实验动物的标准化

1实验动物标准化2一、实验动物标准化的意义二、实验动物标准化的内容三、实验动物标准化的实施3一、实验动物标准化的意义 实验动物是生命科学发展的基础和重要的支撑条件，涉及到医药、卫生、科技、教育、环保等行业，直接关系到人类的身体健康和公共卫生安全。4 在药品、生物制品、农药、食品、化妆品、化工产品、进出口商品检验等实验中，实验动物总是作为人类的替身，承担安全性评价和效果实验。5 世界上生物医学论文的60%以上是采用实验动物进行的。生命科学领域内，研究课题的确立、成果水平的高低等都决定于实验动物的质量，否则科学实验就不能在时间、空间和研究者之间进行比较，科研成果和论文不能在国际上进行交流，得不到国际上的公认，可能被看做一堆废纸，实验结果科学性将会受到质疑，生命科学研究不能走向世界。6 实验动物在生命科学领域被称为“活的试剂”、“活的测定器”、“活的精密仪器”等。在动物实验时，要有高标准的要求，以保证实验研究。7 动物实验的目标是追求能精确反映实验过程的可靠数据。要维持其可靠性，就应努力消除非恒定环境因素对动物的生理生化活动引起的变化。否则，在对实验数据进行分析和综合时，对于其中出现的数值波动和问题，就极难进行确切的评价。8二、实验动物标准化的内容 1.实验动物的遗传学控制（标准化）2.实验动物的微生物学控制（标准化）3.实验动物的环境控制（标准化）4.实验动物的营养学控制（标准化）专业机构、资质认证、国家标准、合格证制度等实现所有的标准化内容。9（一）实验动物的遗传学控制 在遗传学质量标准中，根据基因的纯合程度，实验动物分为：近交系：突变系：杂交群：封闭群：实验动物的遗传学控制10封闭群：封闭群动物是指一个种群在五年以上既不以近交形式进行交配，也不从外部引进新种，仅在封闭条件下的一定群体中进行随机交配繁殖的动物群。实验动物的遗传学控制11 封闭群动物保持了相当程度的杂合性，从而避免了近交衰退的出现。所以，生活力、生育力比较强，具有繁殖率高、每胎产仔数高、每胎间隔短、子代死亡率低、抗病力强、寿命长等特点，因此可以大量生产。成本低。广泛应用。常用的封闭群动物：KM小鼠、NIH小鼠、ICR小鼠、Wistar大鼠、SD大鼠、大耳白兔等。实验动物的遗传学控制12 国家建立统一的实验动物种子中心、实验动物种源基地。我国有 个种子、种源基地种源基地，全国所有生产单位需要实验动 物均需到这些种子、种源基地种源基地购买。国 家啮齿类实验动物种子中心；国家遗传工程小鼠资 源基地；实验禽类种质资源基地；实验兔种质资源基 地；实验用小型猪种质资源基地；实验犬种质资源基 地；实验灵长类动物种质资源基地。实验动物的遗传学控制13（二）实验动物的微生物学控制1.实验动物微生物质量控制的意义(1).感染后导致人发病甚至死亡 人畜共患疾病的控制。普通环境和野外捕捉的动物都可能携带危害动物和人类健康的病原体。如：念珠链杆菌，大鼠鼻咽中常见的细菌，如果人被携带这种细菌的大鼠咬伤，可引起鼠咬热，不及时治疗可危及生命。14(2).引起实验动物的疾病和死亡 这类病原体不影响人类的健康，但是可以引起实验动物的疾病和死亡。如小鼠的鼠痘病毒，对于小鼠是致命的，不感染人。实验动物的微生物学控制15(3).干扰动物实验结果 大多数情况下，动物感染病原体之后并不出现临床症状，但是潜在的感染，能严重影响动物实验结果。如小鼠肝炎病毒感染，可引起肝脏转氨酶升高等。实验动物的微生物学控制162.实验动物微生物等级划分 依据实验动物微生物、寄生虫控制程度，按照相应国家标准分四个等级：基础动物 清洁级动物 无特定病原体动物 无菌动物国标中，由于实验动物种类不同，又有具体规定：实验动物的微生物学控制17大鼠、小鼠：（三个级别）清洁级、无特定病原体级清洁级、无特定病原体级、无菌级。