实验动物学概论课件

实验动物学概论 一、实验动物科学的定义一、实验动物科学的定义 实验动物科学实验动物科学(laboratory animal science)是研究是研究实验动物培育、应用实验动物培育、应用和和动物实验方法动物实验方法的的一门综合性、应用性学科。一门综合性、应用性学科。实验动物学概论 二二 、实验动物实验动物 1.实验动物实验动物 (Laboratory animals) 是指经人工饲育，对其携带微生物、寄生虫实是指经人工饲育，对其携带微生物、寄生虫实行控制，遗传背景明确或者来源清楚的用于科学研行控制，遗传背景明确或者来源清楚的用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。 实验动物是是实验动物是是以实验动物本身为对象以实验动物本身为对象，研究实，研究实验动物的遗传育种、保种（培育新品种、保持原有验动物的遗传育种、保种（培育新品种、保持原有品系的遗传特性）、生物学特性（包括解剖、生理、品系的遗传特性）、生物学特性（包括解剖、生理、生化、生殖及生态等特点）、繁殖生产、饲养管理生化、生殖及生态等特点）、繁殖生产、饲养管理以及疾病的诊断、治疗和预防，以及疾病的诊断、治疗和预防，以期达到如何提供以期达到如何提供标准化的实验动物标准化的实验动物等。等。 实验动物学概论2. 实验动物特点实验动物特点（1） 按遗传学控制原理分类按遗传学控制原理分类 近交系（近交系（Inbreed strain: Chimaera ; Recombinant ）封闭群（封闭群（Outbreed stock ）杂交群（杂交群（Hybrids: F1 Hybrids; F2Hybrids）实验动物实验动物（2）按微生物学控制的原理分类）按微生物学控制的原理分类普通动物普通动物(Conventional animal , CVA)清洁动物（清洁动物（Clean animal ，CLA）无特定病原体动物无特定病原体动物(SPFA ) 无菌动物无菌动物(Germfree animal ,GFA);悉生动物悉生动物(Gnotophoric animal， GNPA)实验动物实验动物（3）主要用于科学实验）主要用于科学实验实验动物学概论实验动物的来源Wild animalEconomical animalExhibiting animalLA调查、捕获、人工繁殖等调查、捕获、人工繁殖等选择、培育、纯化等选择、培育、纯化等实验动物学概论实验动物学概论3.实验用动物实验用动物:(experimental animal):一切一切可以用于实验的动物。包括可以用于实验的动物。包括实验动物（实验动物（laboratory animals）：）：DBA/2 . Wistar rats经济动物经济动物(economical animals)：猪、马、牛、鱼等：猪、马、牛、鱼等野生动物（野生动物（wild animals） ：蛙、蛇、鱼、猴等蛙、蛇、鱼、猴等观赏动物观赏动物(exhibiting animals)：犬、猫、金鱼、鸟：犬、猫、金鱼、鸟实验动物学概论实验动物与实验用动物的区别：实验动物与实验用动物的区别： 实验用动物是指所有用于动物实验的动物，实验用动物是指所有用于动物实验的动物，包括实验动物。而实验动物是为研究的需要而包括实验动物。而实验动物是为研究的需要而培育的。确定是否是实验动物，要经过一系列培育的。确定是否是实验动物，要经过一系列检测，如微生物和遗传基因等，经专家鉴定才检测，如微生物和遗传基因等，经专家鉴定才能称其为实验动物。能称其为实验动物。