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医学动物实验基础医学动物实验基础医学动物实验基础医学动物实验基础新疆医科大学公共卫生学院新疆医科大学公共卫生学院 陈陈 艳艳医学动物实验基础医学动物实验基础1 概 述2 实验动物及其选择3 实验动物的饲养和管理4 实验动物的处置（预处理）5 受试物处理6 观察指标的选择7 实验动物处死方法及生物材料的采集8 实验室质量控制2024/5/1 周三2医学研究离不开实验动物：医学研究离不开实验动物：有资料表明，生物学和医学实验中有资料表明，生物学和医学实验中60%60%的课题要用到的课题要用到实验动物。我国卫生部所属的基础医学研究所的科研实验动物。我国卫生部所属的基础医学研究所的科研课题的课题的9191及首都医院科研课题的及首都医院科研课题的7878要利用实验动要利用实验动物来完成。物来完成。巴甫洛夫曾指出：巴甫洛夫曾指出：“没有对活的动物进行的实验和观没有对活的动物进行的实验和观察，人们就无法认识有机界的规律，这是无可争辩的察，人们就无法认识有机界的规律，这是无可争辩的”。实验动物科技进步促进医学的发展：实验动物科技进步促进医学的发展：1 概 述2024/5/1 周三31 概 述医学动物试验的优点：1.研究人员可以主动安排受试因素；2.各种试验条件可以更严格的控制，以排除各种非处理因素的干扰；3.可以分别对损害作用或保护作用的处理因素进行研究；4.用动物复制疾病模型可以大大缩短各种潜伏期长的疾病的研究周期；5.较为经济。医学动物试验的缺点：从动物试验结果外推到人受到一定的限制。2024/5/1 周三42 实验动物及其选择一、常用实验动物的生物学和生理学特征三、实验动物的选择（一）选择的基本原则（二）实验动物的种属选择（三）按遗传学控制方法的选择（四）微生物等级标准选择（五）按我国实验动物分级标准选择（六）实验动物的个体选择2024/5/1 周三52 实验动物及其选择一、常用实验动物的生物学和生理学特征实验动物（laboratory animal）：是指经人工培育，对其携带的微生物实行控制，遗传背景明确或来源清楚，用于科学研究、教学、生物制品或药品鉴定以及其他科学实验的动物。实验用动物：泛指所有用于科学实验的动物。它包括实验动物、家畜（禽）和野生动物。常用的实验动物：小鼠、大鼠、兔、豚鼠、地鼠、狗、猴、鱼、羊等十余种。2024/5/1 周三62024/5/1 周三72024/5/1 周三82 实验动物及其选择一、常用实验动物的生物学和生理学特征小鼠大鼠兔2024/5/1 周三92 实验动物及其选择二、实验动物的选择（一）选择的基本原则（二）实验动物种属选择（三）按遗传学控制方法的选择（四）微生物等级标准选择（五）按我国实验动物分级标准选择（六）实验动物的个体选择2024/5/1 周三102 实验动物及其选择二、实验动物的选择（一）选择的基本原则1.尽量选择研究对象的功能、代谢、结构及疾病性质与人类相似的动物；2.选用解剖、生理特点符合实验目的要求的实验动物；3.根据实验动物不同品种、品系的特点选择动物；4.根据对实验质量的要求选择标准化的实验动物；5.符合实验动物选择的一般原则；6.经济性原则；7.动物实验结果的外推；8.实验动物的选择应用应注意有关国际规范。2024/5/1 周三112 实验动物及其选择二、实验动物的选择（二）实验动物种属选择1.过敏反应/变态反应豚鼠；2.受试因素对血压的影响猫、大鼠、狗慢性血压试验小鼠、大鼠、狗；3.粥样硬化性血管病兔、鸡；4.气体、蒸汽对呼吸道粘膜的刺激作用猫；镇咳药小鼠；5.呕吐反应猫、狗、鸽；6.皮肤的局部作用兔、豚鼠；7.解热药的发热试验兔；8.受试因素对行为的影响小鼠、大鼠；9.受试物对内分泌功能的影响大鼠；10.致癌作用小鼠、大鼠。2024/5/1 周三122 实验动物及其选择二、实验动物的选择（三）按遗传学控制方法的选择1.近交系2.突变系3.远交群和封闭群4.杂交群2024/5/1 周三132 实验动物及其选择二、实验动物的选择（三）按遗传学控制方法的选择1.近交系 亦称纯品系,是采用“兄妹”或“亲仔”交配连续繁殖20代以上而培育出的品系。近交系动物基因纯合度高大90%以上,同品系动物的基因是一致的,具有相同的遗传组成;遗传特性稳定;变异非常小;遗传均质性高,在相同的环境因素作用下,表现型是均一的。因此，近交系动物个体差异小，对各种刺激的反应是一致的，并具有良好的重复性。