醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)概述070522

LaboratoryAnimalSciencesAnimal？Human？Earth動(dòng)物是人類親密的朋友人類是動(dòng)物信賴的伙伴世界與我們?cè)谝黄?！崇尚自然，本能再現(xiàn)。醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)概述DepartmentofPathophysiologyProf.LiuzhiyueLaboratoryAnimalSciences一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)基本概念

和研究內(nèi)容

1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的基本概念：

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)是研究有關(guān)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的一門新興學(xué)科。具體講，這門學(xué)科是專門研究實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生物學(xué)特性、飼養(yǎng)繁殖、遺傳育種、質(zhì)量控制、疾病防治、開發(fā)應(yīng)用和進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一門具有自身理論體系的新興邊緣學(xué)科。

2.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的研究內(nèi)容實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)內(nèi)容豐富、范圍廣泛，其中不僅要以生物醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、畜牧獸醫(yī)學(xué)為主要研究對(duì)象，而且還以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)、微生物學(xué)、病理學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)為研究基礎(chǔ)，同時(shí)還要對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境生態(tài)學(xué)、建筑學(xué)進(jìn)行開發(fā)研究.目前，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)已形成了完整的理論體系并派生出有關(guān)分支學(xué)科。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)研究的基本內(nèi)容有三大方面：①實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)緒論包括其概念、內(nèi)容、地位作用、分類、發(fā)展概況及趨勢。②實(shí)驗(yàn)動(dòng)物（如何達(dá)標(biāo)）

--遺傳育種學(xué)：近交系、突變系、雜交群、封閉群動(dòng)物的培育--病原生物學(xué)：普通、清潔、SPF及無菌動(dòng)物的培育--環(huán)境生態(tài)學(xué)：溫度、濕度、潔凈度及噪音、氨濃度等控制--營養(yǎng)學(xué)：需要/標(biāo)準(zhǔn)/分類/功能/配方/質(zhì)控--飼養(yǎng)管理學(xué)：繁育、生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化、法規(guī)化管理

③動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（如何應(yīng)用）

--實(shí)驗(yàn)動(dòng)物醫(yī)學(xué)：疾病診、治、防和動(dòng)物特性及應(yīng)用--比較醫(yī)學(xué)：動(dòng)物與人類生命現(xiàn)象（疾病等）進(jìn)行類比研究--動(dòng)物實(shí)驗(yàn)技術(shù)：各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)/方法/標(biāo)準(zhǔn)二、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)在生物醫(yī)學(xué)

發(fā)展中的意義1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究的重要條件

在醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究領(lǐng)域里,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的條件可概括為:AEIR四個(gè)基本要素。Animal（動(dòng)物）Equipment（設(shè)備）Information（信息）Reagent（試劑）

AEIR這四個(gè)基本要素具有同等重要的地位，不能忽略或偏廢。當(dāng)今由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要獲得高、精、尖的儀器設(shè)備，純度高的試劑，必要的情報(bào)信息，已是容易辦到的事。但被稱為“活的精密儀器”的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，要在我國普遍采用國際上公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，還需要經(jīng)過艱苦努力才能辦到。

我國生產(chǎn)及推廣應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的工作僅伴隨著我國對(duì)外開放的形勢及科學(xué)技術(shù)交流的日趨頻繁才得以興起，它起步晚、任務(wù)重。如果再加上現(xiàn)實(shí)中實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)知識(shí)及標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物應(yīng)用的不普及，將給醫(yī)學(xué)生物學(xué)的發(fā)展形成桎梏。過去由于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，造成的沉痛教訓(xùn)已經(jīng)不少。

不良的動(dòng)物意味著不良科學(xué)！

英國國家實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心Bleby說：若一個(gè)科研課題的經(jīng)費(fèi)為5萬元，動(dòng)物耗費(fèi)5000元，占整個(gè)課題經(jīng)費(fèi)的1／10，但這1／10的經(jīng)費(fèi)可影響5萬元經(jīng)費(fèi)的成敗。2.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物工作的重要性

⑴實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)發(fā)展的最終目的,就是要通過對(duì)動(dòng)物本身生命現(xiàn)象的研究，進(jìn)而推廣運(yùn)用到人類，探索人類的生命奧秘，控制人類的疾病和衰老，延長人類的壽命.