家兔、豚鼠、地鼠：（四个等级）基础级、清洁级、无特定病原体级、无菌级。犬、猴：（两个级别）基础级、无特定病原体级。实验动物的微生物学控制18（1）基础动物（conventional animal,CV)饲养在开放系统中，微生物控制上要求最低。不携带人畜共患疾病和烈性传染病。国际上普遍认为，仅可用于生物医学中的示教，或作为预实验。不可用于科研、生产、鉴定。实验动物的微生物学控制19（2）清洁动物（clean animal,CL)来源于SPF动物或者无菌动物，饲养于半屏障系统，是根据我国国情而设定的等级动物。不携带有基础动物应排除的病原体、不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原。饲养所用的饲料、垫料、笼具、饮用水要消毒。工作人员要换灭菌工作服、鞋、帽、口罩等进入动物实验室进行操作。实验动物的微生物学控制20（3）无特定病原体动物（specific pathogen free animal,SPF)，简称SPF动物。除基础动物、清洁动物应排除的病原体之外，不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验干扰大的病原的实验动物。来源于无菌动物或者悉生动物。国际上公认的可用于全部科研实验的动物。可用于疫苗生产。是国际标准级别的实验动物。实验动物的微生物学控制21目前对SPF动物的要求不同，质量标准也不一样。部分学者认为：某种实验动物没有某种病原体，不影响实验要求，就可称为SPF动物。-要求太低。另有学者认为：必须将常见的病原体全部排除才算是真正的SPF动物。-要求太高。我国，结合实际情况，既排除对动物群有危害的病原体，又排除对动物实验研究有干扰的微生物和寄生虫为原则。实验动物的微生物学控制22（4）无菌动物（germ free animal)指不可检出一切生命体的动物。即用现有的检测技术在动物体内外的任何部位检不出任何活的微生物（病毒、立克次体、细菌真菌、原虫等）和寄生虫的动物。来源：剖腹产、无菌卵孵化，饲养于隔离系统。生来无菌，主要用于某些特殊实验研究。使用抗生素，可使实验动物暂时无菌，不可能全部杀死微生物，无菌状态是暂时的，条件适宜，微生物仍可增值。-不是无菌动物。实验动物的微生物学控制23悉生动物（gnotobiotic animal)也称已知菌动物。指无菌动物体内植入已知微生物的动物。和无菌动物属同一个级别。必须饲养于隔离系统。主要用于感染性疾病的研究。如将幽门螺杆菌接种到无菌慢性萎缩性胃炎转基因小鼠，研究幽门螺杆菌对胃上皮干细胞生物学的影响以及在胃癌发生中的机制。实验动物的微生物学控制243.实验动物微生物质量检测（1）检测方法 病毒学检测：血清学检测和病原学检测 细菌学检测：病原菌的分离和培养 真菌学检测：分离和培养 寄生虫学检测：肉眼观察、显微镜下观察等。（2）微生物检测频率（合格证注明日期）不同等级的动物，检测频率不同。基础动物、清洁动物、SPF动物，每3个月至少检测一次；无菌动物每年至少检测一次。检测单位认证，国家批准。实验动物的微生物学控制25（三）实验动物环境标准化 实验动物环境是指实验动物周围客观存在的，与实验动物相互依存、相互作用、相互影响、协调发展的一切外部事物的有机体。强调实验动物的环境条件和动物实验条件设施的标准化（认证，政府批准，合格证制度等）261.