2024/5/1 周三142 实验动物及其选择二、实验动物的选择（三）按遗传学控制方法的选择2.突变系 再繁殖过程中,子代遗传基因突然发生可遗传的变异,并被留种培育成具有稳定的遗传基因特性的品系,称之为突变品系。如：无胸腺裸鼠、肥胖症小鼠、高血压大鼠等。各种突变系动物具有许多与人类相似的疾病和残缺，是研究人类疾病，尤其是研究遗传性疾病、免疫性疾病和各种肿瘤的重要试验材料。2024/5/1 周三152 实验动物及其选择二、实验动物的选择（三）按遗传学控制方法的选择3.远交群和封闭群 为避免近亲交配造成的生殖能力低、体质差等近亲衰退现象，有意识地在一个品系的动物中减少近亲交配所繁殖的动物群称为该品系的远交群。如果一个远交群连续年以上不从外部引进新种，仅在群体中保持繁殖，即为封闭群。远交群及封闭群动物的遗传均一性均比近交系差，诞生活力、生育力强，繁殖率高，饲养环境条件要求不高。2024/5/1 周三162 实验动物及其选择二、实验动物的选择（三）按遗传学控制方法的选择4.杂交群 两个近交品系动物之间进行有计划交配所获得的第一代动物,称之为杂交群动物或杂交一代动物,简称F1动物。F1动物基因型相同，表现型变异低，适应性强，试验反应均一，具有两系双亲的特性，而且体质健壮，已广泛应用于各类实验研究。2024/5/1 周三172 实验动物及其选择二、实验动物的选择（四）微生物等级标准选择1.对实验动物携带微生物与寄生虫控制的目的:v保证实验动物种群、繁殖群和商品群整体的健康。v保证从事实验动物科学研究、生产的技术人员和工人的健康。v确定实验动物按微生物控制分类的级别，保证科研成果和检验结果的可靠性、准确性和再现性；保证生物制剂的质量。2024/5/1 周三182 实验动物及其选择二、实验动物的选择（四）微生物等级标准选择2.目前国际上经微生物学检测,按对动物微生物控制的净化程度,把实验动物分为:q无菌动物（germ free animal）q悉生动物（gnotobiotic animal）q无特定病原体动物（specific pathogen free animal）q清洁动物（clean animal）q普通动物（conventional animal）2024/5/1 周三192 实验动物及其选择二、实验动物的选择（五）按我国实验动物分级标准选择2024/5/1 周三202 实验动物及其选择二、实验动物的选择（六）实验动物的个体选择 1.年龄年龄年龄年龄年龄毒毒毒毒作作作作用用用用代谢后毒代谢后毒性减弱性减弱代谢后毒代谢后毒性增强性增强酶活性酶活性幼年幼年成年成年老年老年2024/5/1 周三212 实验动物及其选择二、实验动物的选择（六）实验动物的个体选择 2.性别在遗传毒理学体内试验中，对性别的选择有几种意见：(1)对单个物种应用两种性别。(2)对单个物种应用两种性别，除非已在一个性别得到阳性反应，就不必对另一种性别进行试验。(3)对单个物种应用两种性别，除非经毒代动力学研究证明受试物(和其代谢产物)在雄性和雌性无差别和或如果在确定剂量的预试验证明有相等毒性。此假定在非遗传毒性与遗传毒性之间有相关。(4)对单个物种常规用一种性别(雄性或雌性)，除非预期证明存在性别差异。常规用雄性大鼠。2024/5/1 周三223 实验动物的饲养和管理2024/5/1 周三23实验动物的营养：实验动物的营养：实验动物饲料：实验动物饲料：配合饲料是由多种饲料按一定比例混合而成的混配合饲料是由多种饲料按一定比例混合而成的混合饲料。合饲料。配合原则：配合原则：首先应满足所喂饲动物的营养需首先应满足所喂饲动物的营养需要，尽量选用营养丰富、来源充足、价格合理的原料要，尽量选用营养丰富、来源充足、价格合理的原料进行配合；尽量选用多种饲料原料，以使各种营养成进行配合；尽量选用多种饲料原料，以使各种营养成分互补，充分考虑不同种类动物的消化特点，注意日分互补，充分考虑不同种类动物的消化特点，注意日粮的适口性。应考虑饲料是否需要经灭菌处理，是否粮的适口性。应考虑饲料是否需要经灭菌处理，是否需要添加其它营养成分，还应考虑饲料的储存时间。需要添加其它营养成分，还应考虑饲料的储存时间。3 实验动物的饲养和管理2024/5/1 周三24实验动物的饲养管理：饮水管理：垫料管理：卫生管理：记录管理：3 实验动物的饲养和管理2024/5/1 周三254 实验动物的处理一、实验动物的标记被毛染色法耳缘剪口法号牌法2024/5/1 周三264 实验动物的处理二、实验动物的分组分组的基本原则随机化原则常用的分组方法抽签法随机数字表法2024/5/1 周三274 实验动物的处理三、确定各组动物数 遵循的原则重复的原则。