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鸡 猪.长爪沙鼠 Milne edwands旱獭旱獭 Woodchuck.树鼩 Tree shrew斑马鱼 鮈鲫(Gobiocypris rarus).第6讲 动物试验与动物保护讲课内容讲课内容6.1 1 动物试验的必要性动物试验的必要性6.2 6.2 常用实验动物常用实验动物6.3 6.3 动物试验涉及的动物保护动物试验涉及的动物保护6.4 6.4 动物试验的替代方法动物试验的替代方法.动物试验动物试验l是人类进行生命科学研究不可缺少的手段是人类进行生命科学研究不可缺少的手段和方法。和方法。l动物试验动物试验在揭示生命本质及起源，保证人在揭示生命本质及起源，保证人体健康和满足人类生活需要等方面发挥了体健康和满足人类生活需要等方面发挥了重要作用。重要作用。.1 动物试验的必要性l概念概念l动物试验动物试验是以是以动物动物为载体，在特定的条为载体，在特定的条件下进行特定的处理，以得到预期的目件下进行特定的处理，以得到预期的目的和结果的过程。的和结果的过程。动物试验.l目的和意义目的和意义l 是人类进行科学研究必不可少的方法和手段；是人类进行科学研究必不可少的方法和手段；l 可以揭示生命现象的本质；可以揭示生命现象的本质；l 可以提高人类的健康水平；可以提高人类的健康水平；l 可以满足人类对动物性产品日益增加的需求。可以满足人类对动物性产品日益增加的需求。.1.2 动物试验的应用范围：动物试验的应用范围：l生物学领域生物学领域：进行各种动物试验，为了：进行各种动物试验，为了揭示生命现象的本质和规律。揭示生命现象的本质和规律。l医学领域医学领域：进行动物试验，为人类造福，：进行动物试验，为人类造福，因为，任何一种新药物的有效性和有效因为，任何一种新药物的有效性和有效剂量的确定，都必须进行动物试验。剂量的确定，都必须进行动物试验。.l动物养殖领域动物养殖领域：通过动物试验，进行动物：通过动物试验，进行动物优良品种的选育，是现代高效养殖业的前优良品种的选育，是现代高效养殖业的前提，也是为人类提供品种多，数量大的动提，也是为人类提供品种多，数量大的动物产品的保证。物产品的保证。l仿生学仿生学：通过研究、模拟和利用动物某些：通过研究、模拟和利用动物某些特殊结构和特殊原理，而进行科学研究，特殊结构和特殊原理，而进行科学研究，为人类文明和社会进步作出贡献。为人类文明和社会进步作出贡献。.1.3 动物试验在未来生命科学中的地位动物试验在未来生命科学中的地位l在未来的生命科学中，动物试验将以新在未来的生命科学中，动物试验将以新的面貌和姿态显示出更为重要的作用。的面貌和姿态显示出更为重要的作用。l所不同的是，科学工作者将以科学的手所不同的是，科学工作者将以科学的手段和方法，合理地进行动物试验，并本段和方法，合理地进行动物试验，并本着着理性和人道理性和人道的态度对待实验动物。的态度对待实验动物。.2 常用实验动物常用实验动物.2.1实验动物的概念实验动物的概念l广义的实验动物广义的实验动物是指用于各种各样目的的动物，是指用于各种各样目的的动物，包括科学研究、生物和化学制剂、产品质量检查、包括科学研究、生物和化学制剂、产品质量检查、环境卫生监测和提高动物生产性能等试验。环境卫生监测和提高动物生产性能等试验。l狭义的实验动物狭义的实验动物是是指用于科学研究的动物。主指用于科学研究的动物。主要是小白鼠、大白鼠、豚鼠、家兔、猫、犬和猴要是小白鼠、大白鼠、豚鼠、家兔、猫、犬和猴等所谓的实验室动物。等所谓的实验室动物。.什么是实验动物什么是实验动物?l实验动物:指为科科学应学应用用目的而饲养或管领之 动物。l科学应用指为教学训练、科学实验、制造生物制剂、试验商品、药物、毒物及移植器官等目的所进行之应用行为。.2 2.2.2常用实验动物的状态常用实验动物的状态l无菌动物无菌动物：简称：简称GF（germ free）动物动物，指体表，指体表和肠道内都无菌的动物。第一代无菌动物是在严和肠道内都无菌的动物。第一代无菌动物是在严格无菌操作条件下剖腹取胎或孵卵获得，并在无格无菌操作条件下剖腹取胎或孵卵获得，并在无菌条件下饲养、成长和繁殖后代。菌条件下饲养、成长和繁殖后代。l无特定病原体动物无特定病原体动物：简称：简称SPF（specific pathogen-free）动物动物。此类动物饲养在屏障系统。此类动物饲养在屏障系统中，动物不是绝对无菌，而是没有寄生虫和特定中，动物不是绝对无菌，而是没有寄生虫和特定的病原微生物。