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实验动物学--整理
实验动物学（laboratory animal science）它是融合生物学、动物学、兽医学和医学等科 学的综合学科。 综合学科：1.包括生物学、医学、药学、兽医学、畜牧学等 2.遗传学、育种学、营养学、 微生物学等 3.机械工程学、环境卫生学、建筑学等。 实验动物学： 以实验动物为主要对象和重点， 以服务于动物实验为主要工作目标和探索方向 的学科。实验动物学是专门研究实验动物的生物学特性、饲养繁殖、遗传育种、质量控制、 疾病防治和开发应用的科学。 研究实验动物 1. 育种、保种（培育新品种、保持原有品系的遗传特性） 2. 生物学特性（包括解剖、生理、生化、生殖及生态等） 3. 繁殖生产、饲养管理以及疾病的诊断、治疗和予防 研究动物实验：是以实验动物为材料，采用各种方法在实验动物身上进行实验，研究动物实 验过程中实验动物的反应、表现及其发生发展规律等问题。 实验动物的价值 1、基础医学、生物学研究方面：对人的各种生理现象和病理机制及疾病的防治研究中，实 验动物是人的替难者。 2、制药和化学工业方面：毒性试验（急性、亚急性、慢性）、三致试验（致畸、致癌、致 突变）、药效试验、药代试验等 3、生物制品方面：生物制品生产的原料，如地鼠、豚鼠的肾制备乙脑和狂犬疫苗，猴肾制 备小儿麻痹症疫苗，SPF 鸡胚制备麻疹疫苗等。生物制品安全性评价的工具，生物制品有效 性评价的工具 4、轻工业与食品工业方面：人类吃穿用的轻工业产品，包括食品、食品添加剂、保健品、 饮料、化学制品（如化妆品）的有害、有毒成分，必须用实验动物去测试 5、农业与畜牧学方面：化肥、农药的残毒检测。有报道，合成的农药化合物中仅 1/30000 对人和动物没有危害。 强致癌性；用于果树、棉花、蔬菜的杀虫剂，致肝癌；国产有机氯农药，强致癌性。动物 疫苗的制备和鉴定；畜禽传染病研究（禽流感） 6、国防和军事科学方面：各种武器的杀伤效果评价；化学、辐射、细菌、激光武器的效果 和防护；航天科学研究等。 实验动物是经人工饲育、对其携带的微生物实行控制、遗传背景明确或者来源清楚的，用于 科学研究、教学、 生产、检定以及其他科学实验的动物。 实验动物的三大特点：（1）遗传背景明确，来源清楚，即经人工培育的遗传限定的动物， 包括近交系、封闭群、突变系、杂交群及遗传工程动物等。（2）对其携带的微生物、寄生 虫进行人工控制，即在人工控制其微生物、寄生虫等条件下繁育与生长。（3）用于科学实 验 实验用动物（Experimental Animal, Animal for Research）是指一切用于科学实验的动 物。 野生动物（Wild Animal）：指直接从野外捕获的动物。未经人工培育，所携带的微生物和 寄生虫受控于其生活的环境及食物，其个体与群体间遗传基因杂合。对实验结果敏感性、重 复性差 经济动物（Economical Animal）：以满足人类社会生活需要而产生的动物。这些动物在遗 传性状、微生物学等方面有一定的控制，但与实验动物相比相差悬殊。 观赏动物（Exhibiting Animal）：指供人类观赏和玩耍的宠物，如鱼类、鸟类、犬、猫等 实验动物（Laboratory Animal）-1-实验、野生、经济和观赏动物的区别 动物 人工培育 繁殖 遗传背景 物种来源 微生物和寄生虫 用途 实验动物 严格 人工 明确 明确 人工控制 科学实验 野生动物 未经 自然 不明确 不明确 自然选择 保护或发展经济 经济动物 一定程度 人工 一般 一般 优择劣汰 发展经济 观赏动物 一定程度 人工 一般 一般 优择劣汰 观赏宠物 将野生动物或家畜驯化（Domestication）、培育（breeding）成实验动物的过程，叫做实 验动物化（Laboratory Animalization）。 疾病模型（Disease models）的种类： 1、 基因改变疾病模型 （Gene-modified disease models ） ， 或者遗传工程动物模型 （genetic engineering animal models）：是指利用分子生物学技术手段，如转基因、基因打靶、基 因敲除、基因置换、基因捕获等技术，将已知的一个或多个基因导入动物胚胎细胞或从动物 胚胎细胞中剔除，培育成携带或缺失某种或几种基因的动物 2、 诱发疾病模型 （induced disease models） ,也称实实验性疾病模型 （experimental disease models）：是指利用物理、化学、辐射、生物感染等技术制作的动物模型。根据实验目的的 不同，人为地造成动物组织、器官或全身损伤，出现某些类似人类疾病的症状 3、自发性疾病模型（spontaneous disease models）也称突变疾病模型（mutant disease models ）：是指在自然条件下，动物由于基因突变发生异常表现，这种突变症状类似人类 的疾病，通过定向选育使之遗传下去而形成的模型 几种模式生物介绍 1、果蝇：主要用于基因调控动物胚胎发育的研究。此外，还用于老年病及抗衰老药物的研 究。 12 天一个生活周期，繁殖率高，高度纯化，是筛选抗衰老药物快速定性的实验材料。 果蝇器官芽细胞与哺乳类动物细胞具有高度的生物学相似性，是研究人类肿瘤的良好的模 型。染色体少，只有 4 对，唾液染色体制作方便，横纹清晰。突变性状多，具有明确的表 形（如红眼、残翅、黑腹等）。 2. 非洲爪蟾(Xenopus laveis)：非洲爪蟾的胚胎具有许多优点：其胚胎可以在体外发育， 可在实验室里培养；受精卵很大，可在胚胎上做移殖手术并观察移殖对胚胎发育的影响。 以激素注射雌蛙，可让其在一年四季的任何时间产卵。 3. 线虫：用于细胞凋亡 4.斑马鱼 ：具有体外产卵、体外受精、体外发育，胚胎发育同步且快速，胚体透明、繁育 率高等特点， 是胚胎发育遗传控制研究中最为盛行的动物模型， 被誉为 “脊椎动物中的果蝇” 。 由于发育前期细胞分裂速度快、胚体透明，特定的细胞类型易于识别等有利因素，已成为脊 椎动物中最适于进行细胞周期、细胞运动的跟踪等细胞系谱分析的模型。斑马鱼产出单倍 体后代的几率很高，因此，许多隐性基因决定的胚胎表现型可以暴露出来，而且其繁殖周期 短，三个月左右就可以繁殖一代，是快速鉴定许多重要突变的模型。通过转基因技术制成的 转基因斑马鱼，可用于发育、生长、繁殖等方面机制的研究。 实验动物分类(遗传学)： 近交系（inbred strain）动物经连续 20 代或 20 代以上的全同胞兄妹或亲子交配而成，品 系内所有个体都能追溯到起源于第 20 代或以后代数的一对共同祖先的动物群体。 小鼠和大 鼠是典型的成功例子 杂交群（hybrids）两个不同近交系杂交所生的动物 封闭群（outbred ）在不从外部引入新个体的条件下，以非近亲交配方式进行繁殖、生产的 实验动物种群，且至少连续繁殖四代以上。封闭群动物在其繁衍过程中，世代间各基因的频 率应保持不变。-2-遗传控制：转基因动物技术；基因剔除动物技术；基因替换动物技术；基因捕获技术等；克 隆技术；核移植技术；胚胎分割技术；雌核发育二倍体（孤雌发育）技术。 东方田鼠的实验动物化研究：血吸虫病的防治与机制研究，东方田鼠对血吸虫具有抗敏感 性；传染病研究，流行性出血热、钩端螺旋体，乙型脑炎、土拉伦病；汉坦病毒研究 树的实验动物化研究：进化及神经系统研究；对多种病毒敏感；寄生虫学研究；动脉粥样 化及胆结石研究；肿瘤学研究，对化学致癌物敏感； 黑线姬鼠的实验动物化研究：出血热研究 是出血热的疫源动物，是出血热研究的模型； 病原体研究 对一些疾病的病原体如鼠疫杆菌等有较强的抵抗力； 疫情动物 带有大量的寄 生虫，鼠一个重要的疫情动物。 小型猪的实验动物化研究： 皮肤烧伤研究 猪皮的表皮厚薄、体表毛发的疏密、表皮具有脂肪层、表皮形态学、烧伤皮 肤的体液和代谢变化机制等均与人相似 肿瘤学研究 与人的黑色素瘤的病变特性及从良性到恶性的转移方式完全一样。 