1.毒理学常规2.假设检验的样本估计方法预试估计2024/5/1 周三285 受试物处理一、受试物剂量选择与分组（一）剂量选择（二）剂量分组二、接触途径与方法的选择（一）受试物准备（二）染毒途径与方法（三）接触时间2024/5/1 周三295 受试物处理一、受试物剂量选择与分组（一）剂量选择1.基本步骤：（1）根据不同试验目的的选择（2）参考相关毒性资料（3）预试验实例急性毒性试验的剂量选择（1）查阅资料（2）预试验（3）正式试验2024/5/1 周三305 受试物处理一、受试物剂量选择与分组（一）剂量选择一般设置35个剂量组，最多7个，最少3个。设置对照组空白对照组（未处理对照组）阴性对照组（溶剂/赋型剂对照）阳性对照组历史性对照2024/5/1 周三315 受试物处理二、接触途径与方法的选择（一）受试物准备1.了解受试物的纯度及组成、杂质；2.整个试验用同批产品；3.溶剂或助剂选择（1）选择原则（2）选择方法4.剂型的选择2024/5/1 周三325 受试物处理二、接触途径与方法的选择（二）染毒途径与方法1.经口染毒（胃肠道）（1）灌胃量：小鼠1ml,大鼠5ml,豚鼠5ml.优点：剂量准确；减少了胃内容物对吸收的影响。缺点：工作量大；易伤食管或误入气管。（2）喂饲法优点：符合人类实际接触情况，工作量不大。缺点：受试物如有异味，影响动物食欲；有挥发性者导致剂量下降；可能与饲料成分反应影响毒性；剂量不易准确掌握。（3）吞咽胶囊2024/5/1 周三335 受试物处理二、接触途径与方法的选择（二）染毒途径与方法2.经呼吸道接触（1）静式吸入接触（2）动式吸入接触（3）气管注入接触2024/5/1 周三345 受试物处理动式染毒柜图示2024/5/1 周三355 受试物处理二、接触途径与方法的选择（二）染毒途径与方法3.经皮肤染毒（1）动物皮肤准备（2）染毒方法定性试验浸尾试验局部作用试验皮肤定量吸收试验4.注射染毒静脉、腹腔、肌肉、皮下、皮内注射等。2024/5/1 周三365 受试物处理二、接触途径与方法的选择（三）接触时间 表 不同种属的昼夜、季节节律种属试 剂给药时间毒作用表现小鼠苯巴比妥2:00 Pm睡眠时间最长2:00 Am睡眠时间最短人水杨酸8:00 Am排出速度慢，体内停留时间长8:00 Pm排出速度快，体内停留时间短大鼠苯巴比妥钠春 季睡眠时间最长秋 季睡眠时间最短2024/5/1 周三376 观察指标的选择一、选择思路1.依试验目的选择2.参考同系物已知毒理学资料选择3.依化学物的化学结构和理化性质选择4.根据患者的临床表现选择二、选择观察指标的基本要求1.特异性2.尽量使用客观指标3.灵敏性2024/5/1 周三387 实验动物处死方法及生物材料的采集一、处死方法1.打击处死2.颈椎脱臼法3.化学药物处死法4.空气拴塞法5.断头处死6.麻醉处死7.开放性气胸8.放血处死2024/5/1 周三39动物处死遵循的原则：动物处死遵循的原则：1.尽量减少动物的痛苦，尽量避免动物产生惊慌、挣尽量减少动物的痛苦，尽量避免动物产生惊慌、挣扎、喊叫；扎、喊叫；2.保证实验人员安全，特别是在使用挥发性麻醉剂时，保证实验人员安全，特别是在使用挥发性麻醉剂时，一定要原理火源；一定要原理火源；3.方法容易操作；方法容易操作；4.不能影响动物实验的结果；不能影响动物实验的结果；5.尽可能地缩短致死时间，即安乐死开始到动物意识尽可能地缩短致死时间，即安乐死开始到动物意识消失的时间；消失的时间；6.判定动物是否被安乐死，不仅要看呼吸是否停止，判定动物是否被安乐死，不仅要看呼吸是否停止，而且要看神经反射、肌肉松弛等状况。而且要看神经反射、肌肉松弛等状况。7 实验动物处死方法及生物材料的采集2024/5/1 周三407 实验动物处死方法及生物材料的采集二、生物材料的采集（一）血液采集1.采集方法（1）鼠尾采血（2）眼眶静脉丛采血（3）腹主动脉或股动（静）脉采血（4）断头采血（5）家兔耳缘静脉采血（6）心脏采血2.注意事项2024/5/1 周三417 实验动物处死方法及生物材料的采集二、生物材料的采集（二）尿液的收集1.收集方法代谢笼2.注意事项：（三）粪便的收集1.收集方法代谢笼2.注意事项：2024/5/1 周三428 实验室质量控制一、动物实验误差来源1.受试物2.实验动物3.试验效应二、动物实验质控要点1.项目负责人、工作人员2.实验动物3.受试物4.实验测定5.实验纪录6.完整的实验设计2024/5/1 周三43