环境因素对实验动物的影响（1）气候因素对实验动物影响 1）温度和湿度：代谢、内分泌、性周期、泌乳、生殖活动、幼仔成活、微生物繁殖、饲料垫料霉变、疾病发生、实验结果等。温度：1828 湿度:40%70%见国家标准。生产、使用。实验动物的环境控制272）气流、风速、换气次数 保持新鲜空气均匀分布。保持温湿度。污浊气体排出室外。气流、风速、温度、湿度不是各自以单一的形式对动物产生影响，而是在互相关联状态下影响动物。风速小，空气流通不畅。动物缺氧，臭气充斥，散热困难，造成不舒适感，甚至发生疾病和窒息。气流过大，动物体表散热增加。.实验动物的环境控制28我国实验动物环境与设施标准（GB14925）规定，屏障环境动物实验室的大鼠、小鼠：温度：2026，日温差 3 湿度：4070%气流速度：0.10.2 m/s换气次数：1020（次、h)压强梯度：2050（Pa)（申请、报批、建设、认证、年检。日常维护。行为规范）实验动物的环境控制29 病原微生物随空气流动而四处播散。动物设施内各区域的静压状况决定了空气流动的方向。在屏障系统中：空气流动方向是从清洁区（洁净走廊、动物室）向污染区流动，动物室内处于正压，高于室外。-维持、培训、行为规范等。（污染或者放射性实验室，室内处于负压，低于室外）实验动物的环境控制30（2）物理因素对实验动物的影响 粉尘、噪声、臭气、光照1）粉尘：外界带入、室内发生（动物被毛、皮屑、饲料渣、垫料等）。空气中的微生物可以附着在颗粒物上。变态反应。清洁级以上的动物设施，对进入空气必须经过过滤，使空气达到一定的洁净度。（设备、维持）实验动物的环境控制31洁净室（区）空气洁净级别表洁净室（区）空气洁净级别表洁净度级别 尘粒最大允许数/立方米 0.5m尘粒数 5 m尘粒数微生物最大允许数 浮游菌/立方米沉降菌/皿100级3，50005110，000级350,0002，0001003100,000级3,500,00020,00050010300,000级10,500,00060,000100015实验动物的环境控制32空气洁净度：10000 级落下菌：3 个皿氨浓度：14 mg/m3噪声：60dB照度：工作照度 150300 lx 动物照度1520 lx昼夜明暗交替（h）：12/12或 10/14实验动物的环境控制33（3）居住因素1）笼具：便于消毒、便于观察、无毒、耐腐蚀、耐高温、易清洗。2）垫料：作用是保温、舒适、保持笼内清洁。一般使用：刨花、锯末、玉米芯。无害、无异味、无毒性、无油脂、吸湿性好。3）生物因素：同种生物因素、异种生物因素（敌对、相容）等。实验动物的环境控制34 两只以上的动物在一起，就形成了动物社会，产生个体间的优劣关系。动物社会地位大致分为直线型（1.2.3.依次强势，以直线表示优劣关系）与专制型。专制型：首领处于比其它所有动物都优先的地位，一般在首领以下的动物之间不发生争斗现象。大、小鼠属于此类型。在社会地位形成的过程中，会发生激烈斗争。在同一笼饲养数只雄性小鼠时，经常可以看到此种现象。争斗和社会地位会影响内分泌。实验动物的环境控制35大鼠是群居动物，不要分开养。一笼养5、6只均可。不要超过10只。饲养密度不应过大，影响生长。群居的大鼠体重增长快于独笼养的大鼠。标准要求：单养：0.025m2。（大鼠笼约0.2m2）实验动物的环境控制362.实验动物设施 依据我国实验动物 环境及设施标准（GB 149252001），将实验动物设施分为3级：普通环境：屏障环境：隔离环境：实验动物的环境控制37 国际上非常重视实验动物的微生物学品质，一般规定至少要到达清洁级，甚至要求到SPF级，才能符合科研要求。