的病原微生物。.l清洁（清洁（clean）动物）动物：又称最低限度疾：又称最低限度疾病（病（minimal disease）动物，来源于）动物，来源于SPF动物或无菌动物，饲养在半屏障系动物或无菌动物，饲养在半屏障系统下，不含质量标准规定的微生物或寄统下，不含质量标准规定的微生物或寄生虫病原。生虫病原。.l普通动物普通动物：又称：又称常规（常规（conventionsl）动动物物，是在一般环境中饲养的实验动物。不，是在一般环境中饲养的实验动物。不仅带细菌，而且常带病毒和寄生虫。仅带细菌，而且常带病毒和寄生虫。.l一、小白鼠一、小白鼠 不耐冷、热、饿，不耐冷、热、饿，适合生活在新鲜、适合生活在新鲜、安静、室温安静、室温2323、相对湿度相对湿度50%-60%50%-60%的的环境中。环境中。2.2 常见实验动物.体型小，性情温顺，易于饲养管理。小白鼠是哺乳动物中体型较小的动物，出生时体重.5g，体长20mm左右。成年体重3040g，体长110mm。喜黑暗，昼伏夜动。喜欢群居，雄性好斗。胆小怕惊，对环境反应敏感，适应性差，汗腺不发达，怕热，高温容易中暑。（一）一般特性（一）一般特性.（二）小白鼠在医学、生物学的应用（二）小白鼠在医学、生物学的应用.l在人为设置的迷宫里，动物通过不断感受复杂通道的结构，调整和改进自己的行为。随着训练次数的增加，条件反射逐渐建立，以至在大脑皮层形成记忆。同时也可以考察一些刺激（如饥饿和化学药剂）对记忆力的影响。小白鼠学习和记忆力测试小白鼠学习和记忆力测试.l通过观察、分析小白鼠学习和记忆过程，理解大脑在动物行为机制建立中的作用 l通过老鼠实验，间接了解人脑的记忆机制。l毁小白鼠小脑的观察：通过毁小白鼠小脑的实验,观察不同的损伤程度对小脑躯体反应.（1）药物评价和毒性试验）药物评价和毒性试验 .药物筛选试验 .毒性试验：如急性毒性试验、亚急性和慢性试验。测定药物（或化学制）的LD50或药物致癌性试验等常选用小白鼠。.生物制品、药品安全性、有效性评价：药物的效价比较实验如广泛用于血清、疫苗等生物制品的鉴定，照射剂量与生物效应实验，各种药物效价测定等实验。.药品研究方面.（2）肿瘤学、白血病研究）肿瘤学、白血病研究 小白鼠广泛应用于癌、肉瘤白血病以及其他恶性肿瘤的研究。为研究各种类型肿瘤的发生和生物学特性及其防治，提供了很好的动物模型。1.自发性肿瘤：AKR小白鼠白血病发生率可达90%，C3H小白鼠自发乳腺癌发病率高达90%。.2.诱发性肿瘤：对各种致癌物敏感可诱发各种供研究用的肿瘤模型。如用二乙基亚硝胺诱发小白鼠肺癌，甲基胆蒽诱发小白鼠胃癌和宫颈癌等。3.移植性肿瘤：裸小白鼠、SCID小白鼠可接受人类各种肿瘤细胞的移植，成为活的癌细胞“试管”。.（3）病毒、细菌和寄生虫病研究）病毒、细菌和寄生虫病研究 小白鼠对多种病原体具有易感性，适合于研究吸血虫感染、流行性感冒、脑炎、狂犬病等。.（4）遗传病和遗传学研究）遗传病和遗传学研究 1.小白鼠的毛色变化多样，常作为小白鼠遗传学分析中遗传标记和品系鉴定的依据之一。2.重组近交系小白鼠将双亲品系的基因自由组合和重组产生一系列的子系，是遗传分析的重要依据，用作基因定位及其连锁关系的研究。3.同源近交系小白鼠常用来研究多态性基因位点的多效性，基因的效应和功能。.4.具有遗传性疾病的突变系小白鼠为研究人类遗传性疾病的病因、发病机制和治疗措施，提供了自然的动物模型。如家族性肥胖、遗传性贫血、全身性红斑狼疮、侏儒症、尿崩症等都有相应的突变系小白鼠供使用。.（5）免疫学研究）免疫学研究 免疫缺陷小白鼠 BALB/c-nu SCID小白鼠.（6）计划生育研究（避孕药试验）计划生育研究（避孕药试验）小白鼠繁殖能力强、妊娠期短、生长速度快，适合作避孕药研究。如选用小白鼠作抗生育、抗着床、抗早孕和抗排卵实验。.（7）老年病学研究）老年病学研究 小白鼠寿命短，个体差异小和花费低廉，常用于老年学研究。用于老年病研究1.5年以上，大鼠1.7年以上。胶原蛋白老化常作为老化的指标，是研究胶原老化的动物模型。侏儒症小白鼠垂体功能低下，生长激素缺乏，其寿命只有45个月，且表现为灰发，皮肤萎缩，双眼白内障，常用于研究生长激素与老化的关系。.（8）内分泌疾病的研究）内分泌疾病的研究 小白鼠内分泌结构的缺陷常引起类似人类的内分泌疾病。如肾上腺皮质肥大造成肾上腺功能亢进，发生类似人类的柯兴综合症；甲状旁腺激素失活引起的钙磷代谢紊乱和次生骨吸收障碍等。.