⑵

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中不可分割的一個(gè)組成部分。它現(xiàn)在已成為了一門獨(dú)立的綜合性基礎(chǔ)科學(xué)門類。

⑶

通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來闡明和解決重大社會(huì)問題：隨著醫(yī)學(xué)生物科學(xué)的突飛猛進(jìn)發(fā)展，認(rèn)識(shí)到公害問題，不僅已成為糧食、人口、老年人等的重大社會(huì)問題，而且還涉及到地球上生活著的動(dòng)物生存問題，例如產(chǎn)業(yè)公害、儀器公害、藥品毒性等，均直接影響人體健康，對(duì)這些問題的研究最終必然要通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（包括動(dòng)物疾病模型的開發(fā)等）來闡明解決。這門科學(xué)的重要性在于：一方面它做為科學(xué)研究的重要手段，直接影響著許多領(lǐng)域研究課題成果的確立和水平的高低；

另一方面，做為一門科學(xué)，它的提高和發(fā)展，又會(huì)把許多領(lǐng)域課題的研究引入新的境地。因此，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)的重要性可概括為下面三句話：是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要組成部分；是生命科學(xué)的基礎(chǔ)和條件；是衡量一個(gè)國家或一個(gè)科研單位科學(xué)研究水平的重要標(biāo)志。3.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)在生物醫(yī)學(xué)發(fā)展中的重要作用

回顧生物醫(yī)學(xué)發(fā)展史，不難看出，生物醫(yī)學(xué)許多重大的發(fā)現(xiàn)均和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)密切相關(guān)。特別是那些具有劃時(shí)代意義的、里程碑式的、開拓一個(gè)新的領(lǐng)域、導(dǎo)致生物醫(yī)學(xué)的某一方面突飛猛進(jìn)的革命性發(fā)現(xiàn)，哪個(gè)不是通過實(shí)驗(yàn)，首先在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)的呢?例如：

公元前4-3世紀(jì)，Aristotle

(384-322)最早進(jìn)行解剖學(xué)和胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)立了以描述為特征的生物學(xué)。16世紀(jì)初，現(xiàn)代解剖學(xué)奠基人Vesalius

(1514-1556)利用豬、犬進(jìn)行解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和教學(xué)，從而闡明了解剖學(xué)與生理學(xué)的關(guān)系。1628年，英國科學(xué)家

WilliamHarvey發(fā)現(xiàn)了血液循環(huán)。《心血運(yùn)動(dòng)論》1878年，德國科學(xué)家RobertKoch發(fā)現(xiàn)了結(jié)核桿菌（牛、羊），指出了細(xì)菌與疾病的關(guān)系。1865年ClaudeBernard

實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)1880年，法國微生物學(xué)家LouisPasteur在家禽霍亂病的研究中首先用人工致弱的巴氏桿菌，制造出禽霍亂疫苗，到1885年他又成功地研制出狂犬病弱毒疫苗，對(duì)狂犬病免疫做出了很大貢獻(xiàn)，開辟了傳染與免疫的新領(lǐng)域。19世紀(jì)末、20世紀(jì)初，俄國的生理學(xué)家巴甫洛夫致力于用犬研究消化生理和高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)，提出了神經(jīng)反射的概念，開創(chuàng)了高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)生理的研究。1936年開始，Selye實(shí)驗(yàn)室通過一系列動(dòng)物實(shí)驗(yàn)創(chuàng)立了“應(yīng)激學(xué)說”，對(duì)臨床醫(yī)學(xué)廣泛應(yīng)用激素治療起了重要的指導(dǎo)作用。1970’年后，科學(xué)家利用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，在醫(yī)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域中作出了大量的具有創(chuàng)造性、里程碑性的科研成果。1980年，Gordon轉(zhuǎn)基因小鼠培育成功。1997年，英國Wilmut克隆綿羊“多莉”…此外，各種顯微鏡的發(fā)明和應(yīng)用、免疫現(xiàn)象、鐳和x射線、化學(xué)治療、抗菌素的發(fā)現(xiàn)、核酸與染色體的結(jié)構(gòu)與功能、肝癌病鼠的AFP，比比皆是。它們都是實(shí)驗(yàn)研究的成果。

