌物質(zhì)致癌性的研究。第52頁/共76頁2、裸鼠在微生物學(xué)方面的應(yīng)用：裸鼠由于功能性T淋巴細(xì)胞缺損，免疫機(jī)能低下，是研究病毒、細(xì)菌感染機(jī)制的極好模型動物。以往人類麻風(fēng)桿菌只有背上夠九條紋的犰狳（Armadillo）身上才能生長，而這種產(chǎn)于南美等地的動物難于尋找，也不易飼養(yǎng)和操作。裸鼠對麻風(fēng)桿菌高度易感，感染麻風(fēng)桿菌裸鼠的病理組織學(xué)特征與人的結(jié)節(jié)性麻風(fēng)非常相似，這為研究麻風(fēng)桿菌的生物特性、免疫原性和麻風(fēng)病發(fā)病機(jī)理提供了極為有用的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。淋巴?xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎病毒(LCMV)，病毒經(jīng)腦內(nèi)接種于無本病毒感染的正常小鼠，可引起腦膜炎，感染細(xì)胞被當(dāng)作靶細(xì)胞而遭到攻擊，腦、脊髓內(nèi)出現(xiàn)明顯的細(xì)胞免疫反應(yīng)。但在T細(xì)胞缺陷的裸鼠所見卻完全相反，未導(dǎo)致動物死亡，僅出現(xiàn)持續(xù)的病毒血癥，體內(nèi)不出現(xiàn)LCMV抗體，也無任何免疫反應(yīng)。

第53頁/共76頁3、在免疫學(xué)方面應(yīng)用裸鼠能更有效的研究T、B、NK等細(xì)胞的功能，曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)了T細(xì)胞具有胸腺外發(fā)育途徑。裸鼠不排斥雜交瘤，腹腔內(nèi)接種可以生長腫瘤，同時(shí)產(chǎn)生含高效價(jià)抗體的大量腹水，有人用BALB/c品系的裸鼠制備單克隆抗體，所產(chǎn)生的抗體量多于有胸腺小鼠。生物制品(疫苗、菌苗)的安全性和免疫原性是制品必不可少的檢查內(nèi)容，這涉及制品是否有潛在致癌性、感染因子以及它的毒力是否有返祖的可能性。在這些方面裸鼠是很好的實(shí)驗(yàn)動物模型和手段。第54頁/共76頁4、在寄生蟲學(xué)上的研究和應(yīng)用

裸鼠已應(yīng)用于許多寄生蟲感染模型的研究，它適于作動物供體。如胸腔內(nèi)接種卡氏肺囊蟲感染裸鼠，感染率高、方法簡便，能成功復(fù)制出卡氏肺囊蟲疾病模型。又如用美洲錐蟲（肌型）感染裸鼠，能使裸鼠產(chǎn)生美洲錐蟲的慢性感染模型。5、內(nèi)分泌和老年醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

在人工摘除胸腺動物，大多數(shù)研究可見腦下垂體、甲狀腺、腎上腺、性腺等出現(xiàn)異常。有人用無特定病原體環(huán)境中的飼料的裸鼠和正常小鼠進(jìn)行研究，分析3、9、11周齡的雌雄動物的腦下垂體生長激素及甲狀腺、腎上腺皮質(zhì)和性腺的功能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者間未見有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差別。在老年醫(yī)學(xué)的研究上，有人認(rèn)為裸鼠沒有T細(xì)胞，容易引起自身免疫現(xiàn)象，皮膚的可溶性膠原（Collagen）也減少，因此認(rèn)為胸腺、自身免疫、老化三者之間是有關(guān)系的。第55頁/共76頁6、在遺傳學(xué)上的研究和應(yīng)用：

近代遺傳學(xué)的迅速發(fā)展，在人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)40余種免疫缺陷與遺傳因素有關(guān)，很多報(bào)導(dǎo)僅介紹了這些疾病的實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果及臨床表現(xiàn)，而有關(guān)發(fā)病機(jī)理則停留在假說階段，主要原因是由于沒有與人類所患的免疫缺陷性疾病相對應(yīng)的自發(fā)性實(shí)驗(yàn)動物模型，無法通過患病動物來觀察疾病發(fā)生與發(fā)展的全過程，從而無法闡明其遺傳規(guī)律。裸鼠的遺傳因素，因遺傳背景的不同，所表現(xiàn)的細(xì)胞免疫反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)亦各不相同。這些裸鼠種群是研究人類各種免疫缺陷性疾病發(fā)病機(jī)理和遺傳規(guī)律的動物模型。7.在臨床醫(yī)學(xué)上的研究和應(yīng)用：

裸鼠已廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究，目前,臨床醫(yī)學(xué)研究也開始應(yīng)用裸鼠。內(nèi)科學(xué)、外科學(xué)、婦產(chǎn)科學(xué)、兒科學(xué)、眼科學(xué)，尤其是皮膚病學(xué)中均有應(yīng)用裸鼠的不少報(bào)道。如神經(jīng)外科學(xué)，利用裸鼠異種移植離斷后的神經(jīng)，觀察離體后的神經(jīng)元的生物學(xué)特征。眼科學(xué)應(yīng)用裸鼠眼內(nèi)注射視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤，觀察瘤細(xì)胞破壞視網(wǎng)膜全過程，研究視網(wǎng)膜屏障與該腫瘤的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系，用以指導(dǎo)臨床治療。

