实验动物选择

1. 实验动物选择 The Choice of Experimental Animal

2. 实验动物选择的一般原则 • 选择实验动物的基本原则 • 常用动物实验中实验动物的选择 • 常用实验动物的生物学特性及应用

3. 实验动物选择的总体思路 • 实验动物种类众多，如何依据不同的实验目的来正确地选择动物，是作好一项研究工作的第一步。 • 严格地说，实验动物选择的正确与否，不仅影响到经费支出、工作进展，还会影响到实验结果的正确性与可靠性，以及整个实验的顺利完成。

4. 目的名称 实验用动物种类 单孔目 (Monotremata) 有袋目 (Marsupialia) 贫齿目 (Edentata) 食虫目 (lnsectivora) 翼手目 (Chiroptera) 灵长目 (Primates) 兔形目 (Lagomorpha) 啮齿目 (Rodentia) 鲸 目 (Cetacea) 食肉目 (Carnivora) 鳍足目 (Pinnipedia) 长鼻目 (Proboscidea) 海牛目 (Sirenia) 奇蹄目 (Perissodactyla) 偶蹄目 (Artiodactyla) 至今无 袋鼠 犰狳、穿山甲 刺猬 蝙蝠 猕猴、松鼠猴、狨猴、黑猩猩 兔、鼠兔 小鼠、大鼠、金黄地鼠、豚鼠、沙鼠、黑线姬鼠 江豚 猫、犬、雪貂 海狗 至今无 至今无 马、驴、骡 猪、羊、牛、鹿

6. 试验动物选择的一般原则 • 动物品种品系 • 年龄与体重 • 性别 • 生理与健康状况 • 动物实验结果分析 • Strain of breed • Age & Weight • Sex • Physiological character & Health • Analysis of experimental results

7. 一、动物品种品系 同物种内的不同品种、品系，由于生物学特性的差异，对相同试验反应结果存在差异。同品系的各亚系之间差异可相当于不同品系。 例如： DBA小鼠会发生听源性癫痫发作，而C57BL小鼠根本不出现这种反应。 BALB/cAnN小鼠对放射线极敏感，而C57BL/CdJN小鼠对放射线却有抵抗力。 C57BL小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比DBA小鼠高12倍。 DBA小鼠对雌激素较C57BL小鼠敏感。

8. 二、动物的年龄和体重 实验动物的机体反应性随年龄而有所变化。幼年动物往往较成年动物敏感，而老年动物代谢功能降低，反应不灵敏。 成年动物—大多数实验都选择 老年动物—多用于老年医学研究中 幼年动物—慢性实验或长期毒性实验（实验周期长）

9. 对于动物的年龄，还应注意“天文学时间”与“生物学时间”的区别，二者的意义不同。对于动物的年龄，还应注意“天文学时间”与“生物学时间”的区别，二者的意义不同。 • 不同种属实验动物的寿命长短不一，但多比人的寿命短。选择实验动物时必须了解有关动物的寿命，并安排与人的某年龄时期相对应的动物进行实验研究。

12. 动物的体重 年龄与体重一般呈正相关性。同一实验中，动物的体重应尽可能一致，一般不应相关10%，若相差悬殊，则易增加动物反应的个体差异，影响实验结果的正确性。 实验动物年龄和体重一般呈正比，啮齿类动物可根据体重推算年龄。

13. 三、动物的性别 • 许多实验证明，不同性别的动物对同一药物的敏感性差异较大，对各种刺激的反应也不尽一致，雌性动物在性周期不同阶段和怀孕、哺乳时的机体反应性有较大的改变，因此科研工作汇总一般选择雌雄各半进行试验。 • 药物反应中性别不同效果尤为不同。 例如：5-6周的雄性大鼠给药角新碱，可见镇痛效果，但是雌性，则没有镇痛效果。

15. 医学研究中，通常选择实验动物应雌雄各半。若发现有明显的性别差异，则应分别测定不同性别实验动物的结果。医学研究中，通常选择实验动物应雌雄各半。若发现有明显的性别差异，则应分别测定不同性别实验动物的结果。

16. 四、 生理与健康状况 生理状况： 实验动物处在特殊的生理状态如怀孕、哺乳时，其体重及某些生理生化指标将有所不同，对外界环境因素作用的反应亦与非怀孕、非哺乳的实验动物有着较大差异。 功能状态： 如： 体温升高—对解热药敏感 血压升高—对降压药敏感

