实验动物的选择及应用.ppt

实验动物的选择及应用,实验动物与生物医学科学研究密切相关, 选择合适的实验动物建立动物模型是生物医学科学研究中首先要考虑的问题.选择恰当与否关系到课题质量、经费开支、研究途径及方法的简繁，甚至影响到课题的成败及研究结果的正确性。,实验动物选择的基本原则,一、充分查阅与课题相关的实验动物与动物 实验两方面的文献,通过查阅文献，可了解本领域、本项目以往使用的实验动物情况及其研究结果，有利于充分利用前人的研究成果、研究思想从而确定深入研究计划并可避免重复研究。,二、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,研究者应充分了解各种实验动物的生物学特性，通过实验动物与人类之间特性方面的比较，做出恰当的选择。,组织结构的相似性,猪的皮肤组织结构与人类相似，它的上皮再生、皮下脂肪层、烧伤后的内分泌及代谢等也类似人类，因此常选用小型猪做烧伤实验研究。,系统功能的相似性 1. 犬具有发达的血液循环和神经系统，在毒理方面的反应和人类也比较接近，适于做实验外科学、营养学、药理学、毒理学、行为学等方面的研究。 2. 两栖类的蛙和蟾蜍，大脑很不发达，不能用于高级神经活动的研究，但可以做简单的反射弧实验，其脊髓的发展已符合实验要求，且其结构简单明了，易于分析.,群体分布的相似性,与人群具有相似的自然群体基因的实验动物类别为封闭群动物。, 解剖特性的相似性,外科手术性的操作模型中或教学示教中，体型大的动物比体型小者在实践感上更接近人类,疾病特点的相似性,实验动物有许多自发或诱发性疾病，能局部或全部地反映人类类似疾病过程与特点，可用于研究相关的人类疾病。如突变系SHR大鼠，其自发性高血压的变化与人类相似，并伴有高血压性心血管病变，如脑血栓、梗死等症状。猫是弓形虫的宿主，是弓形虫研究中是一个很好的材料。同时，在研究白化病、关节炎、骨质疏松症等方面，也较为理想。非人灵长类实验动物，可感染其他动物不可复制的人类传染病，如脊髓灰质炎、脑炎、肝炎、麻疹、痢疾、疟疾等。,三、选用解剖、生理特点符合实验目的要求 的实验动物,选用解剖生理特点符合实验目的要求的实验动物做试验，是保证试验成功的关键。实验动物具有的某些解剖生理特点，为实验所要观察的器官或组织等提供了很多便利条件。,狗的甲状旁腺位于两个甲状腺端部的表面，位置比较固定，而兔的甲状旁腺分布得比较散，位置不固定，因此，做甲状旁腺摘除试验选狗而不用兔，而做甲状腺摘除试验则选兔更合适。狗是红绿色盲，不能以红绿色信号作为条件刺激来进行条件反射试验。狗无汗腺，对发汗药不敏感，而对流涎药比较敏感。,家兔颈部交感神经、迷走神经和减压神经是分别存在、独立行走的，而人、马、牛、猪、狗、猫这些神经不单独行走，如要观察减压神经对心脏等作用时，须选用家兔。 家兔胸腔结构与其他动物不同，当开胸和打开心包胸膜，暴露心腔进行操作时，只要不弄破纵隔膜，动物不需要人工呼吸，给实验操作带来很多方便，很适合于做开胸和心脏试验。 家兔体温变化十分灵敏，最易产生发热反应且反应典型、恒定，而小鼠、大鼠的体温调节不稳定，所以，我们选择家兔做发热和检查致热原的实验研究。,小鼠体型小，性情温顺，易于饲养管理、操作和观察。对外来刺激、多种毒素和病原体均很敏感，所以，各种药物的毒性试验，微生物、寄生虫的研究，半数致死量的测定都选用小鼠。 大鼠无胆囊，不能选做胆囊功能的研究，而适合做胆管插管收集胆汁，进行消化功能研究。,中国地鼠易产生真性糖尿病。血糖可比正常高出28倍，胰岛退化,适合于糖尿病的研究。 豚鼠体内缺乏合成维生素C的酶，因而，对维生素C的缺乏很敏感，适合于维生素C的实验研究。豚鼠易于致敏，适于做过敏性研究。,兔和猫属典型的刺激性排卵动物，只有经过交配刺激，才能排卵。因此，兔和猫是避孕药研究的常用动物。 