实验动物学概论 三、动物实验三、动物实验 动物实验动物实验(animal experiment ) ：是以标准：是以标准化的实验动物为材料，采用各种方法在实验动物化的实验动物为材料，采用各种方法在实验动物身上进行实验，研究动物实验过程中实验动物的身上进行实验，研究动物实验过程中实验动物的反应、表现及其发生发展规律等问题。反应、表现及其发生发展规律等问题。 动物实验动物实验是为科研、教学、药品检定等目的，是为科研、教学、药品检定等目的，对动物进行物理、化学和生物因素处理，观察其对动物进行物理、化学和生物因素处理，观察其反应，获得实验数据，解决科研中的问题。反应，获得实验数据，解决科研中的问题。即如即如何使动物实验合理化、规范化。何使动物实验合理化、规范化。简而言之，简而言之，实验实验动物科学就是关于实验动物标准化和动物实验规动物科学就是关于实验动物标准化和动物实验规范化的科学。范化的科学。 实验动物学概论实验动物标准化实验动物标准化定义：实验动物的标准化是以实验动物为研究对象或应用材定义：实验动物的标准化是以实验动物为研究对象或应用材料这一学科领域中所涉及的科学、技术、经济、人才及管料这一学科领域中所涉及的科学、技术、经济、人才及管理等社会实践活动中，对重复性事物和概念，通过制定，理等社会实践活动中，对重复性事物和概念，通过制定，实施标准达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的过程，实施标准达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的过程，即对动物的质量，繁育条件，实验条件等方面规定的统一即对动物的质量，繁育条件，实验条件等方面规定的统一技术标准。技术标准。（1）以实验动物为对象或应用材料这一重复性事物或有关）以实验动物为对象或应用材料这一重复性事物或有关概念所作出的统一规定。概念所作出的统一规定。（2）以实验动物这一领域的科学技术，实践经验的成果为）以实验动物这一领域的科学技术，实践经验的成果为基础，基础， 经有关方面的协商一致，由国家主管机关批准，以经有关方面的协商一致，由国家主管机关批准，以特定形式发布，作为共同遵守的依据。特定形式发布，作为共同遵守的依据。（3）实验动物标准内容的核心就是实验动物质量标准。）实验动物标准内容的核心就是实验动物质量标准。实验动物学概论质量控制的内容：质量控制的内容： 实验动物遗传学质量控制实验动物遗传学质量控制 实验动物微生物学、寄生虫学质量控制实验动物微生物学、寄生虫学质量控制 实验动物设施环境质量控制实验动物设施环境质量控制 实验动物饲料营养质量控制实验动物饲料营养质量控制动物实验规范化动物实验规范化 即科学合理的使用实验动物，有效地进行即科学合理的使用实验动物，有效地进行各类科学实验，通过科学的动物实验、研究、各类科学实验，通过科学的动物实验、研究、探讨生命现象本质以及各类相关学科领域疑难探讨生命现象本质以及各类相关学科领域疑难课题。课题。实验动物学概论 实验动物学实验动物学实验动物实验动物标准化（质量控制）标准化（质量控制）动物实验动物实验规范化（规程）规范化（规程）遗传遗传控制控制环境环境控制控制实验实验动物动物选选择择动物实验动物实验基本技术基本技术和方法和方法微生微生物控物控制制营养营养控控制制人类疾病人类疾病动物模动物模型型基因工程基因工程动物模动物模型型实验动物学概论四、实验动物科学的研究范围四、实验动物科学的研究范围1.实验动物遗传育种实验动物遗传育种(laboratory animal genetic breeding science) ：是利用遗传调控机理，采是利用遗传调控机理，采用传统的和现代生物技术手段，控制动物的遗传特用传统的和现代生物技术手段，控制动物的遗传特性，培育新的动物品种品系和各种动物模型，实现性，培育新的动物品种品系和各种动物模型，实现家畜和野生动物的实验动物化。