17. 健康状况： 患病动物对药物的耐受性较健康动物小，因而患病动物容易在实验过程中中毒死亡。 动物潜在感染，对实验结果影响很大。兔球虫病对肝脏功能影响较大。 犬食量不足、饥饿，麻醉时间延长。

18. 五、动物实验结果分析 • 进行动物试验研究时，一定要对可能的研究结果进行充分的分析论证。因为动物实验的结果或结论，根据对应原则，最终将主要应用于人类疾病研究中。 • 在肯定一个实验结果时，最好采用两种以上动物进行比较观察（啮齿类、非啮齿类） • 常用顺序：小鼠、大鼠、狗或猴

19. 选择实验动物基本原则 • 相似性原则 • 可靠性原则 • 重复性原则 • 可控性原则 • 经济性原则

20. 相似性原则 尽量选择与人类相似的动物 • 使用实验动物的最终目的是为了间接地研究人类疾病，所以在选择动物时，尽量使用那些与人在机能、代谢、结构、疾病特点等方面相似的动物。

21. 整体相似性 灵长类动物： 从整体的相似性来讲，最接近于人类，是应为各学科研究首选动物。 很多传染性疾病，有较强感染种属特异性，如人类乙型肝炎病毒(HBV)，在自然情况下只感染人和黑猩猩。 SARS—恒河猴

22. 整体相似性 灵长类动物： 猕猴的生殖生理与人类非常接近，性周期为28d，是研究人类生殖生理的理想动物。 猕猴还能发生各种形态上和生物学性质上与人的肿瘤相似的病变。 缺点：较难获得，价格昂贵，濒危保护动物。对饲养条件的要求特殊。遗传和微生物控制困难。实验操作不便，所以在实际应用中常常退而求其次。

23. 树鼩： 体重120～250g，每隔45天左右可以繁殖生育一次，其新陈代谢过程远较家犬、鼠类等动物与人相似，解剖和生理功能也与其它灵长类相似。 HAV、HBV、麻风杆菌 等

24. 局部相似性 动物进化的越高级并不一定所有器官和功能都接近人，有些动物的进化程度并不一定很高，但是某些组织器官的结构或疾病特点与人类很相似。 蛙： 不能选作研究高级神经活动，但蛙的脊髓合适做简单的反射弧实验，用蛙的脊髓作这方面的试验，简单、直观、明确、容易分析。

25. 局部相似性 犬： • 具有发达的神经系统，消化生理、毒理和对疾病的反应和人类近似，适于作生理、营养、药理、毒理、行为和外科手术的研究。 • 嗅觉特别灵敏，听觉也很敏锐，犬听到声音时，由于耳与眼的交感作用，有注视声源的习性。犬对于人的口令和简单语言可根据音调、音节变化建立条件反射，完成主人交给的任务。

26. 局部相似性 猪： • 心血管系统、消化系统、皮肤、营养需要、骨骼发育及矿物质代谢等都与人的情况极其相似。 • 心脏瓣膜、结构与人相似，已用于人心脏瓣膜缺损修补。 • 猪的胆固醇代谢与人类似，是高胆固醇饲料引发的动脉粥样硬化的理想的动物模型。 • 小型猪的皮肤组织结构与人类很相似（毛发的疏密，表皮厚薄，表皮形态学和增生动力学，烧伤皮肤的体液和代谢变化机制等 ）

27. 小鼠和大鼠：由于它们的解剖和组织学特点、生理反应、代谢状况以及对许多药物的反应均类似于人，另外它们价格便宜、易于管理和控制。小鼠和大鼠：由于它们的解剖和组织学特点、生理反应、代谢状况以及对许多药物的反应均类似于人，另外它们价格便宜、易于管理和控制。 • 选用人兽共患疾病的实验动物：有些病因造成人和动物共同患病，其临床过程、病理变化也相似，所以就应选用这样的动物来研究人类疾病。

28. 其他相似性 • 群体分布 以群体对象为研究课题，要选择群体型、表型分布与人相似的实验动物。例如，药物安全性评价、药物筛选时，通常以封闭群模拟自然群体基因型动物。 • 操作实感 为临床操作打基础的实验。例如猪以及的形态大小与人接近