鸽子、家犬、猴和猫呕吐反应敏感，适合做呕吐试验；家兔、豚鼠等草食动物呕吐反应不敏感，小鼠和大鼠无呕吐反应，就不宜选用。,四、根据实验动物不同品种、品系的特点选择,不同种系实验动物对同一因素的反应有其共同的一面，但有的也会出现特殊反应。 在猪瘟细胞苗的效力检验中，白兔比灰兔敏感，而长毛兔的反应最敏感，发热反应最典型。,药物或化合物，在不同种系动物上引起的反应是有很大差异的。 吗啡对犬、兔、猴和人起中枢抑制，而小鼠和猫是中枢兴奋； 苯胺及其衍生物对犬、猫、豚鼠和人产生相似的变性血红蛋白等病理变化，在兔则不易发生，在大、小鼠等啮齿类则完全不发生。 大鼠对血管阻力药敏感，却对强心苷类不敏感，而猫对强心苷类则很敏感 ； 家兔对阿托品极不敏感。,五、根据对实验质量的要求选择标准化的实验 动物,现代生命科学研究要求动物实验结果精确可靠，重复性好并具有可比性，这就要求我们要选用标准化的实验动物，在标准的条件下进行实验。,近交系动物由于遗传纯合度高，个体差异小，特征稳定，对实验反应一致性好，实验结果精确可靠。而且，不同品系具有各自独特的特性，适合不同课题的研究需要。但生存抵抗力差。 封闭群动物能较好地代表自然群体，以群体为对象的研究课题，如人类遗传研究、药物筛选和毒性试验中，要选择与人群基因型及表现型相似的动物类别，封闭群动物则更为合适。 F1杂交群动物在一定程度上兼有近交系及封闭群的特点 。,许多基因突变系动物具有与人类相似的疾病模型特征，如自然发生高血压大鼠，青少年型糖尿病大鼠，裸豚鼠，肌肉萎缩症小鼠等，是研究人类疾病很好的工具。,转基因小鼠、可调控基因表达的小鼠、基因敲除小鼠、基因定点整合小鼠、特定组织或器官基因敲除小鼠等遗传工程小鼠是适合遗传精密度更高的的实验研究。,微生物等级动物的选择：教学示范选用普通级动物，清洁级动物是国内科研工作要求的标准动物，适合于大多数科研课题，而SPF动物则是国际标准的实验动物，对于一些具有国际交流意义的重大课题，最好选用SPF动物，但无菌及悉生动物为非常规动物，在特殊课题需要时选用。,还应考虑所选用的动物类别或级别要与实验条件、实验技术、方法及试剂等相匹配。既要避免用高精密度仪器、先进的技术方法、高纯度的试剂与低品质、非标准化、反应性能低的动物相匹配，又要防止用低性能的测试方法、非标准化的实验设施与高级别、高反应性能的动物相匹配，造成不必要的资源浪费。,六、符合实验动物选择的一般原则,1.年龄和体重： 一般动物实验应选用成年动物。但不同实验对年龄要求不尽相同，需根据课题的内容而定。一些慢性实验因周期较长，可选择幼龄动物。有些特殊实验如老年病学的研究，则考虑用老龄动物。,不同种属实验动物的寿命与人类具有很大差异。在发育上，有的以日、月计龄，有的以年计龄。所以，选择动物时应注意到各种实验动物之间、实验动物与人类之间的年龄对应，以便进行分析比较。,实验动物年龄在一定阶段与体重呈正相关，可按体重推算年龄。例如KM小鼠6周龄时雄性约为32g，雌性28g；Wistar大鼠雄性约为180g，雌性160g。但体重大小常受每窝哺育仔数、饲养密度、营养、温度等环境条件所限，所以推算不一定准确，提供部门应有动物出生日期的记录。一般来说，选择的实验动物年龄、体重应尽可能一致，相差不得超过10。若相差悬殊，则易增加动物反应的个体差异，影响实验结果的准确性。,2.性别：,同一品种（系）动物不同性别对许多外界刺激的反应不一致，对药物的敏感程度是有差异的。 猪瘟疫苗的效力实验，雌兔比雄兔表现出较好的热反应； 雌性小鼠对四环素毒素的耐受力低于雄鼠； 大鼠麻醉量-雌性敏感性为雄性2.53.8倍； 小鼠食盐急性毒性试验-雌性比雄性敏感； 小鼠食盐慢性毒性试验-雄性比雌性敏感； 如实验无特殊要求，应选择雌雄各半做实验，以避免因性别差异所造成的结果误差。,3.