免疫学研究 利用无菌猪和 SPF 猪来进行免疫学研究。 心血管及糖尿病研究 其冠状动脉循环在解剖学、血液动力学等方面与人相似。另外，注射 水合阿脲可产生典型的急性糖尿病。 遗传性和营养性疾病的研究 先天性红细胞病，肌肉痉挛、小眼病、淋巴水肿及食物源性肝 坏死病等。 其他疾病的研究 老年学、牙科病、消化性疾病等。 长爪沙鼠的实验动物化研究 （Meiiones Unguiculataus Milme-Edwauds） 寄生虫病研究 对丝虫、原虫、绦虫、吸虫等非常敏感，特别是研究丝虫病的良好的模型。 微生物学研究 对多种病毒、细菌敏感。特别是研究出血热病毒的动物模型。甲肝疫苗 内分泌学研究 肾上腺皮质类固醇分泌亢进，同时伴有高血糖和动脉硬化等症状。 代谢病研究 胆固醇代谢特别，对研究高血脂、胆固醇吸收、食源性胆固醇代谢 鼠兔的实验动物化研究 一般研究 用于生理、药理、毒理及疾病模型方面的研究 流行性病及畸形研究 用于鼠疫流行病学的研究及催畸形性研究 人畜共患病研究 是弓形虫的宿主 绿脓杆菌敏感研究 是绿脓杆菌实验研究的动物模型 药理及免疫研究 对吗啡有明显的拮抗作用。 血清中有抗体， 能作为自身免疫病的动物模型。 保种新技术研究：常规活体保种技术研究；胚胎冷冻保存研究；精子冷冻保存研究；卵子冷 冻保存研究；卵巢冷冻保存研究 胚胎冷冻的主要方法： 缓慢冷冻法：胚胎放在含有抗冻剂（1M 的 DMSO 溶液）的溶液中进行预处理；用程序降温仪 将上述已预处理的胚胎以较慢的速度（&1℃/min）降温。这时细胞外溶液中的水分结冰，使 溶液浓度增高，胞内的水份透过细胞膜向外渗出，细胞体积收缩，胞内浓度提高；降到一定 温度（-80℃）时，再快速降温至液氮温度（－196℃） 玻璃化冷冻法： 将胚胎或细胞在室温下放入 25％的 VS 液 （玻璃化溶液） 中预处理 15 分钟； 将预处理后的胚胎放在高浓度（65％～90％）的 VS 液中保持 20～40 分钟；将经过两步抗冻 剂处理的胚胎或细胞直接放入液氮中冷却。 超速冷冻法：胚胎（受精卵－早期囊胚）加入 1M 的 DMSO 溶液（第一抗冷冻剂），在-3℃恒 温台中平衡 5 分钟；然后加入 DAP213 溶液（度二抗冷冻剂），再平衡 5 分钟；然后直接投 入液氮进行冷冻保存。-3-辅助体外受精技术： PZD 技术：透明带切开（运动能力较差的精子） ZUSI 技术：精子透明度下注射（运动能力较差的精子） ICSI 技术：精子头胞质内注射（无运动能力的精子） 实验动物环境生态学：研究实验动物与所处的环境之间的相互关系。包括：研究外界气候因 素（温度、湿度、气流、风速、换气等）对实验动物的影响；研究理化因素（包括粉尘、臭 气、噪音、照明等）对实验动物的影响；研究生物因素对实验动物的影响，包括： 同种动物因素，如社会地位、争斗、收容密度、性别、年龄等；异种生物因素，如微生物、 人及其他动物。研究营养因素（饲料、水等）对实验动物的影响；研究居住因素（如设施、 设备、笼具、垫料等）对实验动物的影响； 实验动物的微生物学与寄生虫学研究，包括：研究实验动物微生物、寄生虫的控制方法； 研究实验动物微生物、 寄生虫的质量检测技术； 研究各种微生物、 寄生虫对实验动物的影响； 研究各种微生物、寄生虫的消毒、灭菌方法； 实验动物医学研究，包括研究实验动物各种疾病（传染性疾病、营养代谢性疾病、遗传性疾 病等）的：发病机理，发病症状，病理特征，诊断方法，疾病治疗，预防措施等。 环境影响动物影响实验结果；微生物影响动物质量－动物质量影响实验结果；动物疾病严 重影响实验结果。 实验动物技术研究，包括动物实验技术、各种检测或测试方法、动物实验中的动物饲养管理 等。具体包括：实验动物的选择；动物实验技术；人类疾病动物模型；免疫缺陷动物；实验 动物胚胎工程；转基因动物。 实验动物的福利原则：合理地选择实验动物品种、数量与质量；科学地避免或减少实验动物 的不安、不适及疼痛；请有资质的技术人员从事或指导实验动物的饲养管理工作；在有资质 的技术人员指导下进行动物实验工作。 如何善对动物：给予动物以舒适的居住环境；给予动物以足够营养的饲料、清洁饮水；给予 动物合适的镇静剂、麻醉剂；给予动物人道处死、施行安死术。温和保定、善良抚慰，减少 应激反应。 美国动物福利专家提出动物应有五大自由：转身自由，舔梳自由，站起自由，卧下自由，伸 腿自由。 英国农场动物福利法规定有“五不”：无营养不良，无环境带来不适，无伤害和疾病，无拘 束地表现正常行为，无惧怕和应激。 中国的实验动物福利：安乐死仪 动物纪念碑 四室一厅 舒适的笼具 动物实验领域存在的问题： 研究人员缺乏必要的动物实验的知识； 动物种系偏少； 动物质量， （尤其是微生物质量）和笼器具质量差。 实验动物的概念？实验动物有哪三大特点？ 实验动物分类？ 设计实验的基本原则：1：对照原则；2：随机化原则；3：条件一致性原则；4：重复性原则。 动物对实验处理的反应：R=(A+B+C)×D+E R―实验动物的总反应（实验结果）；A―动物种的共同反应；B―品种及品系特有的反应； C―个体反应（个体差异）；D―环境影响；E―实验误差。 环境因素与动物的总反应呈正相关，要尽量减少 D 的变化，排除实验处理以外的影响。 实验动物环境控制的意义 1. 保证实验动物健康和质量标准化 2. 保障实验研究获得可重复的结果 影响实验动物的自然环境因素：1、环境温度；2、相对湿度；3、光照；4、噪声；5、空气-4-洁净度；6、通风；7、人为因素。 环境温度：是需控制的最关键的环境参数，高温比低温的问题更严重 实验动物产热（化学调节为主）：基础代谢产热、肌肉活动产热、生长过程产热 实验动物散热（物理调节为主）：辐射、传导、对流、蒸发 温度对实验动物的影响： 1：新陈代谢：低温时新陈代谢增加，摄食增加 2：散热：除灵长类，其他动物汗腺不发达或无汗腺，高温时散热困难，难以维持体温恒定 3：脏器重量：负相关 4：生殖：高温时雄性睾丸萎缩，精子活力下降；雌性动物性周期紊乱，泌乳下降。 相对湿度 绝对湿度 a：某温度下，样品空气中的水蒸气的实际含量 饱和湿度 b：某温度下，样品空气中所能容纳的水蒸气的最大值 相对湿度 c：某温度下，样品的绝对湿度与该温度下的饱和湿度的比值（和样品多少无关， 能够客观衡量湿度的大小） c=（a/b）×100％ 空气中的含水量和温度有关，温度越高，能容纳的水蒸气也越多 相对湿度-- 偏高：微生物易于繁殖；饲料、垫料易于霉变；动物易发生传染病。 相对湿度-- 偏低：使动物皮肤和黏膜发生干裂；使室内灰尘飞扬，易引起动物的呼吸道疾 病；相对湿度低于 20%时，大鼠容易发生环尾症。 光照： 光照对哺乳动物生物钟具有重要作用， 光照的昼夜交替使动物体的一些活动， 如血压、 激素水平、体温、神经活动等都变成了一种节律。光照对动物的作用既有热效应，又有光化 学效应，其作用和影响与波长、光周期和光强度有关。 波长：啮齿类动物对红光的感觉与黑暗相同，小鼠的活动量在蓝、绿、白瞎最小，而在红色 和黑暗中最大。在所有波长光线照射 30d 后，蓝色和冷白色下，小鼠体重最轻，大鼠的阴道 开口蓝光照射比红光照射早，但泌乳能力以红光最强。 光周期 动物设施内的光周期：12 小时（明）/12 小时（暗）；14 小时（明）/10 小时（暗） 持续光照可使生殖系统过度兴奋，造成连续发情。还可性成熟年龄提早 光强度：随距离光源的距离增大而递减；高强度会引起白化鼠的视网膜病变 工作照度 150～300lx；动物照度 15～20lx（小鼠） 噪声 引起动物听力性痉挛。≥60db；对生殖影响较大，如豚鼠流产；引起动物呼吸、心跳、血压、 肾上腺皮质激素等生理指标变化。 心跳、 呼吸次数及血压增加， 大鼠出现高血压、 心脏肥大； 噪声对实验动物的生殖生理具有严重不良影响。 可使怀孕动物的妊娠过程中断； 或使大鼠和 小鼠雄雌双方的生育力都减退。 空气洁净度 尘埃：是各种生物粒子的载体，这些生物粒子可附着在 1～20μ m 的尘埃上飘浮在空中 生物粒子：包括病毒、细菌、芽孢、粉螨、霉菌孢子等 清洁级以上的动物设施，都采用 3 层过滤器过滤后的空气 空气过滤器 初效过滤器：阻挡 5 微米直径以上的颗粒物。 