（9）其他方面的研究）其他方面的研究 1.营养 2.镇咳药的研究：小白鼠在氢氧化铵雾剂刺激下有咳嗽反应，是研究镇咳药物所必需的动物。.l二、豚鼠二、豚鼠：性情温顺，胆小，行动敏捷。适宜在清洁、凉爽、干燥和安静的环境中生活。.（一）豚鼠的生物学特性（一）豚鼠的生物学特性 .草食性，盲肠发达，对霉变饲料敏感；.喜群居，居住环境干燥清洁；.性情温顺，很少斗殴；.机警胆小，嗅觉和听觉发达；.对抗生素及有毒物质敏感；.体内不能合成。.（二）豚鼠在医学生物学中的应用（二）豚鼠在医学生物学中的应用.豚鼠对某些药物极为敏感，因此它是研究某些药物的“专门动物”。例如豚鼠对组织胺极敏感，引起支气管痉挛性哮喘，所以很适合作平喘药和抗组织胺药的研究。豚鼠对人型结核杆菌具有高度的敏感性，因此常用作抗结核病药物的药理学研究。（1）药理学研究.豚鼠皮肤对毒物刺激反应灵敏，常用于局部皮肤毒物作用的试验。如研究化妆品和外用药物对皮肤的刺激反应。还用于局部麻醉药的药效评价实验。如角膜擦伤、背部拔毛、皮肤灼烧、坐骨神经刺激等。镇咳药物的研究。妊娠期长，胎儿发育完全，用于研究某些药物或毒物的胎儿后期发育影响。.（2）传染病研究）传染病研究 豚鼠对多种病菌和病毒十分敏感，如：对结核杆菌、白喉杆菌、钩端螺旋体、布氏杆菌、沙门菌、链杆菌、副大肠杆菌、疱疹病毒、斑疹伤寒病毒，淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒等病原体都具有较高的敏感性。尤其是对结核杆菌有高度敏感性，感染后的病变酷似人类的病变，是结核菌分离、鉴别、疾病诊断及病理研究的最佳动物。幼龄豚鼠用于研究肺支原体感染的病理和细胞免疫。.补体来源：豚鼠是实验动物血清中补体含量最多的一种动物，免疫学实验中所用的补体多来源于豚鼠血清。过敏反应或变态反应的研究：因为豚鼠易于过敏，如给豚鼠注射马血清很容易复制成过敏性休克动物模型，迟发超敏反应性与人类相似，适合作这方面研究。对抗生素敏感。常用实验动物接受致敏物质的反应程度不同，其顺序为：豚鼠家兔狗小白鼠猫蛙。（3）免疫学研究）免疫学研究.豚鼠体内不能合成维生素C，对维生素C缺乏十分敏感，如果饲料中缺乏时，很快会出现一系列坏血病症状，是目前唯一用于研究实验性坏血病的动物。（4）营养学研究）营养学研究.豚鼠的耳廓大，耳蜗和血管伸至中耳腔，可以进行耳微循环的检查，耳窝管对声波极为敏感，特别对7002000周/秒纯音最敏感，常选用豚鼠进行若干内耳疾病的研究，如噪音对听力的影响、耳毒性抗生素的研究等。（5）耳科学研究）耳科学研究.出血和血管通透性变化的实验研究；豚鼠的血管反映敏感，出血症状显著，如辐射损伤引起的出血综合症在豚鼠表现得最为明显，犬也相当显著，猴和家兔中等，大、小白鼠较少见。（6）血液学研究）血液学研究.豚鼠对缺氧的耐受性强，适于作缺氧耐受性和测量耗氧量实验。实验性肺水肿实验：切断豚鼠颈部两侧迷走神经可以复制典型的急性肺水肿动物模型，症状比其它动物更明显。豚鼠妊娠期长，适合于妊娠毒血症、自发性流产的研究。（7）其他研究）其他研究.l豚鼠豚鼠：1890年,Behring 和北里在德国Koch实验室从豚鼠体内发现了第一种抗体:白喉抗毒素,从而挽救了成千上 万的白喉患儿.从死亡率60%降到。.l三、家兔三、家兔：寿命4-9年，第一次配种期为7-9个月，孕期30天，哺乳期30-50天，一年可产3-5胎，每胎1-5只。.（一）生物学特性（一）生物学特性 1.夜行性和嗜眠性。2.草食性动物，对粗纤维的消化能力强，饲料中粗纤维的含量需达到1215%。3.有食粪性，被称为半反刍动物。4.听觉和嗅觉都十分灵敏，喜爱幽静和空气新鲜的环境，胆小怕惊。.5.对环境影响很敏感，耐寒不耐热，耐干燥不耐潮湿。喜清洁厌污秽。6.喜穴居。7.性情温顺但群居性差，同性好斗。8.有啮齿类行为，喜欢磨牙、啃木。9.寿命：715年。.（二）在医学生物学中的应用（二）在医学生物学中的应用.生产抗体，制备高效价和特异性强的免疫血清。如：病原体免疫血清，间接免疫血清，抗补体抗体血清、抗组织免疫血清等。（1）免疫学研究.1.给家兔注射细菌培养液和内毒素可引起感染性发热。2.给家兔注射化学药品或异性蛋白等可引起非感染性发热。3.药品生物检定中热源的检查常用兔。（2）发热、解热等实验研究.利用家兔诱发排卵的特点进行各种研究。（3）生殖生理和避孕药的研究眼球大，便于操作，两眼对照实验。（4）眼科的研究.颈部神经血管和胸腔的特殊构造，适合做心血管实验和复制心血管及肺心病模型。