生理状况：,不同生理状态对外界的刺激的反应不一致。处于怀孕、哺乳等生理状态时，动物对外界刺激的反应常有所改变，如无特殊目的，一般应从实验组中剔除，以减少个体差异。健康动物对各种刺激的耐受性比有病的动物要大，实验时应剔除瘦弱、营养不良的动物。,4实验条件,实验条件对动物实验结果有很大影响，应给相应级别的动物有相应级别的环境条件，寒冷、炎热、通风不良、噪声或营养不良均会严重干扰动物实验的结果。,七、经济性原则,容易获得 价格便宜 易于饲养,八、动物实验结果的可靠性原则,动物实验结果的外推 肯定一个实验结果最好采用两种以上的动物进行比较观察。所选的实验动物中，一种为啮齿类动物，另一种为非啮齿类动物。常用的实验序列是小鼠、大鼠、狗、猴或小型猪,用近交系动物做实验研究，结果易于重复并能进行定量比较，但不同品系具有各自不同的敏感特性，在近交系培育过程中所造成的近交衰退与人体的正常生理条件差异很大，所以对近交系动物的使用更要慎重，避免因滥用动物而导致在人体上的失误，从而造成难以想象的后果。,九、实验动物的选择和应用应注意有关国际 规范,动物实验达到实验室操作规范（good laboratory practice GLP）和标准操作规程（standard operating procedure SOP）；3R原则（Reduction、Refinement、Replacement）。 所有药物的安全评价试验都必须按规范进行，这是实验动物选择和应用总的要求。,基础医学实验研究中实验动物的选择,1、临床前药物代谢动力学研究： 进行临床前药物代谢动力学研究，目的在于了解新药在动物体内动态变化的规律及特点，为临床合理用药提供参考。选择动物时，必须选用成年健康的动物，常用的有大鼠、小鼠、兔、豚鼠、犬等，首选动物及其性别应尽量与药效学或毒理学研究所用动物一致。,一、药效学研究中的选择,做药物代谢动力学参数测定，最好使用犬、猴等大动物，这样可在同一动物上多次采样，而使用小动物可能要采用多只动物的合并样本，应尽量避免。 做药物分布试验时，一般选用大鼠或小鼠较为方便。 做药物排泄试验时，一般也首选大鼠，其胆汁采集可在乙醚麻醉下做胆管插管引流。,2、一般药理研究：,一般药理研究指主要药效作用以外广泛药理作用的研究。常选用的动物包括小鼠、大鼠、猫、犬等，性别不限；但观察循环和呼吸系统时一般不宜用小鼠和兔。,3、作用于神经系统的药物研究： 促智药研究一般使用健康成年小鼠和大鼠。除非特定需要，一般不选用幼鼠或老年鼠。 镇静催眠药研究一般选用健康成年小鼠，分组实验。 镇痛药研究均需在整体动物上进行，常用成年小鼠、大鼠、兔，但在热板法或足跖刺激法试验中，不用雄性动物，因为雄性动物的阴囊部位对热敏感。,解热药研究首选家兔，因为家兔对热原质极敏感；此外，也可用大鼠进行试验。 中枢性肌松药研究一般选用小鼠。 神经节传导阻滞影响的药物研究，首选动物为猫，最常用的是颈神经节，因其前部和后部容易区分。 研究药物对神经肌肉接点的影响时，常用动物是猫、兔、鸡、小鼠和蛙。 副交感神经效应器接点影响的药物研究时，首选动物是大鼠。,4、作用于心血管系统的药物研究,抗心肌缺血药物研究可选用犬、猫、家兔、大鼠和小鼠。 抗心律失常药物研究可用豚鼠。 降压药物研究一般选用犬、猫或大鼠，一般不宜使用兔，因兔外周循环对外界环境刺激极敏感，血压变化大。,治疗心功能不全药物研究常用犬、猫、豚鼠，也可用兔，一般不宜用大鼠，因为它对强心苷和磷酸二酯酶制剂的强心反应不敏感。 降血脂药物研究一般选用大鼠、家兔，尤其是遗传性高脂血症兔。 抗动脉粥样硬化药物研究一般可选用家兔、鹌鹑。它们对高脂日粮诱发脂代谢紊乱极为敏感，动脉粥样硬化极易形成。但是，家兔是草食性动物，鹌鹑属鸟类，其动脉粥样硬化发病部位及病理改变情况与人类不一致。,抗血小板聚集药物研究一般选用家兔和大鼠，个别试验选用小鼠。