29. 可靠性原则 • 复制的动物模型来应该力求可靠地反映人类疾病，即可特异地、可靠地反映某种疾病或某种机能、代谢、结构变化，应具备该种疾病的主要症状和体征，经化验或X光照片、心电图、病理切片等证实。若易自发地出现某些相应病变的动物，就不应加以选用，易产生与复制疾病相混淆的疾病者也不宜选用。 • 例如铅中毒可用大白鼠做模型，但有缺点，因为它本身容易患动物地方性肺炎及进行性肾病，后者容易铅中毒所致的肾病相混淆，不易确定该肾病是铅中毒所致还是它本身的疾病所致。用蒙古沙土鼠就比较容易确定，因为一般只有铅中毒才会使它出现相应的肾病变。

30. 重复性原则 • 理想的动物模型应该是可重复的，甚至是可以标准化的。 • 例如用一次定量放血法可百分之百造成出血性休克，百分之百死亡，这就符合可重复性和达到了标准化要求。 • 又如用狗做心肌梗死模型照理很合适，因为它的冠状动脉循环与人相似，而且在实验动物中它最适宜做暴露心脏的剖胸手术，但狗结扎冠状动脉的后果差异太大，不同狗同一动脉同一部位的结扎，其后果很不一致，无法预测，无法标准化。相反，大小白鼠、地鼠和豚鼠结扎冠脉的后果就比较稳定一致，可以预测，因而可以标准化。

31. 增强动物模型复制时的重复性（一致性） • 动物品种、品系、年龄、性别、体重、健康情况、饲养管理； • 实验及环境条件，季节、昼夜节律、应激、室温、湿度、气压、消毒灭菌； • 实验方法步骤； • 药品生产厂家、批号、纯度规格、给药剂型、剂量、途径、 • 麻醉、镇静、镇痛等用药情况； • 仪器型号、灵敏度、精确度； • 实验者操作技术熟练程度 因为一致性是重现性的可靠保证。

32. 可控性原则 • 供医学实验研究用的动物模型，在复制时，应尽量考虑到今后临床应用和便于控制其疾病的发展，以利于研究的开展。 • 如雌激素能终止大鼠和小鼠的早期妊娠，但不能终止人的妊娠。因此，选用雌激素复制大鼠和小鼠终止早期妊娠的模型是不适用的，因为在大鼠和小鼠筛选带有雌激素活性的药物时，常常会发现这些药物能终止妊娠，似乎可能是有效的避孕药，但一旦用于人则并不成功。所以，如果知道一个化合物具有雌激素活，用这个化合物在大鼠或小鼠观察终止妊娠的作用是没有意义的。

33. 如选用大小鼠作作实验性腹膜炎就不适用，因为它们对革兰氏阴性细菌具有较高的抵抗力，很不容易造成腹膜炎。如选用大小鼠作作实验性腹膜炎就不适用，因为它们对革兰氏阴性细菌具有较高的抵抗力，很不容易造成腹膜炎。 • 有的动物对某致病因子特别敏感，极易死亡，也不适用。如狗腹腔注射粪便滤液引起腹膜炎很快死亡（80% 24小时内死亡），来不及做实验治疗观察，而且粪便剂量及细菌菌株不好控制，因此不能准确重复实验结果。

34. 经济性原则 • 在动物实验设计时，所采用的方法应尽量做到容易执行和合乎经济原则。 • 灵长类动物与人最近似，复制的疾病模型相似性好，但稀少昂贵，即使猕猴也不可多得，更不用说猩猩、长臂猿。 • 幸好很多小动物如大小鼠、地鼠、豚鼠等也可以复制出十分近似的人类疾病模型。它们容易作到遗传背景明确，体内微生物可加控制、模型性显著且稳定，年龄、性别、体重等可任意选择，而且价谦易得、便于饲养管理，因此可尽量采用。 • 除非不得已或一些特殊疾病（如痢疾、脊髓灰白质炎等）研究需要外，尽量不用灵长类动物。除了在动物选择上要考虑易行性和经济性原则外，而且在模型复制的方法上、指标的观察上也都要注意这一原则。

35. 常用动物实验中实验动物的选择 • 药效学实验动物选择 • 毒理学实验动物选择 • 心血管系统疾病研究中的选择 • 消化和呼吸系统疾病研究中的选择 • 神经系统疾病研究中的选择 • 泌尿和生殖系统疾病研究中的选择 • 微循环试验研究中的选择 • 其他实验研究的选择

36. 一、药效学试验动物选择 （一）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。所以，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。