中效过滤器：阻挡 1~5 微米直径的细颗粒物，过滤效率 85％以上 高效过滤器：99.7％阻挡 0.3 微米直径以上的细颗粒物。此为医学级空气-5-氨浓度 动物室中的臭气物质， 对人和动物具有卫生学意义的是含氮物质分解产生的氨。 在卫生管理 方面，以氨的含量作为指标。高浓度的氨可引起呼吸器官黏膜异常，发生流泪、咳嗽黏膜发 炎、肺水肿和肺炎。 SPF 动物房氨浓度≤ 14mg/m3 通风： 可作用于动物体表皮肤的蒸发和对流散热，气流速度和散热正相关。 可调节室内温度和湿度，又可降低室内粉尘和有害气体污染，控制传染病的流行。 气流布局模式：水平层流式；垂直层流式；乱流式 通风系统中的两个重要参数 换气次数，洁净程度越高，要求换气次数越多。屏障环境：10～20 次/h 隔离环境： 20～ 50 次/h. 压强梯度：洁净区高于污染区。饲养间 60pa＞走廊 40pa＞缓冲间 20pa＞清洗区。 合理组织气流和风速可调节室内温度和湿度， 又可降低室内粉尘和有害气体污染， 控制传染 病的流行 人为因素：居住条件；饲养技术；工作人员的操作规范；实验人员操作的管理。 温度 20～26℃ 换气次数 10～20 次/h日温差：≤3℃气流速度0.1~0.2m/s相对湿度40~70％压差强度20~60pa噪声≤60dB落下细菌数≤3 个/皿氨浓度≤14mg/m?动物照度15~20lx工作照度150~300lx空气净化等级万级昼夜明暗交替时间12/2 或 10/14 小时常规实验动物设施的组成：1. 隔离检疫室和健康动物观察室 2. 饲养室 3. 各种实验室 4. 辅助区域：仓库、清洗间、消毒间、监控室、水处理设施、废物处理设施-6-实验动物设施布局原则：有利于防止疾病的传播、各种动物保持各自的独立性，避免相互干 扰相互感染；方便工作人员操作；能够使人员、动物、其他物品和净化空气尽可能的按“单 向”路线移动；应配备应急电源。 SPF 动物房常用设施：监控设备、灭菌器、饮水装置、独立通风笼具（IVC）、集中供气系 统、洗笼机* 监控设备：主要是动物房的自动控制系统（包括空调新风系统，照明系统，紫外系统，监控 系统，广播系统、自动饮水系统等）。具备报警系统，与管理者手机联动。 空调新风系统：采用地源热泵提供能量，减少温度波动幅度（23±1℃），节能。 照明系统：控制小鼠昼夜分布，采用日夜时间比 12:12 模式。 紫外系统：采用自控模式，每天在下班后开启一个小时（22：00-23：00），主要区域是设 施层大厅，内准备间，洁库，更衣室等。 监控系统：动物房内监控采用旋转式探头，可以在中控室查看动物房内每个角落。 广播系统：设施内广播及动物福利等。 自动饮水系统：控制各区域定时冲洗，故障报警等 笼具： 开放式笼具：大规模繁殖饲养，大鼠饲养等 独立通风笼具：免疫缺陷鼠、转基因动物等 负压式笼具：感染性实验等 屏障以上的设施内应使用灭菌水。1、高压灭菌器 2、反渗透+超滤净化+紫外线照射灭菌 传递窗：1、无奈的选择 2、为保证消毒灭菌的彻底性，应在其各面都安装紫外线灭菌灯。3、 需配合消毒剂清洁物品外表面 4、消毒物品尽可能单体化 5、紫外灯每 3 个月需更换一次 集中供气系统：供气类型包括氧气、氮气、二氧化碳、混合气体 洗笼机及脏垫料倾倒传输系统： 1、脏垫料集中处理，减少人员劳力，减少污染几率。 2、脏笼盒清洗完成经过高温干燥，可以直接装填垫料。 3、笼架清洗操作简便，清洗过程中高温消毒。 4、干净垫料定量装填，保证均衡。 实验动物散热的方式？ 影响实验动物环境因素有哪些？ 动物行为学是研究动物对环境和其他生物的互动等问题的学科， 研究的对象包括动物的沟通 行为、情绪表达、社交行为、学习行为、繁殖行为等。 动物行为学实验主要有学习记忆类、药物成瘾类、抗焦虑抑郁类、抗疲劳类、神经精神类、 痛觉测试类共六大类。 影响行为学实验结果的因素：1、动物的个体差异及筛选；2、动物的生物周期性；3、环境 因素：噪音、光强度、温度、湿度；4、实验人员的操作技术。 行为学实验利用小鼠的特性 1、喜暗、怕光 2、恐高 3、好奇（探索欲望）4、反射 5、趋避 性 旷场实验（open field test） 实验原理：旷场实验又称敞箱实验，是评价实验动物在新异环境中自主行为、探究行为与紧 张度的一种方法。 以实验动物在新奇环境之中某些行为的发生频率和持续时间等， 反应实验 动物在陌生环境中的自主行为与探究行为，以尿便次数反应其紧张度。 观察指标：尿便次数；运动速度，运动距离，休息时间，沿边运动距离，中央运动距离等。 运动速度快、运动距离远??自主运动能力、探索能力强；中间区域停留时间短??焦虑水 平高-7-尿便次数多??紧张度高 转棒实验 利用动物恐高的原理， 将动物放置在高于地面的转棒之上， 通过转棒的匀速或者变速的转动， 来检测动物的运动协调能力。 高架十字迷宫 实验原理： 利用动物对新异环境的探究特性和对高悬敞开臂的恐惧形成矛盾冲突行为来考察 动物的焦虑状态。高架十字迷宫具有一对开臂和一对闭臂，啮齿类动物由于嗜暗、恐高，会 倾向于在闭臂中活动，但出于好奇心和探究性又会在开臂中活动。 观察指标： 进入开放臂次数及停留时间。 与动物的焦虑情绪成负相关， 进入开放臂次数越少， 停留时间越短，说明老鼠的焦虑情绪越严重。 入开放臂的次数多、停留时间长??焦虑情绪水平低。 新颖环境抑制摄食 ：实验前，需禁食 24h 实验原理：主要利用禁食动物对食物的渴求心理与陌生环境造成的焦虑心理之间的矛盾冲 突，有焦虑情绪的动物在采食之前的犹豫时间较长。 观察指标：进入到第一次采食所花费的时间。在一定时间内采食的次数 强迫游泳 实验原理：当大鼠或小鼠放进一个有限的空间使之游泳， 开始时拼命游泳力图逃脱，很快 就变成漂浮不动状态， 仅露出鼻孔保持呼吸， 四肢偶尔划动以保持身体不至于沉下去， 实 际是动物放弃逃脱的希望， 属于行为绝望。 经典强迫游泳：让动物在 25 度的水中强迫游泳 6min，记录不动时间。不动时间短，抗抑郁 作用强。 负重强迫游泳：将动物尾部 1/3～2/3 处负重（体重 5～10 百分）后投入水中游泳，观察和 记录动物自入水后沉入水中 10s 后，将动物取出。负重游泳时间越长，抗疲劳效果好。 悬尾实验 实验原理： 将实验动物通过固定动物尾部使其头向下悬挂， 动物在该环境中拼命挣扎试图逃 跑又无法逃脱，从而提供了一个无可回避的压迫环境，一段时间的实验后，记录处于该环境 的动物产生绝望的不动状态过程中的一系列参数， 动物的表现出的这种典型的 “不动状态” ， 反映了一种被称之为“行为绝望状态”，这种行为绝望模型与抑郁症类似，而且对绝大多数 抗抑郁药物敏感，而且其药效与临床药效显著相关，所以被广泛用于抗抑郁药物的初选。 场景恐惧（Fair Condition） 实验原理：场景恐惧实验系统用于小型啮齿类动物（大、小鼠）环境相关条件性恐惧实验研 究。啮齿类动物在恐惧时会表现出特有的不动状态（immobility），动物在这种情况下倾向 于保持静止不动的防御姿势。巴甫洛夫的经典条件反射。 水迷宫实验 实验原理： 通过观察并记录动物学会在水箱内游泳并找到藏在水下逃避平台所需的时间、 采 用的策略和它们的游泳轨迹，分析和推断动物的学习、记忆和空间认知等方面的能力。 观察指标： 用于测量动物对水迷宫学习和记忆的获取能力。 实验观察和记录动物寻找并爬上 平台的路线图及所需时间，或者穿越平台的次数。 爬上平台所用时间短?学习记忆能力、空间认知能力强 为什么单次训练时间为 60s？ 一般采用时间为 60s～90s，也有采用 120s，根据水迷宫的大小不同来选择，直径大于 2m， 可采用 120s。而且，大、小鼠在 60~120s 之间能够找到隐藏站台的次数差异大约只占其功 能次数的 5%，这样统计学上是“小概率事件”。也就是说，大、小鼠在 60s 内找不到隐藏 站台的话，再延长到 120s 也很难找到。-8-其他一些行为学实验：1、位置偏爱系统 2、穿梭箱 3、新物体识别 4、超声测试 5、饮水冲 突? 