为避免动物发情周期影响，宜用雄性动物。 抗凝血药物研究常用大鼠和家兔，也可用小鼠、豚鼠或沙鼠等，以雄性动物为宜。 研究药物对心脏作用时，选择青蛙和蟾蜍。,5、作用于呼吸系统的药物研究：,镇咳药筛选的首选动物是豚鼠。猫用于刺激喉上神经诱发咳嗽，在初筛的基础上进一步肯定药物的镇咳作用。犬特别适合于观察药物的镇咳作用持续的时间。 支气管扩张药物研究最常用动物是豚鼠，药物引喘时，选用体重不超过200g的幼龄豚鼠效果更佳。 祛痰药研究一般选用雄性小鼠、兔或猫，用来观察药物对呼吸道分泌的影响。,6、作用于消化系统的药物研究：,胃肠解痉药物研究可用大鼠、豚鼠、兔、犬等。 催吐或止吐药一般选用犬、猫、鸽等。,7、作用于泌尿系统的药物研究：,利尿药物或抗利尿药物的研究一般以雄性大鼠或犬为佳。,8、 作用于内分泌系统的药物研究,肾上腺皮质激素类药物研究可选用大鼠、小鼠，雌雄均可。 有关代谢试验时，宜选用雄性动物，便于收集尿样。 H1受体激动药物或阻断药物研究的首选动物是豚鼠，其次为大鼠，雌雄各半。,9、计划生育药物研究,终止中期妊娠药物或子宫收缩药物的研究常选用雌性大鼠、豚鼠、家兔、猫，并根据实验要求选择适当性周期和妊娠状态的动物。 女用避孕药常选用雌性大鼠、地鼠、家兔及猕猴，且尽可能选用近交系动物。男用避孕药研究常选用雄性近交系大鼠或猕猴。,10、精神药物研究,抗焦虑药研究一般选用成年健康小鼠、大鼠、兔等。长期实验以选用雄性动物为好，因为雄性动物耐受性强。 抗抑郁药可选用小鼠、大鼠，其次为犬、猪。,二、微生物实验研究,可选用的动物很多，包括小鼠、大鼠、沙鼠、豚鼠、地鼠、兔、犬、猴、猫、裸鼠等。 120180g的幼年豚鼠对钩端螺旋体、旋毛虫敏感。 猫是寄生虫弓形属的宿主，故常选猫做寄生虫病研究，也可用于阿米巴痢疾的研究。,中国地鼠对溶组织性阿米巴、利氏曼原虫病、旋毛虫等敏感，常用于这些方面的研究。 金黄地鼠对病毒非常敏感，是小儿麻疹病毒研究首选动物。 A系小鼠对麻疹病毒高度敏感。 兔对许多病毒和致病菌非常敏感，常用于狂犬病、天花、脑炎等研究。,三、休克试验研究,失血性休克试验研究中，大多用犬或山羊作为模型动物。 感染性休克试验研究，犬是较理想的模型。 创伤性休克试验研究以中小型动物较为适宜，一般常用大鼠、兔、犬等，大中型动物只偶尔使用。,四、抗炎与免疫试验研究中的选择,动物对变态反应的程度各不相同，动物接受致 敏物质反应的灵敏程度依次为豚鼠、兔、犬、小鼠、 猫、青蛙。 豚鼠易于致敏，对组织胺反应十分敏感；适于作过敏性实验研究和平喘药、抗组胺药筛选。 过敏性哮喘研究常选用犬、豚鼠和大鼠。 兔常常是用作制备各种免疫血清的原材料。 免疫缺陷小鼠、豚鼠也常用于免疫学研究。,五、微循环试验研究中的选择,进行外周微循环实验观察时，常选用小鼠耳廓、金黄地 鼠颊囊、兔眼球结膜、兔耳廓透明窗等。 选用小鼠的耳郭做微循环试验，可以避免手术，简化观察程序，很适宜慢性实验观察。在观察全身性疾病对微循环的影响，尤其是慢性疾病需要长期连续观察微循环的改变，使用时优越性更为明显。 用兔的眼部做微循环试验时，必须选用白色兔，因其眼球结膜色白，微血管清晰可见，而灰色或黑色兔，眼球结膜色深，微血管不易辨认。,进行内脏微循环实验观察时，常选用青蛙、大鼠、小鼠、豚鼠、兔、猫和犬的肠系膜、大网膜和肠壁。可利用脏器“开窗”手术做慢性实验，如进行头颅、腹腔或胸膜开窗术，观察脑、肺、心脏的微循环。,药物安全性评价试验中实验动物的选择,药物安全性评价试验包括急性毒性、长期毒性、生殖毒性、致突变、致癌、刺激过敏等。不同的试验要用不同的实验动物，试验要求也不完全一致。 对药物在动物身上表现出来的毒性要有正确认识。如果动物表现出药物的毒性反应，通常认为至少在一部分人群中将会出现毒性；如果动物不表现出药物毒性反应的结果，并不能保证药物在临床上不会出现毒性反应。