37. 做药物动力学参数测定，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。

38. （二）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、狗、猫等，性别不限，但观察循环和呼吸系统时一般不宜用小鼠和兔

39. （三）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，便于分组实验。抗痛药研究一般选用健康成年小鼠或大鼠，且以雄性为宜。 镇痛药研究均需在整体动物上进行，常用成年小鼠、大鼠、兔，必要时也可用豚鼠、犬等。一般雌雄兼用，但在热板法或是跖刺激法试验中，不用雄性动物，因为雄性动物的阴囊部位对热敏感。

40. 解热药研究首选家兔，因为家兔对热原质极敏感。当然，家兔的品种、年龄、实验室温度、动物活动情况等不同，都对发热反应的速度和程度有明显影响，应按我国药典中有关规定进行。此外，也可用大鼠进行试验。解热药研究首选家兔，因为家兔对热原质极敏感。当然，家兔的品种、年龄、实验室温度、动物活动情况等不同，都对发热反应的速度和程度有明显影响，应按我国药典中有关规定进行。此外，也可用大鼠进行试验。 神经节传导阻滞影响的药物研究时，首选动物是猫，最常用的是颈神经节，因其前部和后部均容易区分。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。在对影响副交感神经效应器接点的药物进行研究时，首选动物是大鼠。

41. （四）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，因小鼠不便操作不宜选用。 • 用犬试验时，应注意试验药物不能用吐温助溶。 • 降压药物研究一般选用犬、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。

42. 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WHHL兔。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WHHL兔。 • 抗动脉粥样硬化药物研究目前缺乏理想的模型动物，一般可选用家兔、鹌鹑。这两种动物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。

43. (五)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，因为豚鼠对化学刺激或机械刺激都很敏感，刺激后能诱发咳嗽，刺激其喉上神经亦能引起咳嗽。 • 猫在生理条件下很少咳嗽，但受机械刺激或化学刺激后易诱发咳嗽，故可选用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。

44. 犬不论在清醒还是在麻醉条件下，化学刺激、机械刺激或电刺激其胸膜、气管粘膜或颈部迷走神经均能诱发咳嗽，犬还对反复应用化学刺激所引起的咳嗽反应较其他动物变异小，故特别适合于观察药物的镇咳作用持续的时间。犬不论在清醒还是在麻醉条件下，化学刺激、机械刺激或电刺激其胸膜、气管粘膜或颈部迷走神经均能诱发咳嗽，犬还对反复应用化学刺激所引起的咳嗽反应较其他动物变异小，故特别适合于观察药物的镇咳作用持续的时间。 • 兔对化学刺激或电刺激不敏感，刺激后发生喷嚏的机会较咳嗽为多，故兔很少用于筛选镇咳药。 • 小鼠和大鼠给予化学刺激虽能诱发咳嗽，但喷嚏和咳嗽动作很难区别，变异较大，特别是反复刺激时变异更大，实验可靠性较差。尽管目前也有人用小鼠氨水或二氧化硫引咳法来初筛镇咳药，但应尽量少用。

45. 支气管扩张药物研究最常用的动物是豚鼠，因其气管平滑肌对致痉剂和药物的反应最敏感。药物引喘时，选用体重不超过200g的幼龄豚鼠效果更佳。支气管扩张药物研究最常用的动物是豚鼠，因其气管平滑肌对致痉剂和药物的反应最敏感。药物引喘时，选用体重不超过200g的幼龄豚鼠效果更佳。 • 大鼠某些免疫学和药理学特点与人类较接近，如大鼠的过敏反应由IgE介导，大鼠对色甘酸钠反应较敏感。因此，大鼠气管平滑肌标本亦常被选用。 • 另外，大鼠气管平滑肌对氨酰胆碱也较敏感，但对组胺不敏感。

46. 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。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。 • 单纯观察对呼吸道粘膜上皮纤毛运动影响的试验中，可采用冷血动物蛙和温血动物鸽。 • 家兔因气管切开时容易出血，会影响实验结果，不宜采用。

47. (六) 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、家兔、犬等。雌雄均可。催吐或止吐药一般选用犬、猫、鸽等，而不选用家免、豚鼠、大鼠，因为这些动物无呕吐。 (七) 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。小鼠尿量较少，家兔为草食动物，实验结果都不尽如意。

48. (八) 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。但做有关代谢试验时，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。

49. (九) 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。

50. (十) 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。