（6）心血管和肺心病的研究 对胆固醇吸收率高，清除率低。与人病变相似。（5）胆固醇代谢和动脉粥样硬化研究.l四、仓鼠：寿命1-1.5年，2个月性成熟可交配，每胎产仔5-6只，妊娠期16-18天，哺乳期20-22天。.五、猕猴五、猕猴（Macaca mulaiia）体形较小，毛一般为灰棕色，体形较小，毛一般为灰棕色，背后颜面部多呈肉色或更红些，栖息于山林中，好群居，常背后颜面部多呈肉色或更红些，栖息于山林中，好群居，常成百只生活在一起。由于猴的生理特点和人接近，因此是医成百只生活在一起。由于猴的生理特点和人接近，因此是医学及生物学重要的实验动物。学及生物学重要的实验动物。.（一）一般特性 1.热带和亚热带动物，群居，有社会性，等级制度严格。2.杂食性动物，以素食为主。3.大脑发达，动作敏捷，好奇心和模仿力强，行为复杂，可以把握工具。4.难以驯养。5.寿命2030年。.熊猴台湾猴平顶猴（豚尾猴）.（二）在生物医学研究中的应用（二）在生物医学研究中的应用 猕猴的生物学特性与人类极其相似，是其它动物无法相比的，是医学和生物学研究最重要的动物模型，广泛应用于各类生命科学研究。短尾猴（红面猴）恒河猴.脑功能，生殖生理、神经生理、行为学、内分泌、血型、老年学等。（1）生理学研究：.药物诱发的精神病，各种抑郁症、神经官能症、精神分裂症、药物引发的刻板型强迫行为的模型。（2）行为学和神经生物学研究.1.几乎可感染人类所有的传染病。2.是制造和鉴定脊髓灰质炎疫苗唯一实验动物。3.其他如肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、麻疹病毒、艾滋病病毒、SARS病毒、B病毒、登革热病毒、结核杆菌、痢疾杆菌等。但要特别注意猴和人之间疾病的传播。但要特别注意猴和人之间疾病的传播。（3）传染病学研究.生殖生理与人类非常接近，是人类避孕药物研究极为理想的实验动物。猴对麻醉药和毒品的依赖性表现与人类接近。已成为新麻醉剂和其他药物进入临床试用前必须的试验。目前筛选抗震颤麻痹药物最有价值的方法是电击损伤引起的猴震颤。在已经研究的化合物中，71%药物在猴体内代谢和人相似。（4）药理、毒理研究.猕猴、黑猩猩、狒狒等的白细胞抗原 （RhLA）的基因位点排列同人的HLA抗原有相似性，具有高度的多态性。（5）器官移植 如动脉粥样硬化、帕金森综合症、白内障、牙周炎、肿瘤等等。（6）其他疾病.比格犬（比格犬（BeagleBeagle）体形较小，性格温顺，是最体形较小，性格温顺，是最常用的实验用犬种。常用的实验用犬种。六、犬六、犬.（一）生物学特性（一）生物学特性 1.喜近人，易驯养。2.环境适应能力强，可承受比较冷和热的气候。3.犬习惯不停地运动，故需要一定的活动场地。.4.喜食肉类和脂肪性饲料，饲料中需有一定的动物蛋白质和脂肪。5.正常犬鼻呈油状滋润，人以手背触之有凉感，它能灵敏地反映全身的健康情况。6.智力发达、记忆力强、感情丰富。7.寿命1020年。.（二）在生物医学中的应用（二）在生物医学中的应用 广泛用于实验外科各个方面的研究，如心血管外科、脑外科、断肢再植、器官或组织移植等。临床外科医生在研究新的手术或麻醉方法时往往是选用犬来作动物试验，先取得熟练而精确的技巧，然后才妥善用于临床。（1）实验外科学.犬是目前基础医学研究和教学活动中最常用的实验动物之一。犬的神经系统和血液循环系统发达特别适合在生理和病理生理等实验研究。（2）基础医学实验研究.由于犬可以通过短期训练能够配合实验，所以适合于进行慢性实验，如条件反射实验、各种实验治疗效果实验、毒理学实验、内分泌腺摘除实验等。又如犬的消化系统发达，与人有相同的消化过程，所以特别适合作消化系统的慢性实验，如以无菌手术方法做成食管瘘、肠瘘、胰液管瘘、胃瘘、胆管瘘来观察胃肠运动和消化吸收、分泌等变化。（3）慢性实验研究.常用于新药临床使用前的毒性试验、代谢实验、药理实验。如磺胺类药物的代谢研究，苯胺及其衍生物的毒理学研究。（4）药理学和毒理学研究 如：进行先天性白内障、胱胺酸尿、遗传性耳聋、血友病A、先天性心脏病、先天性淋巴水肿、蛋白质营养不良、家庭性骨质疏松、视网膜发育不全、高胆固醇血症、动脉粥样硬化、糖原缺乏综合症等的研究。（5）其他.七、猫七、猫（一）一般特性 1.猫类是天生的神经质和行动谨慎的动物，对于陌生人或环境十分多疑，但对人通常会表现出亲切感。猫对周围环境的变化特别敏感，在环境改变的情况下，应使猫有足够的时间调整其适应能力，方可进行实验。.2.