家畜和野生动物的实验动物化。2.比较医学比较医学(Comparative medicine）是比较研究所是比较研究所有动物（包括人类）的基本生命现象的异同，比较有动物（包括人类）的基本生命现象的异同，比较解剖、比较生理、比较外科等。并且采用其异同点，解剖、比较生理、比较外科等。并且采用其异同点，通过建立实验动物疾病模型来研究人类相应疾病。通过建立实验动物疾病模型来研究人类相应疾病。比较医学比较医学施新猷等主编，陕西科技出版社，施新猷等主编，陕西科技出版社，2003实验动物学概论 3.实验动物医学实验动物医学(Laboratory Animal Medicne) 是专门研究和阐明实验动物疾病的诊断、治疗是专门研究和阐明实验动物疾病的诊断、治疗和预防及其在生物医学领域中应用的科学。和预防及其在生物医学领域中应用的科学。 4.实验动物微生物学与寄生虫学实验动物微生物学与寄生虫学(Laboratory animal microbiology and parasitology) 是研究实验动物的微生物、寄生虫分类学、与是研究实验动物的微生物、寄生虫分类学、与人类的相互关系和对科学试验的干扰作用，探讨与人类的相互关系和对科学试验的干扰作用，探讨与实验动物疾病作斗争的措施，实行对实验动物微生实验动物疾病作斗争的措施，实行对实验动物微生物与寄生虫的质量监控，以达到控制和消灭实验动物与寄生虫的质量监控，以达到控制和消灭实验动物疾病的科学。物疾病的科学。实验动物学概论 5.实验动物生态学实验动物生态学 (Laborator Animal ecology) 研究影响实验动物生存的环境与条件。例如：研究影响实验动物生存的环境与条件。例如：饲养动物的房舍，通风，温湿度、光照、噪声、笼饲养动物的房舍，通风，温湿度、光照、噪声、笼具、饲料、饮水、以及各种垫料等。具、饲料、饮水、以及各种垫料等。 6.实验动物技术实验动物技术 (Laboratory animal technipques) 包括研究实验动物的饲养管理技术、各种监测包括研究实验动物的饲养管理技术、各种监测方法和动物实验技术方法和动物实验技术。实验动物学概论 7.实验动物营养学实验动物营养学 (Laboratory animal nutriology) 是研究动物摄入、利用营养物质全过程与生命活动相互关系的科学。是研究动物摄入、利用营养物质全过程与生命活动相互关系的科学。 8.实验动物饲养管理实验动物饲养管理 (Laboratory animal husbandry） 研究实验动物的繁育和生产管理，并使管理标准化和规范化研究实验动物的繁育和生产管理，并使管理标准化和规范化。 9. 中医实验动物学中医实验动物学 （ Laboratory animal science of traditional chinese medicine） 是以中医药理论为基础，运用实验动物学的理论与方法，是以中医药理论为基础，运用实验动物学的理论与方法，进行中医药研究的实验科学。进行中医药研究的实验科学。实验动物学概论 6. 新的动物种系及模型动物为生物医学的发展开辟新的动物种系及模型动物为生物医学的发展开辟了广阔前景了广阔前景 （1）免疫缺陷动物的研究进展迅速）免疫缺陷动物的研究进展迅速 为人类恶性肿瘤异种移植及体外研究带来了生机。为人类恶性肿瘤异种移植及体外研究带来了生机。 