,动物的进化程度愈高，对药物毒性的敏感性愈好； 在实验动物年龄方面，要求选用未成年的较为合适，可以发现药物对生长及各器官(包括对性器官)成熟的影响； 在实验动物性别方面，要求选择雌雄各半为宜，因不同性别的动物对毒性物质的反应有差异； 在实验动物数量方面，要求不宜太少，一般每个剂量组选用大鼠10-20只，犬4条以上，并设对照组； 在实验动物种属方面，要求至少采用两种不同种属的动物，一种为啮齿类动物(大鼠、小鼠等)；另一种为非啮齿类动物(犬、猴等)；一般常采用大鼠和犬，因它们对药物的反应与人比较接近，且体型合适，经济易得。,1、急性毒性试验,通常是观察一次给药后所产生的急性毒性反应和死亡情况，如果仔细观察，常能发现该药的可能靶器官及其特异性作用。不少药物需做半数致死量(LD50)，但是，也有不少国家对相当一部分药物，不再要求做LD50，这样可以节约大量的动物和药品。如果药物毒性很小，则进行耐受剂量试验。,测定药物的LD50，常用小鼠和大鼠，而且最常用的是封闭群的动物，如ICR、KM小鼠，SD或Wistar大鼠。 急性毒性是一个简单的试验，但是如果动物质量欠佳，体重不准，组间体重差异大或者有不良的外环境影响(例如室温过高或过低)，均可产生不正确的数据，导致错误的结论。,2、长期毒性试验,该试验的目的是观察连续给予受试物后，由于积蓄而对机体产生的毒性反应及其严重程度，提供毒性反应的靶器官及其损害是否可逆等信息，确定无毒性反应的剂量，为拟定人用安全剂量提供参考。,由于长期毒性试验持续时间一般较长，而且实验动物的高、中剂量组是给予中毒剂量的药物，如要获得真正的药物毒性作用结果，就必须保证动物的质量和适宜的环境。 长期毒性试验需要两种以上的动物，才能比较正确地预示受试药物在临床上的毒性反应，常用的一种是啮齿类的大鼠，另一种是狗、猴或小型猪。,啮齿类常用SD或Wistar大鼠等封闭群动物，试验期在3个月内者宜用68周龄大鼠，超过3个月者宜用56周龄大鼠。 大动物首选Beagle犬，因为这种狗温顺，无需长期专门训练，即可长期给药。且这种狗体型较小，能节约药物的用量。纯种，对药物的反应较致。四肢较长，静脉给药容易。通常根据试验的长短选用412月龄狗。,3、生殖毒性试验,一般生殖毒性试验 目的是判断雄性、雌性动物在连续用药后，一般生殖行为和生育力的变化。观察内容有：雄性的特征和生育力，雌性的交配力及受孕率。死胎、活胎数以及胎仔外观、内脏、骨骼的变化。 致畸敏感期毒性试验 判断雌性动物在胚胎器官形成前后所给的药物对胚胎的毒性和致畸性，观察黄体数，吸收胎数，死胎数，活胎数及胎仔的外观、内脏、骨骼的异常。 围产期毒性试验 目的是判断雌性动物在产前(妊娠后期)及产后(至哺乳结束)给药对子代的影响，观察分娩期的长短，泌乳情况，子代的生存、生长、发育及行为、生殖功能。,不同种属动物对药物的敏感性是不同的，如抗代谢药硫唑嘌呤，对大鼠并不产生致畸效果，但对家兔则是很强的致畸药物。因此，在进行生殖毒性试验时，至少要应用两种以上的动物。,生殖毒性试验中，因为大鼠和兔具有很高的繁殖力，一胎产多仔，妊娠期短，一年多次发情，自发畸胎率低，且胎仔较大，便于实验操作，所以，生殖毒性试验常用这两种动物。有些药物生殖毒性试验也应用食肉动物如雪豹及狗，偶有用灵长类。,4、致突变及致癌试验,哺乳类动物致突变试验是耗费大、时间长、设施要求很高的试验，所以各国科学家均致力于一些替代试验，这些替代试验主要有鼠伤寒沙门菌突变株进行回复突变试验(Ames试验)，培养细胞染色体畸变试验(常用中国仓鼠肺细胞)及体内的微核试验（首选NIH小鼠）。,长期致癌试验对实验动物的要求甚高。通常用F344大鼠及A系小鼠，但是供应的大、小鼠繁殖场必须提供5年内该品系大、小鼠的癌自发率的数据，否则，致癌试验的数据难以进行可靠的比较，很难得出正确的结果。