猫喜孤独、自由的生活，除发情和交配外，很少群居。3.猫喜爱明亮干燥的环境，不随地排大、小便。成年猫每年在春夏和秋冬交雪的季节各换一次毛。4.寿命约814年，成年猫体长一般约4045cm，雄性体重约2.53.5kg，雌性体重23kg。8年以上的猫进入老年期，不适于繁殖。.（二）猫在医学生物学中的应用（二）猫在医学生物学中的应用 猫可耐受麻醉及脑的部分破坏手术，在手术时能保持正常血压，猫的反射功能与人近似，循环系统、神经系统和肌肉系统发达，所以主要用于神经学、生理学及毒理学的研究。.常用猫脑室灌流法来研究药物作用部位；血脑屏障，即药物由血液进入脑或由脑脊液转运至血液的问题；神经递质等活性物质的释放，特别是在清醒条件下研究活性物质释放和行为变化的相关性，如针麻、睡眠、体温调节的条件反射。（1）中枢神经系统研究.观察用药后呼吸系统、心血管系统的功能效应和药物的代谢过程。如常用猫观察药物对血压的影响，进行冠状窦血流量的测定，以及阿托品解除毛果云香碱作用等试验。（2）药理学研究.做血压试验优点很多，如血压稳定，较大鼠、家兔等小动物更接近于人体，对药物反应更灵敏；血管壁坚韧，便于手术操作和适用于分析药物对循环系统的作用机制；心搏力强，能描绘出完好的血压曲线；用作药物筛选试验时可反复应用等。特别的是它更适合于药物对循环系统作用机制的分析，因为猫有瞬膜反应，不仅便于分析药物对交感神经节和节后神经的影响，而且易于制备脊髓猫以排除脊髓以上中枢神经系统对血压的影响。（3）循环生理研究.猫可用作炭疽病以及阿米巴痢疾的研究。近年来我国用猫进行针刺麻醉原理的研究，效果较理想。在生理学上利用电极刺激神经测量其脑部各部分的反应。在血液病研究上选用猫做白血病和恶病质者血液的研究。猫是寄生虫中弓形虫的宿主，因此在寄生虫病研究中是一种很好的模型。猫可做许多良好的疾病模型，如Kinefelters综合征、白化病、聋病等。（4）其他研究.3 动物试验涉及的动物保护动物试验涉及的动物保护3.1 对动物试验的不同观点动物保护组织和少数人主张取消动物试验，认为动物试验是非人道的做法。绝大多数肯定动物试验，认为动物试验对于发展生物学、医学、农药、畜产品等产生是必不可少的，对于认识生命现象机理的基础研究也是必需的。.l2004年10月19日，美国纽约，抗议者身上套上卫生棉等道具在哥伦比亚大学抗议哥伦比亚大学研究人员用灵长类动物进行残忍的月经试验。.3.2 动物试验中保护动物的法律和法规动物试验中保护动物的法律和法规l20世纪世纪80年代以来，美国、德国、瑞士等发达年代以来，美国、德国、瑞士等发达国家相继制定、通过和实施了动物保护法国家相继制定、通过和实施了动物保护法等一些法律法规，这些法律法规的基本点可以等一些法律法规，这些法律法规的基本点可以用用“3R”来概括。来概括。l3R即即Reduce Refine Replace.动物试验的3R原则ReplaceRefineReduce减少（应用）改善（方法）替代（手段）.具体内容具体内容：O对动物试验的应用范围和所用实验动物的数量对动物试验的应用范围和所用实验动物的数量有所限制；有所限制；O对要必须进行的动物试验要改善动物的饲养环对要必须进行的动物试验要改善动物的饲养环境、实验条件，应用必要的方法如麻醉剂、镇境、实验条件，应用必要的方法如麻醉剂、镇痛药等减轻动物的痛苦，减少对动物的伤害，痛药等减轻动物的痛苦，减少对动物的伤害，使动物所受的疼痛减小到最低程度；使动物所受的疼痛减小到最低程度；O只要有能替代动物试验的其他方法或材料，则只要有能替代动物试验的其他方法或材料，则必须采用。必须采用。.动物试验.3.3 动物保护法规在动物试验中的作用与效果动物保护法规在动物试验中的作用与效果v实行了许可证制度，并进行有效的检查和监督。实行了许可证制度，并进行有效的检查和监督。v改善了实验动物的饲养管理。改善了实验动物的饲养管理。v减少了使用实验动物的数量。减少了使用实验动物的数量。v在不同领域推行了动物试验的替代方法。在不同领域推行了动物试验的替代方法。v加强和改善了动物饲养管理和动物试验领导和加强和改善了动物饲养管理和动物试验领导和实施人员的教育。实施人员的教育。v不定期举行关于动物试验和替代方法的学术会不定期举行关于动物试验和替代方法的学术会议，促进学术观点和应用的交流。议，促进学术观点和应用的交流。.3.4 科研部门和科学工作者的责任和义务科研部门和科学工作者的责任和义务l科学工作者有义务及时了解国际上相关学科的信息和新的进展，互相交流经验，开展科研合作，避免不必要的动物试验。