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 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。 成年动物―大多数实验都选择；幼年动物―慢性实验或长期毒性实验（实验周期长） 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%， 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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 可靠性原则：复制的动物模型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。 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。 经济性原则：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-9-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。 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。 药效学试验动物选择 （一）临床前药物代谢动力学研究：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。 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。 （二）一般药理研究：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。 （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。解热药研究首选家兔。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。 （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 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。 (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， 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。 犬特别适合于观察药物的镇咳作用持续的时间。 兔很少用于筛选镇 咳药。 支气管扩张药物研究最常用的动物是豚鼠。药物引喘时，选用体重不超过 200g 的幼龄豚鼠 效果更佳。大鼠气管平滑肌对氨酰胆碱也较敏感，但对组胺不敏感。 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。 (六) 作用于消化系统的药物研究- 10 -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。 (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。 (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。 (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。 实验用非哺乳类动物种类：线虫，果蝇，斑马鱼，爪蟾等 小鼠的生物学特性： 一般特性：①体型小，性情温顺，易于饲养管理。②小鼠是哺乳动物中体型较小的动物，出 生时体重１.5g，体长 20mm 左右。成年体重 30～40g，体长 110mm。③喜黑暗，昼伏夜动。 ④喜欢群居，雄性好斗。⑤胆小怕惊，对环境反应敏感，适应性差，汗腺不发达，怕热，高 温容易中暑。 解剖学特性：尾巴较长，约等于体长，尾具有平衡、散热和自卫等功能。尾部有四条明显的 血管，其背腹面各有一条静脉血管，两侧各有一条动脉血管 正常生理生化指标： 正常体温 37～39℃ ， 成年小鼠呼吸频率 140～210 次/分， 心跳平均 163 次/分。染色体 20 对。门齿终生不断生长。有乳腺 5 对。其中胸部 3 对，腹部 1 对，腹股沟 1对 生理学特点：①性成熟： ♀ 35-50 日龄，♂ 45-60 日龄②适配日龄：65-90 日龄。③发情 周期：4-5 天④排卵：发情后 2-3 小时可排卵，排卵可延长至 3-4 天。一次排卵 10-23 个。 有产后发情，可以血配。⑤妊娠期 19-21 天。哺乳期 20-22 天。每胎产仔数 8-15 只，年可 产 6-10 胎。繁殖年限为 1 年。⑥成年雌鼠在发情周期不同阶段，阴道粘膜可发生典型变化。 根据阴道涂片的细胞学改变，可以推断卵巢功能的周期性变化。⑦雌鼠交配后 10-12 小时， 阴道口有白色阴道栓，是交配成功的标志。 阴道栓（Vaginal Plugs）：小鼠交配后，精液在凝固腺的作用下，会凝固形成栓塞，堵塞 在阴道口与子宫口之间。它可以做为母鼠成功交配过的依据 布鲁斯（Bruce）效应：也称妊娠中断效应。Bruce（1959）曾报道了对妊娠小鼠施加外源性 激素会出现一种奇特的效应即妊娠中断的现象。公鼠居住过的笼子、尿液、垫料都可能导致 妊娠的中断，异品系公鼠（尤其是野生型公鼠）比同品系陌生公鼠对中断妊娠的作用更强。 在公鼠气味持续 48 小时的作用下、母鼠在交配后的前 4 天，才会出现较高的妊娠中断率。 母鼠妊娠 5 天以后， 外源性激素导致妊娠中断率显著下降， 其原因是此时的受精卵已植入子 宫。这种陌生公鼠外源性激素中断母鼠妊娠的能力，称为布鲁斯（Bruce）效应。 ※出现布鲁斯（Bruce）效应的机理是：异种公鼠的气味作用于母鼠嗅觉感受器，通过神经 将刺激信息传递到下丘脑，抑制了下丘脑分泌促乳素进入血液，缺少促乳素，黄体不产生孕 酮，致使子宫粘膜不发生变化，受精卵不能植入，导致妊娠中断。 年龄的大致判断 根据形态鉴定日龄（大、小情况基本一样）- 11 -日龄/d外观形态特征1 3 4 5 8仔鼠裸体鲜红 耳壳露出表皮 脐带瘢痕脱落 能翻身 能爬行日龄/d 10 9～11 13～15 18 以后外观形态特征 能听到声音 全身被白毛，门齿长出 眼皮张开，能跳跃，能抓取东西 能自行采食，独立生活短期标记（short term identification) 常用染色剂：3% ~ 5%苦味酸溶液，可染成黄色。0.5% 中性红或品红溶液,可染成红色。2% 硝酸银溶液，可染成咖啡色（涂染后在可见光下暴露十分钟）。煤焦油酒精溶液，可染成黑 色。 长期标记（long term identification)：打耳孔；剪脚趾；耳牌；文身 ；电子牌 小鼠常用品种、品系 不同遗传种群：近交系----遗传的均质性保证了实验反应的稳定性和重复性 封闭群----能较好地代表自然群体的遗传特性 F1 杂交群----在一定程度上，兼有近交系和封闭群的特点 突变动物----往往具有鲜明的人类疾病模型特征 近交系 Inbred strain 近交系数应大于 99％。 近交系动物的特征：1．基因纯合性（Homozygosity）：纯合子的纯度在理论上接近最高点， 基因已有 98.6％以上完全纯合，仅有 1％左右不纯合。2．遗传稳定性（Stability）3．遗 传组成的同源性（ Isogenicity ） 4 ．表型均一性（ Uniformity ） 5 ．遗传组成的独特性 （Individuality）6.遗传特征的可分辨 (Identifiability)7．分布的广泛性（ Extensive distribution ）8．资料可查性（Retrievalable background data） 近交系的优点和缺点 ： 优点是可以获得精确度高的实验结果， 而且各项实验结果极易重复， 具有可比性，对各种应激反应均一，周期短，使用动物少，可作病理模型，遗传背景明确。 