用屏障系统和隔离系统的设施饲育清洁级以上的实验动物并搞好其质量控制，是当今世界实验动物科学发展的总趋势 实验动物的环境控制38 普通环境：该环境设施符合动物居住的基本要求，不能完全控制传染因子，适用于饲育教学等用途的普通级实验动物。环境指标：温度、湿度、换气次数、气流速度 氨浓度、落下菌数、噪声、照度、昼夜明暗交替等均有要求。许可证实验动物的环境控制39 屏障环境：该环境设施适用于饲育清洁级实验动物及无特定病原体（SPF,specific pathogen free）实验动物，该环境严格控制人员、物品和环境空气的进出。环境指标要求：温度、湿度、换气次数、气流速度 氨浓度、落下菌数、噪声、照度、昼夜明暗交替等均有要求。空气洁净度、压强梯度。许可证实验动物的环境控制40屏障环境的维持：1.环境指标保持符合要求 2.实验室内日常消毒 3.人员行为规范(无菌观念）4.四条进入途径的控制：人员：物品：不能经高压消毒、经高压消毒 动物：41 隔离环境：该环境设施采用无菌隔离装置以保存无菌或无外来污染动物。隔离装置内的空气、饲料、水、垫料和设备均为无菌，动物和物料的动态传递须经特殊的传递系统，该系统既能保证与环境的绝对隔离，又能满足转运动物时保持内环境一致。该环境设施适用于饲育无特定病原体（SPF）、悉生（Gnotobiotic）及无菌（germ free）实验动物。实验动物的环境控制42 屏障设施管理要求严格，设施的破坏，停电事故，空气过滤装置的故障及进入屏障系统内的物品消毒不严格往往是试验动物受到污染的重要原因，但最大的污染源还是来自工作人员。投入费用高而使用效率低；无法保护工作人员。自2003年非典型性肺炎的爆发以来，国内也开始纷纷采用IVC系统 实验动物的环境控制43 IVC系统(Individual ventilation cage,IVC)独立通风笼具。目前国际上普遍采用IVC系统作为啮齿类小型动物饲养设备。实验动物的环境控制44 IVC系统组成：笼架系统、笼盒系统、主机系统。每个IVC笼盒带有终端过滤器，主机系统安装初、高效过滤器。高标准的微环境，防止有害物质或被污染的气体在动物饲养笼间的传播扩散；节省资源；保障工作人员的健康与安全；气流、风速、换气这三项指标主要保证盒内空气新鲜，温度、湿度、CO2及NH3的浓度适宜。已经广泛使用。如：实验动物的环境控制45实验动物的环境控制46实验动物笼具系统的发展经历了 开放式笼具（Static Cage），静态笼具 独立通风笼具系统（IVC）近来又发展出了中央排气通风笼具：（Exhaust Ventilation Central Cage,EVC）实验动物的环境控制47 EVC系统特点：1.继承了IVC的优点，笼盒相互独立，防止交叉感染，避免有害气体对实验人员的危害。2.高效排放产生的废气。优化实验动物的生存环境。3.避免了机械动力部件的故障产生的致命危害，耐断电，可安全地维持至48小时，足够的处理停电事故的时间。3.高密度，节能，节约建筑投资 实验动物的环境控制48实验动物的环境控制49 IVC及EVC笼具的发展。给使用单位提供了更多的选择，但目前国家标准GB14925-2001是对动物房及实验区环境的规范。在静态笼具时代，此标准发挥了很好的作用。但是对IVC及EVC系统，笼具内的微环境由于强制通风已与静态笼具非常不同。据国外研究报道，静态笼具的笼内（微环境）实际换气次数远低于室内换气次数。而IVC及EVC的室内环境的空气质量好得多。并且它的换气次数也得到了保证。笼内微环境的指标为依据重新界定室内环境的指标？实验动物的环境控制50（四）实验动物营养标准化 1.实验动物的营养需要：满足六大类营养物质的供应，满足动物维持生长和繁殖的需要。