l科学工作者还有责任和义务，阐述动物试验的数学模型的科学性和使用性，促进这类模型的科学认可和推广。l 科学工作者还必须充分利用研究知识，促进新的检测方法和实验技术的发展，使实验动物所遭受的损害减至最低限度。这些包括发展改进实验方法，比如使用替代方法等。.3.5 动物试验中实施动物保护的基本原则动物试验中实施动物保护的基本原则基本原则基本原则：尽可能减少动物试验，对：尽可能减少动物试验，对必须进行的动物试验要有明确的规定必须进行的动物试验要有明确的规定和限制；对计划中的动物试验必须科和限制；对计划中的动物试验必须科学安排，使用最少的实验动物，获取学安排，使用最少的实验动物，获取最多的数据；有可能用替代方法就必最多的数据；有可能用替代方法就必须应用替代方法。须应用替代方法。.4 动物试验的替代方法动物试验的替代方法l概念l狭义是使试验规范化，用没有疼痛感的物狭义是使试验规范化，用没有疼痛感的物质替代有生命的动物进行试验。质替代有生命的动物进行试验。l广义是指减少动物试验中的动物数量，降广义是指减少动物试验中的动物数量，降低动物所受的压力和损伤，或用较少的动低动物所受的压力和损伤，或用较少的动物种类进行试验。物种类进行试验。.l这些替代方法主要是离体的组织器官或组织这些替代方法主要是离体的组织器官或组织培养，包括化学方法、生物学方法、分子生培养，包括化学方法、生物学方法、分子生物学方法、微生物学方法、免疫学方法及各物学方法、微生物学方法、免疫学方法及各种先进的检测技术方法。种先进的检测技术方法。.l宗旨宗旨：根据：根据“3R”原则，通过应用其他方原则，通过应用其他方法，减少实验动物的使用量，改善实验方法，减少实验动物的使用量，改善实验方法，减轻实验动物的伤害程度。法，减轻实验动物的伤害程度。l目的目的：为了最后取消动物试验，从而保护：为了最后取消动物试验，从而保护动物。动物。.4.1 组织和器官培养组织和器官培养l长期以来，科学家把细胞培养看作是动物试验最有希望的替代载体。l某些方面和领域，进行细胞组织和器官培养可以作为动物试验的替代载体。l但在毒理学、药理学确定药物和化学试剂的致死剂量，不能替代。l在生命科学领域，细胞培养失去了原来在器官内所特有的新陈代谢，同时也失去了生物学功能，不能替代。.cell lin.4.2 数学建模数学建模l在药学领域里，利用计算机建立分子模型，即由计算机支持的选择法（Computer-Assisted Drug Discovery，CADD）。l这种方法根据分子模型筛选和确定可能成为具有药理活性的物质，从而大大减少了应用实验动物的数量。.4.3 单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用l应用应用单克隆抗体单克隆抗体技术是发展动物试验替代法中一个技术是发展动物试验替代法中一个重要方法。重要方法。l单克隆抗体是由杂交瘤细胞分泌的。单克隆抗体是由杂交瘤细胞分泌的。l杂交瘤细胞是由两种细胞融合而成，一种是能分泌杂交瘤细胞是由两种细胞融合而成，一种是能分泌单一的特异性抗体的单一的特异性抗体的B淋巴细胞淋巴细胞，另一种是能长久，另一种是能长久存活并分裂增殖的存活并分裂增殖的肿瘤细胞肿瘤细胞。l杂交瘤细胞具有两种细胞特点，既能分泌特异性抗杂交瘤细胞具有两种细胞特点，既能分泌特异性抗体又能长期保存。体又能长期保存。.l抗原分子上可以诱导出抗体的部位或片段，特称之为抗原决定基；一个抗原分子上通常都有许多处抗原决定基，而每个决定基至少都可诱生出一种抗体；因此在传统抗血清中，都含有许多种不同的抗体，分别对抗这些不同的决定基。l对于分子构造相似的抗原，由于它们含有共同或相似的抗原决定基，所产生的抗血清对这两种相似的抗原都会产生反应；因此在检定此类抗原时，其专一性不很理想，常常会出现假阳性，也称为交叉反应性。同时又由于免疫动物的个别体质不同，对抗原的反应也有相当的差异，以致无法准确控制所得到每批抗血清效价的高低。.l血清中的每一种抗体是由单一种 B 细胞 所分泌产生，若能把此 B 细胞由脾脏中挑出来，单独培养成细胞株，则可得单一种类的抗体，只会对一种 抗原决定基 反应，其专一性极高。大量培养此细胞株，即可有质量一定、纯度均一的抗体，此即为 单株抗体。.l然而 B 细胞不易在培养基中生长，虽然有人一直努力，想找出在体外培养脾脏细胞的条件，但结果均不甚理想，因此上述想法不易达成。