基因剔除小鼠，如抑癌基因p53剔除小鼠，其对致癌物质更敏感，作为长期致癌试验的实验动物将有更大的应用前景。,长期致癌试验的一个困难是对环境的要求特别高。因为致癌试验长达23年。如果没有严格的SPF条件，很难想象这样的实验能进行到底，因为不是在这样的条件下饲养大、小鼠，它们的生命期尚达不到致癌试验所要求的周期。 长期致癌试验的另一个困难在于要排除一切其他致癌因素，因此对饲料的成分、饮水的净化程度及空气的净化程度都有严格的要求。所以致癌试验从实验动物角度来说，是对实验动物遗传品质、健康品质及环境维护能力的真正考验。,5、药物依赖性试验,药物的依赖性试验观察期一般都较长，观察项目也较多，一般实验室有一定的难度。但是，就实验动物的选择来说，对于身体依赖性试验，无论是自然戒断试验或替代试验，都采用大、小鼠及猴；而诱导试验一般均只选用大、小鼠，不采用猴。至于精神依赖性试验，通常选用大鼠即可。,6、其他毒性试验,药物毒理试验的原则之一是给药途径必须与将采用的临床给药途径相一致，如果受试物将来是作为外用药，或是栓剂通过阴道或直肠给药，则毒理试验时，也必须通过外用，或通过阴道、直肠给药。因此，实验动物的选择和应用也必须做适当的调整，以适应实验的需要。,当受试物是一种外用药，通过皮肤给药，无论是皮肤急性毒性试验，还是长期毒性试验，一般均选用兔、豚鼠或大鼠。通常选用较年轻的动物(兔2kg、豚鼠300g、大鼠200g)，背部脱毛，脱毛面积相当于体表面积的10左右。而且必须采用适宜的方法固定；保持受试物与体表接触的时间，使药物能通过皮肤充分吸收，方能观察到药物的毒性及中毒的靶器官。,作为外用药，通常尚需进行该药的刺激和过敏试验。因为大鼠的皮肤对于观察药物的刺激试验不太适宜，故刺激试验通常用兔或豚鼠。而过敏试验最常用的实验动物则是豚鼠。至于栓剂，无论是直肠给药还是阴道给药，通常均以年轻的家兔或大鼠较为适宜。,滴鼻剂或吸入剂也是参照临床给药途径，用大鼠、豚鼠和家兔进行试验。眼科用药的刺激试验，则以家兔较为适宜。,临床医学研究中实验动物的选择,一、心血管系统疾病研究中的选择,1动脉粥样硬化症研究： 非人灵长类，特别是恒河猴，可发生广泛的主动脉粥样硬化。 小型猪可自发动脉粥样硬化，在用高脂饲料诱发下，可加速粥样硬化的形成，其病变特点及分布情况都与人类相似。 鸽能自发主动脉粥样硬化，在短期饲喂胆固醇后，可有主动脉的可预测区域病变发生，可用来研究与病变发生有关的早期代谢变化。 兔在饲料诱发的极度高血脂下可发生粥样硬化病灶，但病变局部解剖学情况与人类不同。另外，兔作为草食动物，与人类的胆固醇代谢不完全一致。,2高血压研究,常选用的动物是犬和大鼠 犬与人类的高血压有许多相似 大鼠的饲养繁殖、手术和血压测定比其他动物方便，对药物反应与人类相似。,研究高血压病理、生理和药理，可选择自发性高血压大鼠(SHR) ，其和人类的自发性高血压有很多相似之处。 研究降压药，可选择肾血管高血压型大鼠模型，对药物的反应与人类更接近。 根据研究目的，分别选用遗传性高血压大鼠(GH)、易卒中自发性高血压大鼠(SHRSP)、自发性血栓形成大鼠（STR) 等模型。,3心肌缺血试验研究,无论是对冠心病还是心肌梗塞的研究，犬、猪、 猫、兔和大鼠都可用做冠动脉阻塞实验。 犬是心肌缺血试验良好的模型动物。 开胸冠状动脉结扎试验首选兔，不需人工呼吸，可大量进行。 测试心肌耐缺氧试验时，大鼠优于小鼠和兔。,4心律失常试验研究,最常用大鼠、豚鼠、兔等动物； 大鼠应注意大鼠对强心甙不敏感； 豚鼠和兔的心脏适宜做离体标本； 用犬、兔、豚鼠、小鼠、大鼠及鸡等多种动物的胚胎以及新生或成年动物的心肌进行细胞培养可以建立心肌损伤及节律失常等细胞实验模型。 研究心律失常的病因学，用犬很合适。