有相应国家标准要求。合格证。分两类：（1）生长、繁殖饲料：适用于生长、妊娠、哺乳期动物的饲料（2）维持饲料：生长繁殖阶段以外或者成年动物的饲料512.饲料与动物实验（1）饲料的消毒（2）喂饲方式、采食量（3）对实验结果的影响（4）疾病的发生、发展、转轨（5）其它实验动物的营养学控制52三、实验动物标准化的实施（一）实验动物质量、生产条件、实验条件的一致性实验动物的标准化由3部分组成：实验动物生产条件的标准化实验动物质量的标准化动物实验条件的标准化 53 3个标准化配套实施，才能构成完整的实验动物标准化体系。才不会发生高等级动物进入低等级环境中，导致动物降级或降质的现象。实验动物标准化的实施54 我国实行3种合格证制度，对上述3个重要环节进行控制：实验动物生产许可证 实验动物质量合格证 实验动物使用许可证 上述证件由省级科技部门发放（认证）和管理（年检）。实验动物标准化的实施55 上述3个要件是目前科研立项、项目投标、成果鉴定、药品及生物制品的生产、论文发表、等必须的科研条件。实验动物标准化的实施56 实验动物质量检测机构（资质认证）依照相关规定对各个环节进行检测。环境条件、病原体；生产、使用单位；资质认证、定期检测等。实验动物标准化的实施57（二）质量管理体系1.法规和标准（国家、卫生部、科技部、河南省）2.合格证制度3.质量检测制度4.日常管理制度：标准化操作规程（SOP)、标准化管理规程(SMP)申请“实验动物使用合格证”时要求提供相应的SOP及SMP.实验动物标准化的实施58 标准操作规程（Standard Operation Procedure，SOP)：即标准作业程序，是将某一事件的标准操作步骤和要求以统一的格式描述出来，指导和规范实验操作。技术层面。标准管理规程 (Standard Management Practice，SMP)：是将某一事件的标准管理规程及要求以统一的格式描述出来，指导和规范日常管理工作。管理层面。适用于各类实验室以及企业管理。实验动物标准化的实施59 所谓标准，是经过不断实践总结出来的在当前条件下可以实现的最优化的操作程序。就是尽可能地将相关操作步骤进行细化、量化和优化，在正常条件下实验人员都能理解又不会产生歧义（可操作性）。是记述本实验室有关的各种工作程序、技术方法及管理措施的一套内部文件。SOP不是单个的，是一个整体和体系。SOP不断修改，以趋于完美。实验动物标准化的实施60意义：有助于严格控制实验中可能出现的影响实验结果的各种主客观因素，尽可能降低实验误差，确保实验结果的真实性、完整性、可重复性和可追溯性。实验动物标准化的实施61 实验室积累下来的技术、经验，记录在标准文件中，以免因实验人员的流动而使技术流失；使操作人员经过短期培训，快速掌握操作技术；根据作业标准，易于追查错误产生的原因；实验动物标准化的实施62 用统一的试验标准和管理规程，使相同的实验操作方法、管理手续等工作规范化，使管理人员和实验人员有章可循、有据可依。减少由于操作方法上的差异而带来的误差，提高不同时期、不同单位之间数据的可比性。实验动物标准化的实施63 明确各部门和不同层次人员的职责，各负其责、相互衔接、防止错乱，确保实验顺利进行。保证各种实验设施和仪器设备等实验条件符合相关标准，使实验动物的饲养和管理、仪器的使用保养等制度化，确保实验要求。指导实验方案的制定和实施、数据收集和处理、结果分析和总结、资料的撰写和归档等确保实验结果的真实性和可靠性。实验动物标准化的实施64例如：高压锅的SOP 屏障环境动物实验室的SMP实验动物标准化的实施65 GLP实验室简介 基础知识：化学品安全性评价