l癌细胞 的生长不受控制，很容易在培养基中生长，有很多已经建立好的癌细胞株，其生长特性均已了解；若把癌细胞永续生长的特性，利用细胞融合法导入可生产有用抗体的 B 细胞中，则得到可在培养基中永久生长的 B 细胞株，此即融合瘤细胞株。.获诺贝尔奖者获诺贝尔奖者l丹麦科学家杰尼、德国科学家科勒、阿根廷科学家米尔斯坦因发现生产单克隆抗体的原理而共同获得1984年诺贝尔生理学或医学奖。.Niels K.Jernel191194,British-Danish 免疫学家,b.London.在the Danish State Serum Institute工作(194555),为世界卫生组织首席官员(195662).他发展“network theory”解释人类免疫系统产生抗体对抗疾病的互动过程.(3.4.5).Georges J.F.Kohlerl194695,German免疫学家,Ph.D.Univ.of Freiburg,1974.他和Cesar Milstein(197476)在the Laboratory of Molecular Biology in Cambridge,England.工作,在哪里他们发展一项技术藉由融合产生抗体的细胞和快速生长的细胞因而产生大量的单株抗体,这项产生抗体的技术被全世界广泛的接受.(3.4.5).Cesar Milsteinl19262002,Argentine 免疫学家,Ph.D.Cambridge Univ.,1960.他和 Georges Kohler(197476)工作在the Laboratory of Molecular Biology in Cambridge,England.他们制造单株抗体来对抗特殊的细胞.这项产生抗体的技术被全世界广泛的接受.(3.4.5).4.4 检测疫苗等生物制剂的替代方法检测疫苗等生物制剂的替代方法l疫苗是比较特殊的生物制品，其生物学活性最为重要。以往，疫苗质量检验都需要通过大量实验动物来做保护实验，以判断疫苗的生物学活性，这种动物试验常造成动物高死亡率。l现代，科学家已从部分病原体中找到所谓的保护性抗原，这些抗原能够刺激机体产生相应抗体或淋巴细胞，使之有效地抵御病原体的侵袭。l通过应用一些敏感的血清学试验，检测这些保护性抗原或抗体的效果，就可对疫苗的保护性进行估价，这样就可能减少所用的实验动物。.含热原的注射液注入家兔体内，引起体温升高40度以上，甚至出现昏迷、休克、死亡的现象。什么是热原反应？事例事例-家兔致热实验家兔致热实验.鲎鲎l据报道世界上现存种类的五种，我国捕获有四种，即中国鲎、圆尾鲎、南方鲎和黄鲎。l鲎有活化石称，五亿年前的古鱼类还没出世时，它们已经存在，并占据了统治地位，阻碍量间流失，进事沧桑变迁，或灭绝，或时化，分道物。只有鲎进化不大，即生存下来，所以它是考古者研究古生物的例证。.l经经济济价价值值：名名贵贵稀稀有有的的珍珍稀稀水水生生动动物物，除除可可供供作作教教学学、研研究究、食食用用外外，还还是是一一种种难难得得的的医医药药原原料料，入药可治疗痔疮、肺结核咯血、咳嗽等。入药可治疗痔疮、肺结核咯血、咳嗽等。l仿仿生生学学家家在在其其眼眼睛睛上上发发现现了了对对电电视视设设计计的的新新原原理理，制制成成电电视视摄摄影影机机，能能在在微微弱弱光光线线下下，提提供供清清晰晰度度较较高高的的形形象象，用用来来改改进进雷雷达达，可可提提高高雷雷达达的的显显示示灵敏度。灵敏度。l鲎血可制成一种特殊检验试剂，这种试剂对革兰鲎血可制成一种特殊检验试剂，这种试剂对革兰氏阳性细菌所产生的内毒素特别敏感，遇到内毒氏阳性细菌所产生的内毒素特别敏感，遇到内毒素存在，可在很短时间内变成凝胶（鲎血清中含素存在，可在很短时间内变成凝胶（鲎血清中含有可凝性蛋白，内毒素中有激活有可凝性蛋白，内毒素中有激活E E，二者相遇，激二者相遇，激活活E E会使可凝性蛋白很快变成凝胶。会使可凝性蛋白很快变成凝胶。.l鲎的血液是蓝色的；鲎的血液是蓝色的；l细菌一旦入侵，鲎的血细菌一旦入侵，鲎的血液就会迅速凝固而引起液就会迅速凝固而引起死亡。利用鲎血液的这死亡。利用鲎血液的这一特殊反应，人们制成一特殊反应，人们制成了一种特殊的检验试剂。了一种特殊的检验试剂。l国外已经将鲎试剂扩大国外已经将鲎试剂扩大应用到检查食用水的无应用到检查食用水的无菌程度。菌程度。.l热原主要是细菌的内毒素，能引起人体或动物的体温升高，严重者可导致休克。l传统测定为家兔作实验动物来检测。l目前用鲎(hou)试剂检测内毒素。