但是由于近交系动物是高度近交培育而成，必然造成近交衰退（inbreeding depression）， 如对生长的环境条件要求较高，产仔少，饲料中的营养要求也高等。 近交系：BALB/c：白化（AAbbcc） C57BL/6：黑色（aaBBCC）,目前使用最广泛的实验小鼠- 12 -DBA：第一个近交系小鼠，浅灰色（淡巧克力色）（aabbCC） C3H：野生色（AABBCC），乳腺癌发病率高 FVB：白化，原核期受精卵大，雄原核清楚 中国培育的近交系小鼠有：TA1（津白一号） 、 TA2 （津白二号） 、 615 系。 封闭群动物（Outbred Strain Animal） 目的是尽量防止近亲交配而保持其遗传变异性， 既保持群体遗传的一般性， 又保持群体遗传 的杂合性。如常用的 KM 小鼠、Wistar 大鼠、青紫蓝兔、新西兰兔和英国种豚鼠等，均属这 类动物。 特点：以群体遗传学为基础包括群体封闭年限、群体大小、群体结构等。由于封闭群繁殖率 高，具有杂合的特性，适于大量繁殖，以满足生物制品、制药厂对各种药品的安全性和效价 进行检验的需要。 封闭群按其来源和遗传背景不同，可分为两大类：1.来源于近交系的繁殖群及其子代，不 用兄妹交配方式保种以进行生产的实验动物。 2.来源于非近交系， 不是以培育近交系为目的 而生产的实验动物群。 封闭群内，个体间的差异程度主要取决于其祖代来源 封闭群的优点 ：封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性，在遗传中可作为选择实验的基 础群体， 用于对某些性状遗传力的研究。 而且由于其具有类似于人类群体遗传异质性的遗传 组成，因此在人类遗传研究、药物筛选和毒性试验等方面起着不可替代的作用。 繁殖力和生活力强，表现为每胎产仔多、胎间隔短、仔鼠死亡率低、生长快、成熟早、对疾 病抵抗力强、寿命长， 加之饲养繁殖时无需详细记录谱系， 容易生产， 成本低， 可大量供应， 因而广泛应用于预试验、学生教学和一般实验中。 远交种（封闭群）小鼠品种： KM 小鼠：我国使用量最大的远交种小鼠，白色，抗病、适应力强，繁殖、成活率高。 ICR：白色，其显著特点是繁殖力强 LACA：白色。其实是小鼠改名而成 NIH：白色，繁殖力强，幼仔成活率高，雄性好斗。 突变种： 概念：由自然突变，或经人工诱导，使动物正常染色体上的基因发生突变，动物表现出某种 遗传缺陷，且这种特异的遗传性状能够维持稳定的遗传品质。 常用的突变系小鼠： 侏儒症：比正常小鼠体型小，缺少生长素和促甲状腺素，用于内分泌研究。 裸鼠：第 11 对染色体上的裸基因（nu）导致无毛、裸体无胸腺。 SCID：第 16 对染色体上的 Scid 隐性基因突变基因导致 T、B 淋巴细胞联合免疫缺陷．外观 与普通小鼠差别不大，被毛白色，体重发育正常。 肥胖症：ob／ob 小鼠，db／db 小鼠 杂交 F1 代动物（F1 or Hybrid Strain Animal） 概念：两个不同品系的近交系动物之间杂交所产生的第一代杂交动物，又叫 F1 代（first filial generation 的简称）动物，也可叫“杂交一代”或“子一代”、“杂种一代”动物。 杂交 F1 代的命名 ：把亲代母系符号写在前边，以“X”连接，后边是亲代父系，再写上 F1 C57BL/6 X DBA/2 F1 也可简写成 B6D2F1。 用 C57BL/6 和 DBA/2 来生产杂种一代有两种情况：C57BL/6♀ X DBA/2♂ B6D2F1 DBA/2♀ X C57BL/6♂ D2B6F1 这两种杂种一代的区别在于： ①Y 染色体， ②母性因素 （包括细胞质成分、 子宫环境和母乳） 。 杂交 F1 代的优点及应用： 遗传一致性； 杂交优势； 作为某些疾病研究的模型例如 NZBXNZWF1- 13 -是自身免疫缺陷的模型，C3HXIF1 是肥胖病和糖尿病的模型。广泛用于各类实验研究 小鼠在医学、生物学的应用 （一）药物评价和毒性试验：１. 药物筛选试验２.毒性试验：如急性毒性试验、亚急性和 慢性试验。测定药物（或化学制）的 LD50 或药物致癌性试验等常选用小鼠。３.生物制品、 药品安全性、 有效性评价： 药物的效价比较实验 如广泛用于血清、 疫苗等生物制品的鉴定， 照射剂量与生物效应实验，各种药物效价测定等实验。４. 药品研究方面 （二）肿瘤学、白血病研究： 小鼠广泛应用于癌、 肉瘤白血病以及其他恶性肿瘤的研究。 为研究各种类型肿瘤的发生和生 物学特性及其防治，提供了很好的动物模型 1. 自发性肿瘤：AKR 小鼠白血病发生率可达 90%，C3H 小鼠自发乳腺癌发病率高达 90%。 2. 诱发性肿瘤：对各种致癌物敏感可诱发各种供研究用的肿瘤模型。如用二乙基亚硝胺诱 发小鼠肺癌，甲基胆蒽诱发小鼠胃癌和宫颈癌等。 3. 移植性肿瘤：裸小鼠、SCID 小鼠可接受人类各种肿瘤细胞的移植，成为活的癌细胞“试 管”。 （三）病毒、细菌和寄生虫病研究 小鼠对多种病原体具有易感性，适合于研究吸血虫感染、流行性感冒、脑炎、狂犬病等 （四）遗传病和遗传学研究 1. 小鼠的毛色变化多样，常作为小鼠遗传学分析中遗传标记和品系鉴定的依据之一。 2. 重组近交系小鼠将双亲品系的基因自由组合和重组产生一系列的子系，是遗传分析的重 要依据，用作基因定位及其连锁关系的研究。 3. 同源多效性，基因近交系小鼠常用来研究多态性基因位点的的效应和功能。 4. 具有遗传性疾病的突变系小鼠为研究人类遗传性疾病的病因、发病机制和治疗措施，提 供了自然的动物模型。如家族性肥胖、遗传性贫血、全身性红斑狼疮、侏儒症、尿崩症等都 有相应的突变系小鼠供使用。 （五）免疫学研究：免疫缺陷小鼠；BALB/c-nu；SCID 小鼠 （六）计划生育研究（避孕药试验） 小鼠繁殖能力强、妊娠期短、生长速度快，适合作避孕药研究。如选用小鼠作抗生育、抗着 床、抗早孕和抗排卵实验。 （七）老年病学研究 小鼠寿命短，个体差异小和花费低廉，常用于老年学研究。用于老年病研究 1.5 年以上，大 鼠 1.7 年以上。胶原蛋白老化常作为老化的指标，是研究胶原老化的动物模型。侏儒症小鼠 垂体功能低下，生长激素缺乏，其寿命只有 4～5 个月，且表现为灰发，皮肤萎缩，双眼白 内障，常用于研究生长激素与老化的关系 （八）内分泌疾病的研究：小鼠内分泌结构的缺陷常引起类似人类的内分泌疾病。如肾上腺 皮质肥大造成肾上腺功能亢进， 发生类似人类的柯兴综合症； 甲状旁腺激素失活引起的钙磷 代谢紊乱和次生骨吸收障碍等。 （九）神经实验研究 ：1.运动能力 2.疼痛 3.恐惧记忆 4.学习记忆／空间记忆 5.焦虑，抑 郁样行为 （九） 其他方面的研究： 1. 营养 2.镇咳药的研究： 小鼠在氢氧化铵雾剂刺激下有咳嗽反应， 是研究镇咳药物所必需的动物。 不宜用小鼠进行的实验：小鼠无呕吐反应，不宜作呕吐实验；小鼠没有汗腺，体温调节不稳 定，在选择应用时应注意回避；小鼠不易形成动脉粥样硬化，故不宜作此类实验。 三、动物被毛的去除方法：1. 剪毛法：用弯头剪逆毛方向剪，适用于各种实验动物 2. 拔 毛法：常用于兔的耳缘静脉注射 3. 剃毛法：剃须刀、手术刀 4. 脱毛法：脱毛剂- 14 -常用脱毛剂配方： 配方 1：硫化钠 8g 溶于 100mL 水中。配方 2：硫化钠：肥皂粉：淀粉的 比例为 3：1：7，再加水调成糊状。配方 3：硫化钠 10g 和生石灰 15g 溶于 100mL 水中。 配方 1 和 2 适用于家兔和啮齿类动物的脱毛，配方 3 适合给犬脱毛。 脱毛后用清水将脱毛区清洗干净。 四、实验动物的麻醉方法 对实验动物进行麻醉的目的是， 消除实验过程中引起的痛苦和不适， 确保实验动物的安全和 动物实验的顺利进行，是动物实验伦理的一个重要方面。 麻醉方法有全身麻醉和局部麻醉两种。在实验动物的麻醉中绝大多数采用全身麻醉。 全身麻醉简称全麻。全麻是指麻醉药通过呼吸道吸入、静脉和肌肉注射等途径，进入实验动 物体内，使其产生短时间意识丧失、痛觉消失、肌肉松弛和反射抑制等中枢神经系统抑制现 象。