小型动物小型动物-马、牛，马、牛， 单一单一T细胞缺陷细胞缺陷-T、B细胞联合免疫缺陷细胞联合免疫缺陷 （SCID小鼠及小鼠及T、B、NK 细胞三联免缺陷小鼠）细胞三联免缺陷小鼠）自发突变先天性免疫缺陷自发突变先天性免疫缺陷-后天获得性免疫缺陷后天获得性免疫缺陷 实验动物学概论（2）具人类疾病模型特征的动物品系培育）具人类疾病模型特征的动物品系培育 自发性高血压（自发性高血压（SHR）大鼠，癫痫大鼠、）大鼠，癫痫大鼠、白内障小鼠、糖尿病小鼠等白内障小鼠、糖尿病小鼠等（3）基因敲除、转基因技术的应用）基因敲除、转基因技术的应用 “肿瘤小鼠肿瘤小鼠” “病毒感染小鼠病毒感染小鼠” “人源化小鼠人源化小鼠” 实验动物学概论实验动物学概论实验动物学概论领域领域比例比例制药制药46%46%卫生卫生21%21%教育教育11%11%军口军口6%6%农业农业5%5%其他其他11%11%实验动物学概论实验动物学概论实验动物学概论实验动物学概论 第三节第三节 实验动物的意义与作用实验动物的意义与作用 一、实验动物在生物医学发展中发挥了重一、实验动物在生物医学发展中发挥了重要作用要作用 历史上许多重大发现是通过动物实验得历史上许多重大发现是通过动物实验得到的。到的。实验动物学概论 2. 实验动物应用领域实验动物应用领域 （1）医学生物学方面）医学生物学方面 ： 胎儿期：用实验动物来研究：胎儿期：用实验动物来研究： 环境、食品与药物等对配合子发生、发育的环境、食品与药物等对配合子发生、发育的影响；人类的不孕不育；环境、食品与药物影响；人类的不孕不育；环境、食品与药物等对胚胎发育的影响（致畸、致突变）等对胚胎发育的影响（致畸、致突变）;性别性别控制；遗传性疾病防控等。控制；遗传性疾病防控等。实验动物学概论（2）制药工业方面）制药工业方面 ：药物的研究和生产：药物的研究和生产 药品安全问题：安徽华源生物的欣弗事件；广州佰易药业药品安全问题：安徽华源生物的欣弗事件；广州佰易药业生产的丙球；全国每年生产的丙球；全国每年5000多万住院人次中与药物不良多万住院人次中与药物不良反应有关的可达反应有关的可达250多万人，其中死于药物不良反应的多万人，其中死于药物不良反应的有近有近20万人。万人。新药开发与药物安全：新药开发与药物安全： 一种药物从最初的实验室研究到最终的销售平均需要花一种药物从最初的实验室研究到最终的销售平均需要花费费12年的时间。进行临床前试验的年的时间。进行临床前试验的5000种化合物中只有种化合物中只有5种能进入到后续的临床试验，而仅其中的种能进入到后续的临床试验，而仅其中的1种化合物可种化合物可以得到最终的上市批准（以得到最终的上市批准（1/5000）。）。 药物的有效性和生物活性药物的有效性和生物活性 安全性试验安全性试验 毒性试验（急性、亚急性、慢性）毒性试验（急性、亚急性、慢性） 三致试验（致畸、致癌、致突变）三致试验（致畸、致癌、致突变） 药物的副作用和长期使用的不良反应药物的副作用和长期使用的不良反应实验动物学概论（3）生物制品方面）生物制品方面 实验动物不仅是生物制品安全性有效性评价的必不实验动物不仅是生物制品安全性有效性评价的必不可少的工具，也是其生产的原料。如地鼠、豚鼠的肾制可少的工具，也是其生产的原料。如地鼠、豚鼠的肾制备乙脑和狂犬疫苗，猴肾制备小儿麻痹症疫苗，备乙脑和狂犬疫苗，猴肾制备小儿麻痹症疫苗，SPF鸡鸡胚制备麻疹、甲流疫苗及用兔生产各种免疫血清等胚制备麻疹、甲流疫苗及用兔生产各种免疫血清等 生物制品生物制品疫苗疫苗卡介苗（结核）卡介苗（结核）麻、腮、风三联苗麻、腮、风三联苗脊灰糖丸（小儿麻痹症）脊灰糖丸（小儿麻痹症）乙肝苗乙肝苗百（日咳）、白（喉）、破（伤风）三联苗百（日咳）、白（喉）、破（伤风）三联苗甲肝苗甲肝苗乙脑苗乙脑苗流感苗流感苗狂犬苗狂犬苗实验动物学概论（4）食品工业方面）食品工业方面 安全性、有效性评价安全性、有效性评价食品安全问题：食品安全问题：吊白块（又称雕白粉，化学名称为次硫酸氢钠甲醛或甲醛合次硫酸氢钠，吊白块（又称雕白粉，化学名称为次硫酸氢钠甲醛或甲醛合次硫酸氢钠，毒性：大鼠经口毒性：大鼠经口LD502克克/Kg。