,二、消化和呼吸系统疾病研究中的选择,犬有发达的消化系统，且有与人类相似的消化过程，适宜于作消化系统的慢性实验，如做唾液腺瘘、食管瘘、胃瘘、胆囊瘘等观察胃肠运动、吸收、分泌等的变化。 幼猪的呼吸、泌尿及血液学系统与人的新生儿相似，适于研究营养不良症，如铁、铜缺乏等。猪的病毒性胃肠炎，可用来研究婴儿的病毒性腹泻.,猕猴对人的痢疾杆菌病最易感，是研究人的痢疾杆菌最好的模型动物； 老龄NIH小鼠多自发慢性十二指肠溃疡。 自发性牙病研究，可选择绒猴，也可用猪代替。 胰腺炎研究，可选用幼年雌性小鼠造成胆碱缺乏，诱发出血性胰腺炎。犬的胰腺很小，适合做胰腺摘除手术。 大鼠的肝脏再生能力强，很适于做肝切除术。,豚鼠是研究乙型肝炎较理想材料,可以进行乙肝慢性化和免疫耐受机制、整合病毒基因在肝细胞癌发生过程中的作用、乙肝疫苗防治和抗病毒化疗药物的筛选等研究,这些研究在人体需观察2030年，但在豚鼠仅需24年。,鸭肝炎病毒在鸭体内所产生的病理过程和预后，与人的乙型肝炎相似，所以广泛利用鸭肝炎进行药物筛选和药效学研究。但是，鸭毕竟是禽类，与哺乳类相距甚远。 使用携带有乙肝病毒的肝癌细胞株在裸鼠身上传代，乙肝病毒能在肝癌细胞中继续繁殖，故可以作为抗乙肝病毒药物的筛选模型。,猴适合慢性支气管炎研究； 豚鼠对结核杆菌、白喉杆菌很敏感，适合做结核和白喉的研究； 大鼠可用于实验性肺纤维化、矽肺和肺水肿的研究。,三、神经系统疾病研究中的选择,沙鼠的脑血管不同于其他动物,脑底动脉环后交通支缺失,结扎沙鼠的一侧颈动脉，数小时后就有20%-65%的沙鼠出现脑梗死，可用于脑梗死后呈现的中风、术后脑缺血以及脑血液量的研究。 DBA小鼠在35日龄，听源性癫痫发生率100%。 豚鼠常用来作为脱髓鞘病研究的模型动物。 绵羊的蓝舌病和人的脑积水相似，适宜于脑积水研究。,兔适合观察减压神经对心脏等的作用。 猫具有发达的神经系统，是神经研究的良好模型。 猴的高级神经活动发达，常用于行为学的研究，也可用作小儿麻痹症研究。,四、泌尿和生殖系统疾病研究中的选择,老年A系小鼠肾脏病多发； 610个月的SWR系小鼠常发多尿症； 歌丁根小型猪易诱发胎儿畸形，适合畸形学研究。 猴生殖生理与人类非常接近，是研究人类避孕药的理想实验动物,五、放射学实验研究的选择,常选大鼠、小鼠、沙鼠、犬、猪、猴等实验动物进行研究。不同动物对射线敏感程度差异较大。 兔对放射线特别敏感，照射后常发生休克性反应，并伴有死亡现象，不能选用。,六、老年病研究中实验动物的选择,用于老年医学研究的实验动物以哺乳类动物为主，有小鼠、大鼠、豚鼠、兔、狗、猪、猴等，其中大鼠使用最多：并广泛应用于各项研究，其中以细胞生化学、消化器、激素、酶等研究为主。 老年医学研究中实验动物选择应符合以下的标准：,寿命期限明确，其变化应很小。 实验动物对传染病感染具有抵抗力，尤其是对引起死亡率高或发病率高的传染病感染的抵抗力。 动物与人类之间有解剖学、生理学上的相似性，尤其是在疾病的相似性中具有实际的参考价值。 实验动物的食谱和营养要求类似于人类。 染色质组型、干细胞、免疫系统的资料已经很清楚。 动物来源容易，便于管理，维持费用低。 从实验动物获得的资料可以推断到人类。,七、口腔医学研究中实验动物的选择,猕猴是首选动物，兔是研究唇裂和腭裂的极好的模型。,中医药研究中实验动物的选择,中医证型的动物模型造模的思路和方法除个别外，均是选择一些造成与临床证型相仿的致病因素，作用于动物机体使其产生类似临床某些证的模型，而致病因素不外乎物理、化学、生物以及某些内脏损伤或切除等，其造模所用动物主要是小动物(大、小鼠)，也可用金黄地鼠、家兔和猫等。给药途径除喂饲外，还可采用肌肉、皮下、腹腔及耳缘静脉注射的方法。