實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇和應(yīng)用公開課課件

第八章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇和應(yīng)用第一節(jié)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇原則第二節(jié)部分學(xué)科實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇和應(yīng)用第一節(jié)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇原則一、根據(jù)與人的相似性選擇動(dòng)物（一）選用在整體上與人在結(jié)構(gòu)、功能、及進(jìn)化程度相似的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物靈長類病原微生物的感染譜獼猴的生殖生理生物藥品的長期毒性試驗(yàn)（二）選用在某些系統(tǒng)、器官的結(jié)構(gòu)、功能與人相似的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物犬的血液循環(huán)、神經(jīng)系統(tǒng)豬的皮膚結(jié)構(gòu)、心血管系統(tǒng)蛙的反射弧實(shí)驗(yàn)小鼠的基因功能動(dòng)物種類與人相似性強(qiáng)中弱-無合計(jì)猴1215431犬5121431大鼠1131731猴、犬、大鼠與人在藥物代謝方面的相似性二、根據(jù)解剖和生理學(xué)特點(diǎn)選用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物（一）解剖特點(diǎn)

兔的胸腔結(jié)構(gòu)兔的減壓神經(jīng)犬和兔的甲狀旁腺大鼠無膽囊（二）生理特點(diǎn)犬的紅綠色盲兔對致熱原十分敏感犬和貓對嘔吐反應(yīng)敏感豚鼠易于致敏致敏比較：豚鼠>兔>犬>小鼠>貓>青蛙豚鼠對維生素C缺乏敏感家兔對射線十分敏感三、選用標(biāo)準(zhǔn)化合格的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

野生動(dòng)物：不易獲得年齡、體重一致的一批動(dòng)物遺傳背景不清健康狀況有差異機(jī)體反應(yīng)性不一致標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物排除細(xì)菌、病毒、寄生蟲和潛在疾病的影響排除環(huán)境因素的影響減少實(shí)驗(yàn)誤差，提高結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性能得到國際上的承認(rèn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種類最長壽命（年）平均壽命（年）猩猩3720狒狒2415猴3010犬2010貓3012家兔158豚鼠75大鼠53小鼠32豬2716山羊189四、動(dòng)物年齡、體重的選擇常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的壽命與人性成熟期相對應(yīng)的動(dòng)物年齡應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩磉x擇適齡動(dòng)物

一般實(shí)驗(yàn)采用性成熟前后生長發(fā)育期的成年動(dòng)物成年實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體重一般為：小鼠：18-22g，大鼠：180-220g，豚鼠：350-650g，兔：2-2.5kg，貓：1.5-2.5kg，犬：6-10kg

長期試驗(yàn)選用幼齡動(dòng)物小鼠：15-18g，大鼠：80-100g，豚鼠：150-200g，兔：1.5-1.8kg，貓：1.0-1.5kg，犬：6-8kg。老齡動(dòng)物除了用作老年醫(yī)學(xué)研究外，其他學(xué)科很少應(yīng)用

注意事項(xiàng)根據(jù)年齡判斷體重或根據(jù)體重判斷年齡要注意品種品系的不同同批動(dòng)物的年齡、體重盡可能一致，相差不應(yīng)超過10%。在選擇動(dòng)物時(shí)，必須了解所選動(dòng)物的壽命、懷孕期、哺乳期等一些指標(biāo)，這些指標(biāo)對保證研究工作的順利進(jìn)行及試驗(yàn)結(jié)果的分析是非常有用的。六、動(dòng)物品系的選擇