l因其变形细胞中含有的酶可因热原作用而凝集。l发达国家已批准用自愿者的全血取代鲎试剂，从而达到保护鲎的目的。.4.5 替代方法的发展趋势替代方法的发展趋势l 由政府、企业和科研机构共同发展替代方法是重要的趋势之一。l这将使替代方法更具有可靠性和科学性，并由相应的试验进行验证、完善并完成法律认可程序。.l对于某种替代方法的认可也应考虑如下方面：l1所使用的替代方法是否具有相关的生物学参数；l2所进行的实验是否在不同实验室具有相同的条件；l3方法是否精确，在实际的生命过程中是否能可靠地重复；l4所使用的替代方法安全性如何。.5 5 实验动物饲养设施的标准化实验动物饲养设施的标准化长期以来，人们没有关注实验动物的饲养设施的标准化问题。60年代末，为了降低人为因素造成的实验数据的误差和差异，提出了实行实验动物饲养设施的标准化问题。1971年联邦德国提出实验动物饲养标准的建议，其宗旨是尽可能地采取实用节省的饲养措施和建立重复性强、卫生条件好的饲养环境。1986年保护用于实验和其他科学目的的脊椎动物的欧洲协议出台，该协议提出给予猴、犬、猫等灵长类和家养动物较多的关注，“要满足动物在生理学和伦理学方面的需要”。.l实验动物饲养和管理的基本原则是满足动物的需要。l所有实验动物都具有一些共同的基本需求，即环境条件、饲养设施以及研究和实验过程中的实验方法等。6 实验动物的保护与管理实验动物的保护与管理.（一）实验动物饲养的物质环境条件实验动物饲养的物质环境条件主要包括动物房舍空间大小和环境温度、湿度、空气、照明等。这是保证动物实验取得成功的基础。实验动物的物质环境条件分为大环境和小环境。大环境是指动物房舍及其周围的建筑条件、建筑环境和集群环境。大环境还包括动物房舍内的温度、湿度、空气、采光（照明）、噪声等以及与动物的垫料、废弃物处理等有关的卫生设施等。小环境是指动物近身周围的物质环境以及自身的温度、湿度与空气等生活环境。.l温度和湿度：常用的实验动物大都为恒温动物，在一定的环境温度范围（4.429.4）内生活，过高或过低的温度都将影响动物的健康，甚至威胁生命。动物的饲养密度、通气措施、垫料的性质等都影响环境的相对湿度。l通气措施：通气可排除污浊和有害的气体，补充氧气，调节空气温度和湿度。因此，在饲养过程中，应采取相应的通风措施。.l采光条件：光照可影响动物的生理反应和行为。光照长短对多种动物繁殖起关键性的调节作用，还能影响动物的体重增长和采食量。l噪声问题：注意避免和控制噪声。.（二）动物房舍的建筑和设施l动物房舍周围要远离交通主干道，远离厂房或居民区。l应合理地选择和确定适合动物的关养设施和设备，如笼具等。l要考虑从事动物试验人员的安全。l应用有害因子进行动物试验时，应具有防护措施。.（三）实验动物的饲养饲料：动物的饲料要求营养全价、无污染和适口性强。饮水：饮用水的质量应与人的饮用水的质量相同，一般为自来水。垫料：垫料是使动物有舒适环境、保证动物健康的重要因素。选择适宜的垫料，并经常更换。卫生措施：根据动物的种类、密度和设施的性质，应经常清洗、去除排泄物和污垢等，保持环境清洁；并经常消毒和驱虫，消除有害的微生物和寄生虫。.废料的处理：废料包括常规（如更换的垫料）、生物性（如有感染性的动物尸体）和有害（如有毒性、致癌性、易变性等化学药品）的几方面的物品。应根据其性质，定期妥善地清除和处理。动物占用空间的推荐：实验动物需要占有一定的空间，不同动物占有的空间面积不同。.（四）（四）实验动物的管理实验动物的管理l行为管理行为管理；主要包括提供给动物的各类设施，如；主要包括提供给动物的各类设施，如笼具，可增强动物运动、健康的各类物件等。笼具，可增强动物运动、健康的各类物件等。l群体管理群体管理：主要是对实验对象：主要是对实验对象 的识别和记录。可的识别和记录。可采用编号卡片、颈圈、束带、名牌、耳缺刻、耳采用编号卡片、颈圈、束带、名牌、耳缺刻、耳标等识别方法。记录动物的本身特征、研究内容、标等识别方法。记录动物的本身特征、研究内容、研究人员、研究方案等。研究人员、研究方案等。.l动物保定动物保定；为了方便检查、采集样品、施用药物、；为了方便检查、采集样品、施用药物、治疗或实验操作等，必须对动物进行保定。治疗或实验操作等，必须对动物进行保定。l兽医护理兽医护理：在动物试验中，为了保证实验动物健：在动物试验中，为了保证实验动物健康和安全，必须制订康和安全，必须制订兽医护理方案兽医护理方案。兽医护理还。兽医护理还包括对动物进行必要的外科手术、保定、镇静、包括对动物进行必要的外科手术