当麻醉药从体内排出或在体内代谢破坏后，实验动物逐渐清醒，不留后遗症。 全麻有吸入麻醉法和注射麻醉法两种途径，吸入麻醉法用挥发性麻醉药，注射麻醉法用非 挥发性麻醉药。 （1）吸入麻醉法：常用药物为乙醚等。吸入麻醉法有开放吸入和气管内插管吸入两种方法。 开放吸入：适用于啮齿类小动物，可用乙醚、氯仿 气管内插管：适用于犬、猴、羊等大动物，乙醚是最常用的麻醉药。 吸入麻醉的优点：麻醉平稳、安全可靠、停止吸入后很快苏醒 缺点：需要一定的仪器设备， （2）注射麻醉法 注射麻醉法是使用非挥发性麻醉药进行全麻的方法。在动物实验中比较常用。 常用麻醉药：戊巴比妥钠、硫喷妥钠、氯氨酮、乌拉坦 大动物：静脉注射或肌肉注射 啮齿类动物：腹腔注射 实验动物麻醉应注意的事项：1、麻醉之前应禁食；2、麻醉之前应准确称量动物体重，作为 计算麻醉剂用量的依据；3、应注意不同麻醉药对动物的作用是不同的，如戊巴比妥钠、硫 贲妥钠等能抑制心肌收缩力，使肌肉松弛，而氯胺酮则相反；4、大动物犬、猴、羊等麻醉 前半小时应注射麻醉前给药如阿托品和苯巴比妥钠；5、静脉注射麻醉药是必须缓慢，边注 射边观察动物的意识、 角膜反射、 肌肉紧张性和对疼痛的反应， 达到麻醉要求时应停止注射； 6、大动物手术时应配备麻醉师，在麻醉过程中密切观察动物的反应，如血压、脉搏、呼吸 和体温，及时调节麻醉药剂量，保证手术顺利进行；7、动物在麻醉期间、手术后至苏醒期 体温会下降，应注意手术室的室温；8、注意术后护理。 麻醉意外的抢救 原因：麻醉药速度过快、剂量过大、麻醉过深 后果：中枢神经系统抑制导致呼吸系统、循环系统功能障碍，引起呼吸、心跳停止。 抢救方法：1.立即停止供给麻醉剂 2.人工呼吸，吸氧 3.苏醒剂 4.呼吸中枢兴奋剂如可拉明 等和心脏和呼吸兴奋剂， 如 0.1%肾上腺素适量作心内或静脉注射， 静脉滴注 50%葡萄糖溶液 等。 实验动物的给药方法：经口给药法；注射法；其它途径给药方法--呼吸道给药，皮肤给药， 脊髓腔内给药，脑内给药，直肠内给药，关节腔内给药 经口给药：拌入饲料、饮水中自由摄取 优点：省人力 缺点：因个体差异，摄入量不等 灌胃--优点：能准确定量；缺点：给动物造成一定的痛苦，需熟练掌握技术 灌胃量：小鼠 0.4ml/10 克，大鼠 1.0ml/100 克- 15 -注射法：皮下注射、腹腔注射、静脉注射、肌肉注射以及皮内注射、脑内注射等。 药物吸收速度： 静脉注射＞腹腔注射＞肌肉注射＞皮下注射。 皮内注射常用于观察皮肤血管 通透性变化或反应，如过敏试验；脑内注射常用于病毒学接种 大鼠生物学特性 一般特性：1. 群居，喜啃咬，喜黑暗，昼伏夜动，嗅觉灵敏。2. 杂食性动物，喜欢吃熟肉。 对蛋白质、维生素、氨基酸等营养缺乏敏感，VA 缺乏时常咬人。3. 汗腺不发达，仅爪垫上 有汗腺，靠尾和唾液散热，体温调节不稳定。有褐色脂肪组织。不会呕吐。4. 性情较温顺、 抗病力强 ，对新环境适应力强，但对环境刺激、炎症反应敏感。强烈噪音可引起食仔或抽 搐；湿度低于 40%易发生环尾巴症。5. 行为表现多样，情绪反应敏感，易接受通过正负强 化进行的多种感觉指令的训练。 繁殖特性：大鼠发育快，成熟早，繁殖力强。雄性２月龄、雌性 2.5 月龄达到性成熟，性周 期 4～5d，妊娠期 19～23d(平均 21d)，哺乳期 25～28d，年产 5～8 胎，每胎产仔 6～12 只， 生育期 1.5 年。全年多发情动物，具有产后发情、产后妊娠的特点。寿命 2.5～3 年。有 6 对乳头 解剖学特征：1. 无扁桃体，胸腺位于气管的前部。2.肝再生能力很强，如切除 60～70%还 能再生。3. 胆有胆管、无胆囊。 生理生化特征：体型比小鼠大，新生大鼠 3-5g，成年体重：雄性 250-300g；心电图无 S－T 波，豚鼠以上的较大动物则有；正常体温 39℃ (38.5～39.5℃ )；心率 475 次/分；呼吸频 率 85.5(66～114)次/分；通气量 7.3(5～10.1)ml/min；红细胞总数 8.9(7.2～9.6)百万/mm ?；染色体 21 对。 大鼠常用品种、品系 1. 近交品系： ACI 系：黑色，但腹部和脚白色，易发生先天性畸形。血清甲状腺素含量低。收缩压低。28% 雄鼠和 20%雌鼠患有遗传缺陷病，有时一侧肾发育不全或肾囊肿，与子宫角缺陷或同侧睾丸 萎缩有关。 F344：主要特性：（1）毛色白色，毛色基因为ａ、B、ｃ、ｈ。（2）苯酮尿症的模型动物， 睾丸间质细胞瘤发病率高达 90％，诱导可发生膀胱癌、食道癌和卵巢癌，也可作为周边视 网膜退化的动物模型。 Lou/C 主要特性：（1）毛色为白色，毛色基因为 a、c、h。（2 ）特征：回盲部淋巴结产 生自发性淋巴瘤（免疫细胞瘤），70 ％的免疫细胞瘤可分泌单克隆免疫球蛋白。（3）肿瘤 学性状：8 月龄以上的 Lou 大鼠自发浆细胞瘤发生率雄 30％，雌 16％，产生单克隆免疫球 蛋白 IgG 占 35％,IgE 或 IgA 占 36％。Lou/C 大鼠广泛用于免疫学研究,尤其是单克隆抗体 制备。 2. 常用封闭群： Wistar：该品系产仔数多，性周期稳定，早熟，繁殖力强，性格温顺。抗病例力强。自发性 肿瘤发病率低。雄鼠耳朵比其他品系稍长，尾长短于身长。 SD：多用于营养实验，对性激素刺激感受性高，自发性肿瘤发病率低。比 wistar 大鼠生长 发育快，产仔也较高。尾长几乎等于身长。 3. 常用突变系 肥胖症大鼠（Obese Rat ）：血浆中胆固醇、磷脂含量较高，３周龄就表现出肥胖，５周 龄肥胖明显，食量大，体重比正常大鼠大一倍。雌性不育。肥胖大鼠，血浆中脂肪酸总量增 加十倍。胆固醇和磷脂含量增高。血浆甘油三酸酯升高与遗传缺陷有关，而不单纯是因为过 食。有高血压但无动脉壁的病变。可作为研究人肥胖症模型。 SHR/OLa：自发性高血压大鼠，白色。严重的自发性高血压（200mmHg），心血管疾病发生率- 16 -高，而且无明显原发性肾脏和肾上腺损伤。对抗高血压药物有反应，是筛选抗高血压药物的 良好模型。 尿崩症大鼠(Diubetes Insipidus Rat) ：这种下丘脑型尿崩症是由下丘脑神经垂体系统的 病变，使加压素（抗利尿素）分泌减少引起的。病鼠的特征表现为烦渴和多尿。正常大鼠每 天的尿量通常低于体重的 10%， 而尿崩症大鼠每 24 小时可排出大约占体重 25～125%的尿液。 侏儒突变大鼠 白内障大鼠 大鼠在医学生物学中的应用 （一）药物学研究：大鼠给药容易，采样量合适方便，行为多样化，常用于药物毒理、药效 评价、 新药筛选等研究。 １. 药物毒性试验２. 致畸胎研究３. 药物的筛选４. 药物效价评 定、安全评定 （二）肿瘤学研究：可复制成各种肿瘤模型，是肿瘤实验研究最常用的实验动物 。 1. 自发性肿瘤模型：有肾上腺髓质肿瘤、乳腺癌和粒细胞型白血病等。 2. 诱发肿瘤模型：如用二乙基亚硝胺、二甲基偶氮苯复制大鼠肝癌动物模型；用甲基苄基 亚硝胺诱发复制大鼠食管癌，３-甲基胆蒽诱发的肺鳞状上皮癌及间皮瘤等。 3. 裸大鼠 （三） 遗传学研究： 大鼠的毛色变型很多， 具有很多的毛色基因类， 例如白化等位基因 （C） 、 淡黄色（d）、粉红眼（p）、红眼（r）、银色(S)、沙色(sd)、黄色(e)、白灰色(wb)等， 在遗传学研究中常可运用。 （四）传染病研究 ：是研究支气管肺炎、副伤寒的重要实验动物。选用幼年大鼠进行流感 病毒传代，进行厌氧菌细菌学实验，还可进行假结核、麻疯、霉形体病、巴氏杆菌病、念珠 状链杆菌病、黄曲病、烟曲菌等真菌病等研究。也可作为旋毛虫、吸血虫、钩虫、锥虫等寄 生虫疾病的研究。 （五）神经、内分泌实验研究：大鼠的内分泌腺容易手术摘除，常用于研究各种腺体对全 身生理生化功能的调节；激素腺体和靶器官的相互作用；激素对生殖生理功能的影响，如发 情、排卵 、胚胎着床等的调控作用。自发或诱发性内分泌功能失调造成的疾病模型，如： 糖尿病、甲状腺功能低下、甲状旁腺功能低下、尿崩症等的大鼠模型。还用于应激性胃溃疡 等的研究。 （六）营养、代谢性疾病研究：大鼠是营养学研究的重要动物，曾用它作了大量维生素 A、 B、C 和蛋白质缺乏等营养代谢研究，还常作氨基酸和钙、磷代谢研究。还可进行动脉粥样 硬化、淀粉样变性、酒精中毒、十二指肠溃疡，营养不良等研究。 （七）行为学的研究 ：大鼠行为表现多样，情绪敏感，适应新环境快，探索性强，可人为 唤起或控制其感觉（动觉、视觉、触觉、嗅觉），具有行为情绪的变化特征。广泛应用于行 为学及行为异常、高级神经活动的研究。 （八）老年学和老年病学研究：大鼠常用于研究衰老过程中与 DNA 合成、复制、转录和翻 译有关酶的活性及其改变，激素水平及其他生理生化指标的变化；研究确定年龄限制（引起 老龄死亡）疾病及病因，比较不同品系、雌雄寿命差别及原因；还应用于胶原老化、器官老 化、饮食方式与寿命的关系等方面的研究。 （九）心血管疾病研究： 已培育出几种高血压品系大鼠。如：心肌肥大的自发性高血压大 鼠、 新西兰自发性高血压大鼠、 遗传性尿崩症高血压大鼠、 对盐敏感和抗性的高血压同类系。 肥胖品系大鼠用来研究高脂血症。 （十）消化功能和肝外科研究： 大鼠无胆囊，常用作胆总管插管收集胆汁进行消化功能 研究；大鼠肝脏的枯否氏细胞 90%有吞噬能力，肝切除 60%～70%后仍能再生，常用于肝外科 实验。- 17 -豚鼠的生物学特性 （一）一般特性：１. 草食性，盲肠发达，对霉变饲料敏感；２. 喜群居，居住环境干燥清 洁；３. 性情温顺，很少斗殴；４. 机警胆小，嗅觉和听觉发达；５. 对抗生素及有毒物质 敏感；６. 体内不能合成ＶＣ。 头大、颈短、耳圆、无尾、全身被毛，四肢紧缩 ；草食性动物，盲肠极大，占腹腔 1/3； 喜干燥清洁，有食粪癖 （二）生长、繁殖特性：刚出生 50～115g，２月龄体重 400g。雌性 30～45 日龄、雄性 70 日龄性成熟。５月龄体成熟，雄性 750g、雌性 700g。仔鼠达到 180g 时断奶。2～3 天可吃 青饲料或混合料。全年多发情，具有产后发情、产后妊娠，有明显的性周期 16(13～20)d， 交配后产生阴道栓。妊娠期 68(65～70)d，哺乳期 18(15～21)d。年产仔 3～5 胎，每胎 3～ 4 只。寿命与品种、营养、饲养环境有关，一般 4～5 年，有报道可存活 8 年。种鼠使用期 限 1.5 年，一般实验用年龄更短。染色体 32 对。新生鼠周身被毛，两耳竖立起，两眼睁开， 有视力，有门齿，出生后 1h 即可走动，数小时后能吃软料 二、常用豚鼠品种和品系 主要有英国种、安哥拉种、秘鲁种、阿比西尼亚种，根据毛的特性又可分为短毛、长毛、 硬毛三种。 英国种：毛短，体质健壮，毛色有纯白、黑色、棕黑色、棕黄色、灰色等，个体毛色组成有 单毛色、双毛色、三毛色。目前我国各研究教学单位使用的豚鼠多为短毛的英国种豚鼠。 近交系有 8 种、远交群有 30 种，常用于医学生物学研究的有近交系 2 号、13 号。 秘鲁种：毛细长密软 阿比西尼亚种：被毛多漩涡，如蔷薇花状，布满全身 三、豚鼠在医学生物学中的应用 （一）药理学研究：豚鼠对某些药物极为敏感，因此它是研究某些药物的“专门动物”。例 如豚鼠对组织胺极敏感， 引起支气管痉挛性哮喘， 所以很适合作平喘药和抗组织胺药的研究。 豚鼠对人型结核杆菌具有高度的敏感性，因此常用作抗结核病药物的药理学研究。 豚鼠皮肤对毒物刺激反应灵敏，常用于局部皮肤毒物作用的试验。如研究化妆品和外用药 物对皮肤的刺激反应。还用于局部麻醉药的药效评价实验。如角膜擦伤、背部拔毛、皮肤灼 烧、坐骨神经刺激等。 （二）传染病研究：豚鼠对多种病菌和病毒十分敏感，如：对结核杆菌、白喉杆菌、钩端螺 旋体、布氏杆菌、沙门菌、链杆菌、副大肠杆菌、疱疹病毒、斑疹伤寒病毒，淋巴细胞性脉 络丛脑膜炎病毒等病原体都具有较高的敏感性。尤其是对结核杆菌有高度敏感性，感染后 的病变酷似人类的病变，是结核菌分离、鉴别、疾病诊断及病理研究的最佳动物。幼龄豚鼠 用于研究肺支原体感染的病理和细胞免疫。 （三）免疫学研究：补体来源：豚鼠是实验动物血清中补体含量最多的一种动物，免疫学 实验中所用的补体多来源于豚鼠血清。 过敏反应或变态反应的研究： 因为豚鼠易于过敏， 如给豚鼠注射马血清很容易复制成过敏 性休克动物模型，迟发超敏反应性与人类相似，适合作这方面研究。对抗生素敏感。常用实 验动物接受致敏物质的反应程度不同，其顺序为：豚鼠&家兔&狗&小鼠&猫&蛙。 （四）营养学研究：豚鼠体内不能合成维生素 C，对维生素 C 缺乏十分敏感，如果饲料中缺 乏时，很快会出现一系列坏血病症状，是目前唯一用于研究实验性坏血病的动物。 （五）耳科学研究：豚鼠的耳廓大，耳蜗和血管伸至中耳腔，可以进行耳微循环的检查，耳 窝管对声波极为敏感，特别对 700～2000 周/秒纯音最敏感，常选用豚鼠进行若干内耳疾病 的研究，如噪音对听力的影响、耳毒性抗生素的研究等 （六）血液学研究：出血和血管通透性变化的实验研究；豚鼠的血管反映敏感，出血症状显- 18 -著，如辐射损伤引起的出血综合症在豚鼠表现得最为明显，犬也相当显著，猴和家兔中等， 大、小鼠较少见 （七）其他研究：豚鼠对缺氧的耐受性强，适于作缺氧耐受性和测量耗氧量实验。实验性肺 水肿实验： 切断豚鼠颈部两侧迷走神经可以复制典型的急性肺水肿动物模型， 症状比其它动 物更明显。豚鼠妊娠期长，适合于妊娠毒血症、自发性流产的研究。 地鼠：作为实验动物的地鼠主要有两种：金黄地鼠和中国地鼠。 １. 金黄地鼠：昼伏夜行，一般在夜晚 8～11 点最为活跃，运动时腹部着地，行动不敏捷， 巧手营巢，牙齿十分坚硬，可咬断细铁丝，有很强的贮食习性，可将食物贮存于颊囊之内， 兴奋时发出强烈的金属性音响。 雌鼠比雄鼠强壮，除发情期外，雌鼠不易与雄鼠同居，且雄鼠易被雌鼠咬伤。 易熟睡，此 时全身肌肉弛缓，不易睡醒。喜居温度稍低、湿度稍高的环境。常有食仔癖。 ２. 中国地鼠（黑线仓鼠）灰色，个体小，体长约 10cm，背部中心有黑色条纹．白天基本 上睡眠，行动笨重 解剖学特点：牙咬面不平整，口腔内两侧各有１个颊囊，容量可达 10cm?，常用来运输和贮 藏食物。 在臀髋部有一种腺体，当地鼠处于性兴奋状态时，分泌物会使局部皮肤湿润。雌 性地鼠不如雄性发育完全， 腺体外露也不明显。 中国地鼠在解剖上有些不同点， 它们无胆囊， 胆管直接开口于十二指肠 生理学特点：性成熟一般 30 日龄，性周期 4～5 天，妊娠期平均 15.5 天，是妊娠期最短的 哺乳类实验动物。哺乳期 21 天，平均窝产仔 6～8 只。为全年发情动物，有产后发情特点。 生育期从 6～8 周起可延续到 15 月龄，每年可产 7～8 胎。地鼠对皮肤移植的反应很特别。 有嗜睡习惯，一般于 8～9℃时出现冬眠，从冬眠恢复正常要 2～3d，而进入冬眠多在 12h 内完成，中国地鼠无冬眠现象。颊囊缺少组织相容性反应，可进行肿瘤移植。金黄地鼠有 22 对染色体，中国地鼠只有 11 对。 地鼠常用品种、品系 目前地鼠有近交品系 38 种，部分近交系 8 种，突变系 17 种，封闭群 38 种。常用有三种： 1．金黄地鼠又称叙利亚地鼠，金黄色，体重 150 克，1930 年自中东叙利亚引起，各实验室 饲养有所不同，但遗传上比较一致，无大变异。应用最多，主要分布在东欧、南欧和亚洲的 少数地区。 2．中国地鼠或称条背地鼠和黑线仓鼠，灰色、体形小，体重约 40 克。栖住于中国的东海岸 至里海的东海岸这一地区。 3．欧洲黑腹地鼠：体形大，性凶猛，体重约 200 克。 全世界普遍应用于医学科研工作的多为金黄地鼠，约占使用地鼠 90%，其次是中国地鼠，约 占使用地鼠的 10%。目前为止，英国已有近十种近交系，美国有若干系，日本亦有若干系， 总共有 38 个近交品系。 地鼠在医学、生物学的应用 （一）肿瘤研究 金黄地鼠对移植瘤接受性强， 比其它实验动物易生长。 近 15 年来大量开展用金黄地鼠研究 移植瘤。 因此肿瘤研究可能是当前生物医学研究中使用地鼠最多的科研项目。 地鼠对可以诱 发肿瘤很敏感，还能成功地移植某些同源正常组织细胞或肿瘤组织细胞等。这些方面，甚至 也能成功地反应一些非近亲品系的地鼠。 