不同品系代表實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的不同遺傳基因型，因而具有不同的生物學(xué)特性，對同一刺激的反應(yīng)差異很大，在選擇時(shí)必須注意。研究發(fā)現(xiàn)，從大多數(shù)白化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物取得的數(shù)據(jù)，在推及人類時(shí)更接近于白人，而與有色人種的差異較大。A系小鼠的促性腺激素含量比DBA小鼠低1.5倍。A系小鼠肝臟的β葡萄糖酸活性只有C3H小鼠的十幾分之一。用激素超排卵，C57BL/6j屬高排卵品系，而Balb/c屬低排卵品系。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。35日齡DBA小鼠對音響刺激非常敏感，聞電鈴聲后可出現(xiàn)特殊的發(fā)作性痙攣，甚至死亡，而C57BL小鼠卻根本不會出現(xiàn)這種反應(yīng)。DBA/2及C3H小鼠對同一病毒（Newcastle病毒）的反應(yīng)和DBA/1小鼠完全不同，前者引起肺炎而后者引起腦炎。A、C3H、津白Ⅱ等品系小鼠易致癌，C57、C58、津白Ⅰ等品系不易致癌，AKR、DBA/2、615等品系易致白血病。C3H雌鼠乳腺癌自發(fā)率達(dá)90%，AKR小鼠白血病自發(fā)率達(dá)65%。C57BL/6J、Balb/c等為低發(fā)乳腺癌品系，而C3H乳腺癌發(fā)病率高達(dá)97%。七、生理狀態(tài)與健康情況動(dòng)物的特殊生理狀態(tài)如懷孕、哺乳等對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響很大。如非專門研究妊娠、哺乳等實(shí)驗(yàn)，應(yīng)去除特殊生理狀態(tài)的動(dòng)物，以減少結(jié)果的個(gè)體差異。健康動(dòng)物對刺激的耐受性較患病動(dòng)物高。外購的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，應(yīng)適應(yīng)性飼養(yǎng)、觀察檢疫3-7天，證實(shí)其身體健康后才開始實(shí)驗(yàn)。饑餓、衰竭、寒冷、炎熱情況下，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果不穩(wěn)定。應(yīng)加強(qiáng)飼養(yǎng)管理，控制環(huán)境條件。應(yīng)該注意的是，科研中實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇是上述選擇原則和科研經(jīng)費(fèi)預(yù)算、并結(jié)合自己實(shí)驗(yàn)室硬件和軟件條件綜合考慮、權(quán)衡利弊的結(jié)果，并應(yīng)充分預(yù)計(jì)選擇的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。第二節(jié)部分學(xué)科實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇和應(yīng)用一、藥理學(xué)研究藥理學(xué)包括藥效學(xué)、一般藥理學(xué)和藥物代謝動(dòng)力學(xué)等，除了小部分藥效學(xué)研究可用體外或離體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)外，一般藥效學(xué)和藥物代謝動(dòng)力學(xué)研究離不開整體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究。大部分藥效學(xué)研究要使用動(dòng)物模型選擇何種動(dòng)物，應(yīng)參考上述的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選擇原則和實(shí)驗(yàn)的具體要求進(jìn)行，如對動(dòng)物進(jìn)行長時(shí)間多次采樣，則用小動(dòng)物是不合適的。為了觀察不同種屬動(dòng)物對藥物的反應(yīng)性，最好同時(shí)選用兩種以上動(dòng)物。二、藥物安全性評價(jià)藥物安全性評價(jià)是新藥在上市前所必須做的一項(xiàng)研究，用以了解藥物對各系統(tǒng)、器官臟器的毒性作用單次給藥毒性試驗(yàn)多次給藥毒性試驗(yàn)安全性藥理試驗(yàn)遺傳毒性試驗(yàn)生殖毒性試驗(yàn)免疫原性試驗(yàn)致癌試驗(yàn)毒代動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)（二）長期毒性試驗(yàn)長期毒性試驗(yàn)是通過連續(xù)反復(fù)多次給藥，觀察動(dòng)物出現(xiàn)的毒性反應(yīng)，劑量與毒性的關(guān)系，主要靶器官是什么，毒性反應(yīng)的性質(zhì)和程度以及毒性反應(yīng)是否可逆等。長期毒性試驗(yàn)要求用兩種動(dòng)物。嚙齒類首選大鼠；非嚙齒類動(dòng)物當(dāng)供試品為化學(xué)品時(shí)首選比格犬，當(dāng)供試品為生物藥品時(shí)，要用猴。大鼠可選用SD或Wistar大鼠，體重要求180~220g（約6~8周齡），體重差異應(yīng)不超過平均體重的20%。試驗(yàn)周期在3個(gè)月以上，可選用120~160g（約5~6周齡）。每組雌雄各半。比格犬一般用6~12月齡，試驗(yàn)前適應(yīng)觀察2周，必要時(shí)需要接種疫苗和驅(qū)除腸蟲。猴子采用成年猴，3-5歲（3.5-6.5kg），試驗(yàn)前適應(yīng)觀察1個(gè)月，必要時(shí)需要接種疫苗和驅(qū)除腸蟲。一般設(shè)定3個(gè)劑量組。低劑量組目的是尋找動(dòng)物安全劑量范圍，為臨床劑量設(shè)計(jì)作參考。此劑量下應(yīng)不出現(xiàn)毒性反應(yīng)。高劑量組目的是為尋找毒性靶器官、毒性反應(yīng)癥狀及搶救措施提供依據(jù)，也為臨床毒性及不良反應(yīng)監(jiān)測提供參考，應(yīng)使動(dòng)物產(chǎn)生明顯的或嚴(yán)重的毒性反應(yīng)，或個(gè)別動(dòng)物死亡。中劑量組應(yīng)使動(dòng)物產(chǎn)生輕微的或中度的毒性反應(yīng)。（三）皮膚給藥毒性試驗(yàn)皮膚給藥毒性試驗(yàn)包括皮膚給藥急性試驗(yàn)、長期毒性試驗(yàn)、皮膚刺激實(shí)驗(yàn)、皮膚過敏試驗(yàn)。采用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為兔、豚鼠和大鼠，首選兔。體重要求兔2kg左右、豚鼠300g，大鼠200g，雌雄各半。給藥前24小時(shí)將動(dòng)物背部脊柱兩側(cè)被毛脫去，脫毛范圍約相當(dāng)于體表面積的10%，兔約150cm2，豚鼠、大鼠約40cm2左右。一般一側(cè)脫毛區(qū)為給藥區(qū)，一側(cè)脫毛區(qū)為賦形劑區(qū)。