致癌，使肝、中枢神经受损。面粉、。致癌，使肝、中枢神经受损。面粉、粉丝、豆腐等）。粉丝、豆腐等）。苏丹红（致癌、致遗传变异等，辣椒酱、番茄酱等。苏丹红（致癌、致遗传变异等，辣椒酱、番茄酱等。2005年，年，30家生产家生产企业的企业的88种食品及添加剂含有苏丹红）。种食品及添加剂含有苏丹红）。激素（动物、水产养殖，生长激素、避孕药）、镇静剂激素（动物、水产养殖，生长激素、避孕药）、镇静剂瘦肉精（盐酸克伦特罗，是一种肾上腺类神经兴奋剂，原用于治疗支气管瘦肉精（盐酸克伦特罗，是一种肾上腺类神经兴奋剂，原用于治疗支气管哮喘。够促进蛋白质合成，加速脂肪的转化和分解，提高猪肉的瘦肉哮喘。够促进蛋白质合成，加速脂肪的转化和分解，提高猪肉的瘦肉率）率）漂白剂、增白剂、双氧水、明矾、福尔吗林（防腐、漂白）、保鲜剂、催漂白剂、增白剂、双氧水、明矾、福尔吗林（防腐、漂白）、保鲜剂、催熟剂、甜蜜素、香精、工业盐、滑石粉、石蜡、硼砂、尿素、氨水熟剂、甜蜜素、香精、工业盐、滑石粉、石蜡、硼砂、尿素、氨水.甚至敌敌畏、剧毒农药甚至敌敌畏、剧毒农药1605和和3911等等 实验动物学概论（5）轻工业）轻工业实验动物学概论实验动物学概论（7）国防和军事科学方面）国防和军事科学方面 辐射、核武器、激光武器、生化武器辐射、核武器、激光武器、生化武器等各种武器杀伤效果，以及在宇宙、航空、各种武器杀伤效果，以及在宇宙、航空、航天科学试验中。航天科学试验中。（8）环保和地震监测等方面）环保和地震监测等方面 实验动物都是监测的前哨和研究防治实验动物都是监测的前哨和研究防治措施的工具。措施的工具。 实验动物学概论三、三、3R 原则原则 减少减少(Reduction)：选用恰当的高质量的实验动物选用恰当的高质量的实验动物进行动物实验，尽量减少实验动物的数量和实验的次进行动物实验，尽量减少实验动物的数量和实验的次数。数。 替代替代(Replacement)：以低等生物、微生物或细胞、以低等生物、微生物或细胞、组织、器官甚至物理、化学方法、电子计算机模拟处组织、器官甚至物理、化学方法、电子计算机模拟处理替代活动物实验。理替代活动物实验。 优化优化(Refinement)：采取最佳的动物实验方案、善采取最佳的动物实验方案、善待动物、爱护动物，用科学的方法管理、培育动物。待动物、爱护动物，用科学的方法管理、培育动物。实验动物学概论实验动物学概论实验动物学概论实验动物学概论动物实验规范化动物实验规范化 要保证动物实验取得准确、可靠、可信、可重复要保证动物实验取得准确、可靠、可信、可重复的结果，必须规范动物实验，只有规范的动物实验才的结果，必须规范动物实验，只有规范的动物实验才有可比性。要规范动物实验，就必须实施有可比性。要规范动物实验，就必须实施优良实验室优良实验室操作规范操作规范(good laboratory practice，GLP)。各国的。各国的GLP规范其基本原则一致。内容也基本相同。因此，规范其基本原则一致。内容也基本相同。因此，经经GLP认证的实验室，能够得到国际承认。一个与国认证的实验室，能够得到国际承认。一个与国际接轨的动物实验室，同样应通过际接轨的动物实验室，同样应通过GLP验收。验收。GLP实验实验室的正常运行，人员素质是关键，实验设施是基础，室的正常运行，人员素质是关键，实验设施是基础，标准操作标准操作规程（规程（SOP）是手段，质量监督是保证；硬件是外壳软件是是手段，质量监督是保证；硬件是外壳软件是核心。只有推进核心。只有推进GLP规范，才能做到动物实验的规范化。规范，才能做到动物实验的规范化。