,“卫气营血”、“血瘀”模型可选用家兔、大鼠； “寒证”、“热证”模型常选用雌性大鼠： “血虚”、“脾虚”模型常选用雄性大鼠或小鼠； “肝郁”模型常选用大、小鼠； “阳虚”、“阴虚”模型常选用雄性小鼠； “脉微欲绝”模型常选用猫； “气虚”模型可选用家兔； “里实”模型常选用狗来进行。,人类疾病动物模型的定义 人类疾病动物模型(Animal models of human diseases)是指医学研究中建立的具有人类疾病模拟表现的动物实验对象和相关材料。,自发性疾病动物模型：未经任何有意识的人工处置，在自然状况下所发生的疾病称之为自发性疾病动物模型。 诱发性疾病动物模型：以物理的、化学的或生物的致病因素造成动物组织、器官或全身一定的损害，出现类似人类疾病的功能、代谢或形态结构方面的改变称之为诱发性疾病动物模型。,动物模型的作用,现代医学认识生命科学客观规律的实验方法和手段。 有意识地改变那些自然条件下不可能或不容易排除的因素。 更加准确地观察模型的实验结果 有助于更方便、更有效地认识人类疾病的发生、发展规律和研究防治措施。,应用动物模型的意义,避免人体实验造成的危害 利用动物模型可研究平时不易见到的疾病 可提供发病率低，潜伏期和病程长的疾病动物模型 克服复杂因素，增加方法学上的可比性 样品收集方便，实验结果易分析 有利于全面认识疾病的本质。,人类疾病动物模型的设计原则,(一)相似性原则: 人类疾病动物模型应尽可能地相似于人类疾病，最好是动物自发性的疾病. 如：大鼠的自发性高血压。 复制动物模型时，应注意动物的选择。,（二） 重复性 理想的动物模型应该是可以重复的。 保证动物模型具有重复性的措施： 1、选用标准化的实验动物 2、选用标准化的实验设施 3、保证复制因素的一致性,（三） 可靠性,复制的动物模型应可靠地反映人类疾病的主要症状和体征明显，不能出现另外的病变。 注意动物的选择和动物的质量,（四） 实用性和可控性,疾病模型应尽量考虑在今后临床上的应用和便于控制其发展，以利于研究。 动物+制模因子=结果散发或死亡 无法控制模型的发展方向和速度，无价值。,（五） 易行性和经济性,复制动物模型应尽量做到方法简单、容易，合乎经济的原则。,动物模型的制作方法,1.查找文献并咨询动物实验所需动物和条件是否可行，了解前人所积累的经验，避免低水平的重复或缺乏科学依据的盲动所造成人力物力的浪费； 2.从动物品种品系、年龄、性别、体重、生物学特点、动物微生物污染级别等方面选取最可比拟的动物，不可认为选越高级动物可比性越高.,免疫缺陷动物的分类及其特点,免疫缺陷动物(Immunodeficient animal)是指由于先天性遗传突变或用人工方法造成一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。 一、 裸小鼠(Nude mice) 二、严重联合免疫缺陷小鼠(Severe combined immunodeficient mice,SCID小鼠),一、裸小鼠(Nude mice),具有两个主要的缺陷特征： （1）毛发生长发育异常，表现为全身形似无毛，呈裸体外表； （2）无胸腺，仅有胸腺残迹或异常的胸腺上皮，这种上皮不能使T细胞正常分化，缺乏成熟T细胞的辅助、抑制及杀伤功能，因而细胞免疫力低下，不能执行正常T细胞功能。,二、严重联合免疫缺陷小鼠SCID小鼠,SCID小鼠是位于第16号染色体的称之为scid的单个隐性突变基因所导致。 其H-2抗原均为H-2d, SCID小鼠外观与普通小鼠无异，体重发育正常。但胸腺、脾、淋巴结的重量一般均不及正常的30%，组织学上表现为淋巴细胞显著缺乏,T、B淋巴细胞联合免疫缺陷。,转基因动物,用实验方法将外源基因稳定地整合到动物细胞的基因组中，并能稳定地表达并遗传给下一代的动物称之为转基因动物。,转基因小鼠制作方法,小鼠受精卵原核注射方法是目前应用最广的建立转基因小鼠的方法。,