克隆綿羊“多莉”(1997.2.22-2003.2.14)Willmut特別是醫(yī)學(xué)上幾個(gè)劃時(shí)代的成就，如：…傳染病病原發(fā)現(xiàn)，預(yù)防接種，…抗生素，麻醉劑，激素的使用，…人工循環(huán)，臟器移植，…小鼠H-2抗原的發(fā)現(xiàn)(美Snell,1980Nobel獎(jiǎng))…腫瘤病毒病原和化學(xué)致癌物的發(fā)現(xiàn)等。…單克隆抗體的發(fā)現(xiàn)(英G.Kohler,C.Milstein,1975提出,1984Nobel獎(jiǎng))這些成就的取得都與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)密切相關(guān)。

巴甫洛夫曾指出：

“沒有對(duì)活動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

和觀察，人們就無法認(rèn)識(shí)有

機(jī)界的各種規(guī)律，這是無可

爭辯的”。英國醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)的Himsivorth認(rèn)為：“過去半個(gè)世紀(jì)的醫(yī)學(xué)和獸醫(yī)學(xué)的進(jìn)步大于人類歷史上任何時(shí)期，沒有什么時(shí)候疾病的發(fā)生情況會(huì)如此顯著減少，任何有思想的人都清楚地知道，假如沒有動(dòng)物所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)工作，這種進(jìn)步是不可能的”。三、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

1.國外發(fā)展?fàn)顩r實(shí)驗(yàn)動(dòng)物作為現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展中新崛起的一門綜合的、獨(dú)立的新興學(xué)科，尤其是從第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后的幾十年中，得到了迅猛的發(fā)展。它作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，反過來也促進(jìn)了生物醫(yī)學(xué)及整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展。從遺傳學(xué)角度看，有兩項(xiàng)重要突破性進(jìn)展為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)獨(dú)立于其它學(xué)科奠定了基礎(chǔ)。其一，是美國Jackson研究所第一任所長立特(Little)教授首次成功地培育出第一株DBA近交系小鼠，從而揭開了現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)的序幕。從此以后，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物育種學(xué)有了迅速發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前世界上至少有小鼠近交系2500個(gè)；大鼠近交系111個(gè)；地鼠近交系45個(gè)；豚鼠近交系14個(gè)；家兔近交系20個(gè)；雞近交系40個(gè)；以及兩棲類，爬蟲類和多種魚類近交品系。除此之外，還有其它遺傳類型的品系相繼培育成功。

其二，是免疫缺陷動(dòng)物的培育成功。免疫缺陷動(dòng)物的問世(裸鼠)，為近代實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)的奠基起到革命性的作用。到1993年統(tǒng)計(jì)，已發(fā)現(xiàn)小鼠基因5937個(gè)，其中4829個(gè)已在20個(gè)不同染色體上定位，其中1002個(gè)和人的遺傳基因同源。這兩項(xiàng)研究成果，可以認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)發(fā)展史上的重大成就。1956年，創(chuàng)立了全球性實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)——國際實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)委員會(huì)(InternationalCouncilonLaboratoryAnimalScience，ICLAS)。中國于1987年正式被接納為該委員會(huì)的成員國。在一些發(fā)達(dá)國家，如法國、德國、日本及東歐等國相繼建立了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的組織，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)化及完善實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)體系方面做了大量工作.美國緬因州巴港的Jackson研究所，是國際公認(rèn)的哺乳動(dòng)物遺傳學(xué)研究中心。該所自1929年創(chuàng)立以來，Little教授一直致力于實(shí)驗(yàn)小鼠的培育，并以實(shí)驗(yàn)小鼠為工具,進(jìn)行哺乳類動(dòng)物遺傳學(xué)研究.