第56頁/共76頁二、B淋巴細(xì)胞功能缺陷動物:CBA/N小鼠起源于CBA/H品系，特點(diǎn)是B淋巴細(xì)胞功能減退X染色體連鎖隱性突變系，基因符號為：xid對Ⅱ型抗原無反應(yīng)對胸腺依賴抗原缺乏抗體反應(yīng)，血清中IgG、IgM水平低下。骨髓移植證實(shí)B淋巴細(xì)胞功能缺陷T細(xì)胞功能正常7.是研究B淋巴細(xì)胞的發(fā)生、功能和異質(zhì)性的良好動物模型。8.其病理與人類的Bruton丙球蛋白缺乏癥及Wiskott-Aidsch

綜合征相似。第57頁/共76頁三、 SCID（severecombinedimmunodeficiency）小鼠1、SCID為隱性突變基因，位于16號染色體上，是C.B-17品系的同源近交系。1980年由美國學(xué)者Bosma首先發(fā)現(xiàn)，1988年引入我國。2、免疫學(xué)特征:外觀與普通小鼠無異，體重發(fā)育正常。但胸腺、脾、淋巴結(jié)的重量一般均不及正常的30％，組織學(xué)上表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞顯著缺乏。胸腺多為脂肪組織包圍，沒有皮質(zhì)結(jié)構(gòu)，僅殘存髓質(zhì)，主要由類上皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞構(gòu)成。脾白髓不明顯，紅髓正常，脾小體無淋巴細(xì)胞聚集，主要由網(wǎng)狀細(xì)胞構(gòu)成。淋巴結(jié)無明顯皮質(zhì)區(qū)，副皮質(zhì)區(qū)缺失，呈淋巴細(xì)胞空脫狀，由網(wǎng)狀細(xì)胞所占據(jù)。骨髓結(jié)構(gòu)正常。外周血白細(xì)胞較少，淋巴細(xì)胞占白細(xì)胞總數(shù)的10％－20％，而正常小鼠應(yīng)占70％。T、B細(xì)胞大大減少，細(xì)胞和體液免疫功能均缺陷：所有的T和B淋巴細(xì)胞功能測試均為陰性，對外源性抗原無細(xì)胞免疫及抗體反應(yīng)。巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、粒細(xì)胞、巨核細(xì)胞、LAK細(xì)胞功能均未受影響，呈正常狀態(tài)。第58頁/共76頁SCID基因突變的機(jī)理：目前認(rèn)為由于DNA重組過程中VDJ編碼順序的重組酶缺陷，VDJ重組時(shí)裂端不能正常連接，而使淋巴細(xì)胞抗原受體基因發(fā)生異常改變，導(dǎo)致淋巴細(xì)胞的分化被阻止在T、B前體階段，不能分化成功能性淋巴細(xì)胞。滲漏（leakage）現(xiàn)象：免疫功能重建(幾率15%)。機(jī)制不明，可能和DNA修復(fù)恢復(fù)有關(guān)，也可能和后天的抗原刺激有關(guān)。血清IgG篩選含量低于31.8μg/ml,表明無滲漏現(xiàn)象。人類腫瘤移植成功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于裸小鼠。對鼠肝炎，巴氏桿菌、卡氏肺囊蟲極易感染，感染后易發(fā)病死亡。必須飼養(yǎng)在SPF環(huán)境。壽命可達(dá)1年以上，采用scid基因純合子兄妹交配進(jìn)行繁殖，窩產(chǎn)仔數(shù)3－5個(gè)，離乳率87％。第59頁/共76頁應(yīng)用：用于免疫細(xì)胞功能和分化、異種免疫功能重建、人單抗生產(chǎn)、人類自身免疫性疾病和免疫缺陷性疾病、病毒學(xué)、腫瘤學(xué)、微生物學(xué)、組織工程學(xué)等方面的研究。Example：許多人類寄生蟲不能感染其它小鼠，而SCID小鼠不但可被人類絲蟲病所感染，而且所出現(xiàn)的病變也與人類相似，因此是研究人類寄生蟲病的新動物模型。對人類腫瘤生物學(xué)的研究，SCID小鼠腫瘤移植存活率高達(dá)36.9％，一般裸鼠為16.8％。對白血病和惡性腫瘤不但轉(zhuǎn)移率高，而且能廣泛擴(kuò)散，與人體腫瘤生物學(xué)行為極為相似，其侵潤和轉(zhuǎn)移與人類腫瘤自發(fā)性轉(zhuǎn)移相似。SCID小鼠是研究淋巴細(xì)胞分化作用和調(diào)控作用的主要模型，也是研究免疫缺陷與自發(fā)性淋巴細(xì)胞瘤之間關(guān)系的主要模型。