三、免疫學(xué)研究（一）免疫學(xué)研究在抗感染免疫、免疫生物學(xué)研究中應(yīng)用最廣的是Balb/c小鼠和各種免疫缺陷動(dòng)物在自身免疫性疾病和系統(tǒng)性紅斑狼瘡的研究中，應(yīng)用最廣的是新西蘭黑（NZB）以及新西蘭黑和新西蘭白的雜交F1代（NZB×NZWF1）小鼠動(dòng)物模型。在變態(tài)反應(yīng)研究中，豚鼠應(yīng)用得比較多。在移植免疫研究中，引起移植免疫反應(yīng)的抗原稱為移植抗原或組織相容性抗原。在小鼠，這一抗原系統(tǒng)稱為H-2抗原系統(tǒng)，已經(jīng)研究得很透徹。不同近交品系小鼠有不同的H-2型，二個(gè)相同H-2型品系小鼠間移植，可不發(fā)生排斥反應(yīng)。（二）免疫學(xué)應(yīng)用1．單克隆抗體的制備：Balb/c2．免疫血清的制備:兔、羊3．提供補(bǔ)體：豚鼠

四、實(shí)驗(yàn)?zāi)[瘤學(xué)研究（一）自發(fā)性腫瘤模型在自發(fā)性腫瘤動(dòng)物模型中，利用小鼠生長快、生命周期短、近交品系多、自發(fā)性腫瘤與人類腫瘤發(fā)病相似等特點(diǎn)，可以選用具有不同的遺傳性狀特點(diǎn)的近交系動(dòng)物進(jìn)行腫瘤遺傳學(xué)和腫瘤病因?qū)W研究。缺點(diǎn):不易同時(shí)獲得大批病程相似的自發(fā)性腫瘤動(dòng)物，又因這種腫瘤生長較慢，實(shí)驗(yàn)周期相對較長，所以一般很少用于篩藥。（二）

誘發(fā)性腫瘤模型用化學(xué)致癌物、射線或病毒均可在各類動(dòng)物中誘發(fā)不同類型的腫瘤。如用強(qiáng)化學(xué)致癌物二甲基苯蒽（DMBA）和甲基膽蒽可誘發(fā)乳癌，二苯芐芘誘發(fā)纖維肉瘤，二乙基硝胺（DEN）誘發(fā)大鼠肝癌，黃曲霉素誘發(fā)大鼠肝癌等。

在使用化學(xué)劑致癌時(shí)，要注意各類化學(xué)致癌劑對動(dòng)物致癌的特點(diǎn)

芳香胺及偶氮染料：長期反復(fù)亞硝胺類：小劑量一次給藥黃曲霉毒素：已知致癌劑中最強(qiáng)的一種模式生物與人類TechnicaldifficultyComplexityDrosophilazebrafishmousehumanC.elegansyeast土壤線蟲黑腹果蠅蟾蜍小鼠人種人類和幾種模式生物之間的進(jìn)化關(guān)系果蠅：

成蟲體小，長僅3～4毫米。身體淡黃色，復(fù)眼多為紅色。成蟲喜在多種腐爛水果和發(fā)酵物周圍飛舞和產(chǎn)卵。生活周期較短，約2周。染色體數(shù)量少，遺傳背景清楚，基因定位與表型效應(yīng)的關(guān)系明確，各種遺傳分析方法也較成熟，是一種經(jīng)典的模式動(dòng)物。果蠅線蟲：

成體長僅1mm，全身透明，以細(xì)菌為食，居住在土壤中，全身共有959個(gè)細(xì)胞，性別為雌雄同體或雄性。整個(gè)的生命周期僅3天。由一個(gè)受精卵發(fā)育成為成熟的成體只要二天多一點(diǎn)（25℃時(shí)需52小時(shí)）。線蟲的細(xì)胞分化譜系明確，為研究細(xì)胞－細(xì)胞間相互作用和特定細(xì)胞功能提供了很好的模型。線蟲斑馬魚：

體長4～6厘米。體呈紡錘形。背部橄欖色，體側(cè)從鰓蓋后直伸到尾未有數(shù)條銀藍(lán)色縱紋，臀鰭部也有與體色相似的縱紋，尾鰭長而呈叉形。雄魚檸檬色縱紋；雌魚的藍(lán)色縱紋加銀灰色縱紋。

斑馬魚通體透明，它具有體外受精、胚胎透明、體外發(fā)育、胚胎早期發(fā)育快和易于大量獲得樣品等獨(dú)有的特點(diǎn)，是研究器官發(fā)生的最佳材料之一。斑馬魚六、病毒學(xué)研究實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在病毒學(xué)研究中的應(yīng)用病因未明病原體的分離確認(rèn)發(fā)病機(jī)制的研究抗病毒藥物篩選疫苗效果鑒定診斷試劑制備

病毒性疾病的研究需要對病毒敏感的動(dòng)物模型。沒有合適的動(dòng)物模型甚至成為阻礙該病研究的瓶頸。不同種屬動(dòng)物對同一病毒的易感性不同，選用作病毒學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，應(yīng)首先考慮采用該病毒的易感動(dòng)物。實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)在相應(yīng)等級的生物安全實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。應(yīng)注意了解這些動(dòng)物的自然感染情況，避免自然感染