实验动物

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[外文]：laboratoryanimal用于生物科学实验的动物的统称。在品质上有一定要求，以保证试验的准确性。为各种生物制品（疫苗、抗毒素、血清、诊断液、培养基、组织细胞等）提供原料的动物，以及用于生物学教学示范的动物也常被包括在实验动物的范围之内。发展远在纪元前，古代医药学比较发达的国家如中国、印度和埃及等就已利用动物观察毒药的作用；古希腊学者亚里士多德还利用动物进行了解剖学和胚胎学的研究。纪元初，罗马学者为研究人体结构，进行了猪和猴的解剖。15～16世纪以后，自然科学的研究方法由单纯观察发展到以实验研究为主，利用动物进行科学实验的事例日益增多。到19世纪，巴斯德在研究几种动物传染病的基础上，首次制成疫苗，促进了现代医学科学包括实验药理学、比较生理学和实验医学的迅速发展，其间的每一步前进都离不开实验动物的贡献。20世纪以来，实验动物的应用领域更加广泛。人类最重要疾病的研究几乎都要借助于实验动物。裸鼠的育成为肿瘤研究提供了不可缺少的材料。制药工业几乎从研制开始到出厂安全检查为止都依赖于实验动物，特别是新药的药效试验、毒理学试验和药物动力学研究更要以从实验动物取得的数据为依准。在环境保护方面，实验动物是对废物、废气、废水、噪音、辐射等污染源进行监测的前哨和研究防治措施的标样。在农业上，农药、化肥的残毒量要经过实验动物测定。兽医疫苗生产、畜病防治、家畜饲料添加剂鉴定和营养分析等更是离不开实验动物。此外，实验动物在各种新式武器的杀伤效果的测定和战伤护理以及宇宙、航天科学等的研究中也有重要意义。来源和用途实验动物由3方面的来源组成：（1）育成品种。即根据生物医学科学研究和监测工作的需要而选育成的品系较纯的动物。其性状和遗传、生理、生化指标都达到相对恒定的水平，从而可以保证实验的高精密度和具有准确的可重复性。现在常用的大鼠、小鼠等都属于这个类型。其中还包括由于遗传突变而出现的具有某种特殊性状的突变型动物，如免疫缺陷动物，包括无胸腺功能的裸鼠，无B细胞功能、无杀伤细胞功能、无脾脏或无巨噬细胞的动物等。这些突变型实验动物免疫功能不全，就使许多不易用动物体建立模型的疾病例如肿瘤等得以复制。（2）驯养动物。包括家畜和玩赏动物如猪、马、牛、羊、鸡、鸭、鹅、鸽和犬、猫等。其中如猪和犬已在生物医学研究中被大量用作动物模型。（3）野生动物。包括两栖类、爬虫类、鱼类、鸟类、灵长类以及大量无脊椎动物(蚧、蝇、蚊、蚯蚓、虻等)。其中一种小型野猪天然患有糖尿病、血友病、黑色素瘤等，且可遗传，已成为研究这些人类重要疾患的天然动物模型。野生动物和驯养动物虽因其遗传背景不够清楚而不具有准确的可比性和可重复性，从而限制了在精密科研中的应用，但由于它的某些生物学特点，在科研中的用途仍日受重视。现在包括蜥蜴、鳄鱼、壁虎、蛇、蝾螈、墨西哥美西螈、蟾蜍、青蛙以及非灵长类野生动物在内的实验动物的名单正在不断增加。在医学研究上应用较多的有猴，常用于避孕、免疫、内分泌、肿瘤等的研究和小儿麻痹疫苗的研制；狨及黑猩猩是研究甲型肝炎病毒的法定动物；沙鼠常用于放射学、动脉粥样硬化、内分泌和体温调节的研究。中国仓鼠只有11对染色体，适用于细胞学、肿瘤学、糖尿病学等方面的研究。最近中国发现树鼩是研究轮状病毒引起秋季婴儿腹泻的好模型。水貂对于研究毛色的遗传变异、肌肉萎缩症、黑色素病、阿留申病等有重要用途。蝙蝠可用于低温对寄生物的影响、繁殖生理学和狂犬病等的研究。品质控制为了保证实验动物的品质和试验的精密度，需要有严格的控制条件，并须不断进行监测。