第60頁/共76頁SCID-hu小鼠：人源化SCID(humanizedSCID)

由于SCID小鼠缺乏有效的免疫系統(tǒng)，通過移植人免疫組織或免疫細(xì)胞，使SCID小鼠具有了人類部分免疫系統(tǒng)，稱為SCID-hu小鼠。SCID-hu小鼠免疫重建的材料來源：人胚胎組織：胎兒骨髓、胎兒胸腺、胎肝、胎兒淋巴結(jié)等成年人骨髓及脾細(xì)胞移植人體腫瘤手術(shù)標(biāo)本進(jìn)行移植，利用其中的腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞進(jìn)行重建成年人外周血淋巴細(xì)胞移植：SCID-hu-PBL模型第61頁/共76頁具有人免疫系統(tǒng)的小鼠模型的用途十分廣泛，其主要用于下列幾方面的研究腫瘤學(xué)方面：人淋巴細(xì)胞可以在SCID-hu小鼠體內(nèi)生存和增殖，從而使評價(jià)各類人淋巴細(xì)胞抗腫瘤活性的研究得以在活體內(nèi)進(jìn)行。目前已從常規(guī)人淋巴細(xì)胞移植，細(xì)胞因子、抗體等激活的人淋巴細(xì)胞移植，特異性效應(yīng)淋巴細(xì)胞移植等多方面開展其抗腫瘤活性的研究，顯示了極其活躍的研究態(tài)勢。SCID-hu-PBL小鼠是迄今最適于進(jìn)行人體腫瘤生物治療體內(nèi)研究的模型。它以最接近于人體的實(shí)際狀況，而備受人們表睞。近年來應(yīng)用SCID-hu-PBL小鼠進(jìn)行的生物治療研究主要涉及細(xì)胞因子和趨化因子的體內(nèi)抗癌效應(yīng)。病毒學(xué)方面：主要用于HIV、肝炎病毒和致瘤病毒等的致病性、致病機(jī)理及抗病毒藥物的篩選和疫苗制備的研究。免疫學(xué)方面：用于研究人類免疫系統(tǒng)的發(fā)育過程及功能，包括疾病如何產(chǎn)生和發(fā)展、免疫細(xì)胞如何發(fā)揮作用等。更為重要的是可以制備人單克隆抗體以解決目前尚不能用人進(jìn)行的人體內(nèi)免疫的問題。血液學(xué)方面：給SCID-hu小鼠輸入人骨髓干細(xì)胞，在其循環(huán)血液中可使人類各種血細(xì)胞得到發(fā)育，故可用于研究人類鐮刀性貧血、白血病及地中海貧血等。SCID-huALL(人類急性淋巴細(xì)胞白血病)模型和SCID-huAML(人類急性髓系白血病)模型是研究人類白血病的良好動物模型。其它醫(yī)學(xué)研究方面移植人肝組織于SCID-hu小鼠，即可用于人肝炎感染的研究，也可進(jìn)行人肝細(xì)胞正常功能的研究，如肝細(xì)胞是如何產(chǎn)生膽固醇的研究。糖尿孕婦流產(chǎn)的胎兒組織也可植入SCID小鼠，以解開糖尿病基因組成之謎。第62頁/共76頁四、BNX小鼠：beige-nude-xid(BNX)，亦稱NIH-ⅢBNX小鼠BNX小鼠比單一T細(xì)胞缺陷的裸小鼠及T細(xì)胞和B細(xì)胞聯(lián)合缺陷的SCID小鼠在腫瘤學(xué)研究中更有應(yīng)用價(jià)值：BNX小鼠建立的腫瘤動物模型具優(yōu)點(diǎn)：1.成瘤率高，一般可以達(dá)到100%；2.成瘤時(shí)間早，一致性好，幾乎同時(shí)成瘤；3.腫瘤大小個(gè)體差異小，便于實(shí)驗(yàn)分組；4.成瘤實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好，一些即使在裸鼠和SCID小鼠體內(nèi)重復(fù)性差的腫瘤，在BNX小鼠體內(nèi)也能得到較好的重復(fù)性。第63頁/共76頁NOD-SCID小鼠為T,B和NK三種細(xì)胞功能缺陷的動物，它是由SCID小鼠與具有NK細(xì)胞功能缺陷、循環(huán)補(bǔ)體缺乏、抗原呈遞細(xì)胞分化及功能不良特點(diǎn)的NOD/Lt品系回交，得到的聯(lián)合免疫缺陷動物。其免疫力更為低下，因而也更容易接受異種移植。有研究結(jié)果表明，NOD-SLID小鼠較SCID小鼠在人癌移植上占有優(yōu)勢，也有研究者認(rèn)為，使用T,B,NK細(xì)胞聯(lián)合免疫缺陷動物所建立的人體腫瘤移植模型能夠更好地模擬人癌侵襲和轉(zhuǎn)移的自然過程五、NOD-SCID(T、B、NKcell缺陷)第64頁/共76頁七、猴獲得性免疫缺陷綜合征（Simianacquiredimmunedef