TheJacksonLaboratory

美國NIH實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源中心和杰克遜實(shí)驗(yàn)室，是世界上最大的遺傳保種和遺傳研究中心，僅NIH實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源中心就維持著250多種近交系大小鼠，不同背景的無胸腺裸鼠有20多種。他們根據(jù)研究的不同需要，共培育著2607種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

1961年，加拿大生物學(xué)聯(lián)合會(huì)建立了動(dòng)物管理常務(wù)委員會(huì)，后改為加拿大動(dòng)物管理委員會(huì)，由農(nóng)業(yè)部、醫(yī)學(xué)院聯(lián)合會(huì)、國防部、環(huán)境部、癌癥研究所等16個(gè)機(jī)構(gòu)的代表組成，并出版了《實(shí)驗(yàn)用動(dòng)物管理與使用指南》對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)施、各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物特性以及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)技術(shù)作了介紹，全書始終貫徹人道主義對(duì)待動(dòng)物的主導(dǎo)思想，指出了優(yōu)化動(dòng)物、人道對(duì)待動(dòng)物和有效研究三者之間同等重要關(guān)系，強(qiáng)調(diào)Rowsell博士提出的“3R”(replacement、reduction、refinement)信條。1975年，澳哲學(xué)家PeterSinger出版了《動(dòng)物解放》一書，掀起了動(dòng)物保護(hù)運(yùn)動(dòng)的浪潮。動(dòng)物福利獻(xiàn)給特別為SARS研究獻(xiàn)身的38只恒河猴（武漢大學(xué)）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種系達(dá)3000多，并形成了一定的規(guī)模。據(jù)1990年調(diào)查，日本使用小鼠519萬只，大鼠218萬只，豚鼠22萬只，兔13萬只，加上其它動(dòng)物合計(jì)為802萬只。1989年歐洲全境實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用數(shù)量1400萬只；1983年美國全部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的使用數(shù)量為1700～2200萬只。美國、歐洲、日本每年僅大、小鼠的使用量約2500萬只。1700萬/y150-200萬/y100萬/y263萬/y日本于二戰(zhàn)后，科學(xué)技術(shù)有了較大的發(fā)展。目前，日本在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的設(shè)施和技術(shù)方面，在國際上占有一定優(yōu)勢。各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物已實(shí)行社會(huì)化、商品化生產(chǎn)。一些實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)廠家的年銷售額可達(dá)千萬美元，甚至上億美元。如美國CharlesRiver公司1994年實(shí)驗(yàn)動(dòng)物銷售額就達(dá)6億美元。世界實(shí)驗(yàn)動(dòng)物銷售量最大的是小鼠和大鼠，據(jù)統(tǒng)計(jì)，1994年歐洲、北美、日本大鼠和小鼠的銷售值分別為12億、15億、10億美元。

在發(fā)達(dá)國家，高級(jí)別的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用量總體加大，使用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物一般為SPF級(jí)。日本1991年普通級(jí)、清潔級(jí)、SPF級(jí)的小鼠使用比例為1：2：5，大鼠是1：5-7：25。另一個(gè)趨勢是大鼠的使用量在增加，小鼠的使用量在相對(duì)減少。由于心血管病、腫瘤、艾滋病等危害人類較大的疾病成為醫(yī)學(xué)研究的重點(diǎn)，非人類靈長類動(dòng)物日益成為需要的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。又由于犬、貓作為寵物受到動(dòng)物保護(hù)組織干預(yù)，逐漸被有蹄類等動(dòng)物代替。?國外實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)展現(xiàn)狀特點(diǎn)1、組織健全、結(jié)構(gòu)合理2、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼育應(yīng)用等級(jí)質(zhì)量較高3、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品種品系齊全4、從事本專業(yè)技術(shù)人員素質(zhì)較高5、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)施條件較好6、儀器設(shè)備及試劑先進(jìn)，動(dòng)物質(zhì)量檢測嚴(yán)格7、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的飼料及墊料專業(yè)化8、替代物的研究----動(dòng)物保護(hù)-3R2.國內(nèi)發(fā)展概況1918年齊長慶(原北平中央防疫處處長)首先開始飼養(yǎng)繁殖小鼠做實(shí)驗(yàn)，并從日本引進(jìn)豚鼠。1919年謝恩