控制和监测的内容主要有以下3方面。遗传学控制实验动物按遗传控制的程度可分为4类：（1）近交系。即纯系动物。一般品系内动物的遗传背景已得到很高水平的控制，具有长期稳定性。因此只要测定某一品系的某一动物，就可推测该品系全体动物。研究的可重复性也强，数据可靠。除大鼠、小鼠、豚鼠、仓鼠外，鸡、犬、猫、猪、羊兔等也都有了近交系。（2）突变系。指在繁殖过程中某一基因突发变异的动物。可以通过突变基因的遗传而维持特定的性状。医学研究中常用的突变型动物除免疫缺陷动物如裸鼠等外，还有突变型的肥胖症小鼠可用于研究人的肥胖症和糖尿病；溶血性贫血小鼠可用于研究人类自身免疫病（红斑狼疮）等。突变系可以自然发生，也可以人工诱导。因其育成较快而受到研究人员的欢迎。（3）杂交群。具有一定的杂交优势，生命力强，遗传背景清楚，有一定的遗传特性。来自两个近交系的杂交一代可重复性也较好。缺点是其下一代即可能发生遗传学上的性状分离，故供应受到限制。（4）封闭群。即在一段时间内(5年以上)不引入外来动物，自行随机繁殖的种群。它们的基因型是杂合的，所以没有近亲繁殖的退化现象。个体之间有遗传学上的差异，不宜用于精密研究，但可用于生物制品、化学药品等的品质鉴定。如进行药物热源质试验时，封闭群家兔的稳定性常优于市场上的普通兔子。遗传学监测所用的方法有10多种、20多项指标。如同系异体组织移殖法多用于小鼠、大鼠和豚鼠，其近交系的个体之间能互相接受移殖，反之则排斥。毛色基因交配试验多用于新引入品系或怀疑可能发生混杂时的测定。如繁殖一代毛色有异，可证明遗传上已经混杂。此外还有生化标志基因测定法，用于检查品系是否有了突变或遗传学混杂等。这些方法要配合使用始能对基因纯度和遗传关系作出准确判断。微生物控制通常根据对微生物的控制程度，将实验动物分为4个级别：（1）无菌动物(GF)。用无菌技术剖腹取胎，隔绝母乳，在隔离条件下培育而成。利用现有手段不可能从其身上检出任何微生物和寄生虫。现已有无菌小鼠、无菌大鼠和无菌鸡(以及无菌鸡蛋、鸡胚)，可用于微生物生态学、微生物拮抗作用以及营养、代谢、肿瘤、毒理、免疫学等的研究，也可用于组织培养，以提供无菌组织和单一的抗体。但饲养困难，生活力差。（2）已知生物体动物。又称悉生动物。以对机体有益的肠道细菌喂给无菌动物培育而成。它比无菌动物生活力强、管理较易，在很多方面，特别是在研究肠道疾病与各种肠道菌的相互关系时可以代替无菌动物。（3）无特定病原动物(SPF)。指体内不存在某些特定的微生物，而允许有其他非致病性微生物存在的动物。由无菌动物或已知生物体动物饲养在屏障系统环境中培育而定，所谓特定病原微生物的种类则视科研的要求而定。菌谱可以多至十几种或几十种。SPF动物现不但用于实验目的，在有些国家，商品猪、鸡的原种群或市销群也已SPF化，以确保消费者的健康。（4）普通动物。也称常规动物。指在微生物控制上要求更低的动物，主要是不带对人有害的微生物（沙门氏菌、志贺氏菌、巴斯德氏菌、结核杆菌、疥癣虫等）。也用无菌动物剖腹取胎隔绝母乳培育，但在开放式条件下饲养。环境控制实验动物终生关养其中的环境条件对动物机体的繁殖、遗传、生理和病理都有极大影响。环境条件包括居住、气候、微生物和营养等，其中最主要的是实验动物房的设计，对环境温度、湿度、气流速度、照明、噪音、氨浓度以及笼具架等都有一定要求。现在实验动物已经不但是许多科学实验研究必不可少的工具，而且成为衡量一个国家科学技术水平的标尺之一。中国实验动物事业历史较短，但在某些方面已达到或接近国际先进水平。随着生命科学的进一步发展，实验动物科学也必将提高到新的水平。