因而地鼠是肿瘤学研究中最常用的动物， 广泛应用 于研究肿瘤的增殖、致癌、抗癌、移植、药物筛选、X 线治疗等。 （二）生理生殖研究 性成熟早，妊娠期短，仅 16 天，雌鼠出生后 28 天即可繁殖。性周期比较准，约 4.5 天，适 合于计划生育的研究。- 19 -颊囊可进行血管生理学和微循环研究。 低温环境能诱导地鼠冬眠，研究低温的生理代谢。 （三）遗传学研究 中国地鼠染色体大，数量少，且相互易于识别，是研究染色体畸变和复制机理的好材料。还 可用地鼠进行细胞遗传、辐射遗传和进化遗传研究 （四）传染病研究 地鼠自发感染疾病种类很少，但对实验诱导发病很敏感，可用来研究小儿麻疹病毒、溶组织 阿米巴、利氏曼原虫和旋毛虫等。地鼠的睾丸很大，是传染病研究的良好接种器官。 （五）牙科研究：地鼠蛀牙的产生与饲料和口腔微生物有关，广泛地被用于牙科如龋齿的研 究。 （六）组织移植：利用同群地鼠皮肤有易接受移植的特点，进行皮肤移植，心脏胰腺等移植 的研究。 （七）糖尿病研究：中国地鼠常用作糖尿病研究。它是真性糖尿病的良好动物模型 。 （八）营养学研究：可用于维生素 A 维生素 E 缺乏症，维生素 B2 缺乏症的研究 。 家兔 生物学特性 （一）一般特性：1.夜行性和嗜眠性。新生仔兔体裸无毛，闭眼。体重 40～100g 。2.草食 性动物，对粗纤维的消化能力强，饲料中粗纤维的含量需达到 12～15%。3.有食粪性，被称 为半反刍动物。4.听觉和嗅觉都十分灵敏，喜爱幽静和空气新鲜的环境，胆小怕惊。5.对环 境影响很敏感，耐寒不耐热，耐干燥不潮湿。喜清洁厌污秽。6. 喜穴居。7. 性情温顺但群 居性差，同性好斗。8. 有啮齿类行为，喜欢磨牙、啃木。9.生活史中要换毛（100、130~190 日龄二次换毛，成年兔在春秋两季各换一次）10.血清型：α ’、β ’、α ’β ’和 O 型 。 1/3 的兔血清内存在阿托品酯酶。11.染色体 22 对，寿命：7~15 年。 （二）解剖生理特点： 1. 骨骼系统：与啮齿类动物不同的是有 6 颗切齿，多了一对小切齿，紧贴在一对大门齿后。2 0 3 3 2 （I C pm M ）? 28 1 0 2 3 齿式 成年兔骨骼只占体重 8%，易骨折。2. 消化系统： 肠非常长，约为体长的 8 倍，尤其盲肠发达。家兔的回肠与盲肠相连处膨大形成一后壁的圆 囊，称为圆小囊，这是家兔所特有的。 圆小囊的作用：一，消化功能，分泌碱性液体，中和盲肠中微生物分解纤维素所产生的各种 有机酸。二，免疫功能，是淋巴组织。三，神经内分泌功能，分泌脑肠肽及溶菌酶等。 盲肠的作用：一，其中的微生物将纤维素转化为淀粉和其他糖。二，产生软粪，软粪内含有 丰富的蛋白质、维生素 B。 3. 不会呕吐（兔，大鼠，马属动物） 4. 家兔的胸腔内构造与其它动物不同。胸腔由纵膈分为互不相通的左右两部分。肺被肋胸 膜和肺胸膜隔开，心脏又被心包胸膜隔开。因此，开胸后打开心包胸膜暴露心脏进行实验操 作时，动物不需作人工呼吸。其它动物如犬、猫等开胸后一定要作人工呼吸才能进行心脏操 作。 5. 家兔颈部有减压神经独立分支，和迷走神经、交感神经干完全分开。 6. 正常体温 39.5℃，体温变化灵敏。 7. 繁殖：诱导排卵动物（家兔，猫，骆驼）。母兔在发情期间，必须通过公兔的交配刺激 才能排卵而怀孕，家兔卵子是哺乳动物中最大的，是在卵裂阶段最容易在体内培养的卵子， 适合胚胎移植。- 20 -性成熟：4～8 月龄，适配年龄，雄性 7～9 月龄，雌性 6～7 月龄。繁殖期 6 月龄~3 岁，妊 娠期 30~33 天，哺乳期 25~45 天。窝产仔 1～10 只（平均 7 只）。正常繁殖 2～3 年。 每两周发情一次，每次持续 3~4 天，发情期间，一次可成熟许多卵子。 在医学生物学中的应用 （一）免疫学研究：生产抗体，制备高效价和特异性强的免疫血清。如：病原体免疫血清， 间接免疫血清，抗补体抗体血清、抗组织免疫血清等。 （二）发热、解热等实验研究：1. 给家兔注射细菌培养液和内毒素可引起感染性发热。2. 给家兔注射化学药品或异性蛋白等可引起非感染性发热。3. 药品生物检定中热源的检查常 用兔。 （三）生殖生理和避孕药的研究：利用家兔诱发排卵的特点进行各种研究。 （四）眼科的研究：眼球大，便于操作，两眼对照实验 （五）胆固醇代谢和动脉粥样硬化研究：对胆固醇吸收率高，清除率低。与人病变相似。 （六）心血管和肺心病的研究：颈部神经血管和胸腔的特殊构造，适合做心血管实验和复制 心血管及肺心病模型。 常用品种品系： 日本大耳白兔：封闭群；生长快，繁殖强；两耳大且直立，耳两端细而中部宽，呈柳叶状， 全身被毛浓密、纯白，红眼睛，母兔颈下有肉髯；成年体重 4～6kg 。耳部血管清晰，适合 注射或采血。 新西兰白兔：封闭群；毛色纯白；体长中等，早期生长快，性情温和，繁殖力强。产肉率高， 成年体重 4.5～5kg。已培育出近交系。 中国白兔：封闭群；纯白居多。体型小，生长较慢耳短嘴尖。抗病力强，耐粗饲，适应性好， 繁殖力强。体重 1.5～2.5kg 青紫兰兔：又名山羊青，封闭群。毛色特征是每根毛由三种颜色组成，即毛尖黑色，中段灰 白色，基部深灰色，全身看为灰蓝色、耳尖尾、背皆为黑色，眼周围、尾腹面、腹下和后颈 的三角区的毛色较淡，呈灰白色。有标准型，中型，巨型三种。标准型体重 3～3.5kg，无 肉髯；大型体重 4～6kg 。 犬 生物学特性 （一）一般特性：1. 喜近人，易驯养。2.环境适应能力强，可承受比较冷和热的气候。3. 犬习惯不停地运动，故需要一定的活动场地 4. 喜食肉类和脂肪性饲料，饲料中需有一定的 动物蛋白质和脂肪。5. 正常犬鼻呈油状滋润，人以手背触之有凉感，它能灵敏地反映全身 的健康情况。6. 智力发达、记忆力强、感情丰富。7. 寿命 10～20 年。 （二）解剖生理特点 1. 骨骼：犬的牙齿具备食肉动物的特点，犬齿大而锐利。出生后十几天开始生乳齿，2 个 月 后 开 始 换 齿 ， 8 ～ 10 个 月 换 齐 ， 但 犬 要 到 1 岁 半 后 犬 齿 才 能 长 坚 实 。 乳 龄 齿 式3 1 3 0 3 1 4 2 2( I C pm M ) ? 28 2( I C pm M ) ? 42 3 1 3 0 3 1 4 3 成年齿式 无锁骨，有阴茎骨。2. 汗腺很不发达，散热主要靠加速呼吸频率，舌伸出口外喘式呼吸。 3. 感觉器官：视觉不灵敏。每只眼睛只有单独视野，视野 25 度以下，且无立体感。远处的 东西看的较清楚，1～2 米近处的东西看不清楚，对移动着的物体感觉却比较灵敏。视网膜 上无黄斑，即无最清楚的视觉点，因此视觉较差。犬还是红绿色盲，不能以红绿色为条件刺 激物进行条件反射实验。嗅觉和听觉灵敏。其嗅觉能力超过人的 1200 倍，听觉比人灵敏 16 倍。味觉迟钝；触觉灵敏 5. 生殖：性成熟 8～10 月龄；春秋季两次发情，发情期：13～19 天，适配年龄：雄狗 1.5～ 2 年，雌狗 1～1.5 年；妊娠期 58～63 天；哺乳期 60 天；每胎产仔 2～8 只。- 21 -在生物医学中的应用 （一）实验外科学：广泛用于实验外科各个方面的研究， 如心血管外科、脑外科、断肢再植、 器官或组织移植等。临床外科医生在研究新的手术或麻醉方法时往往是选用犬来作动物试 验，先取得熟练而精确的技巧，然后才妥善用于临床。 （二）基础医学实验研究：犬是目前基础医学研究和教学活动中最常用的实验动物之一。犬 的神经系统和血液循环系统发达特别适合在生理和病理生理等实验研究。 （三）慢性实验研究：由于犬可以通过短期训练能够配合实验，所以适合于进行慢性实验， 如条件反射实验、检验各治疗效果实验、毒理学实验、内分泌腺摘除实验等。又如犬的消化 系统发达，与人有相同的消化过程，所以特别适合作消化系统的慢性实验，如以无菌手术方 法做成食管瘘、肠瘘、胰液管瘘、胃瘘、胆管瘘来观察胃肠运动和消化吸收、分泌等变化。 （四）药理学和毒理学研究：常用于新药临床使用前的毒性试验、代谢实验、药理实验。如 磺胺类药物的代谢研究，苯胺及其衍生物的毒理学研究。 （五）其他：如：进行先天性白内障、胱胺酸尿、遗传性耳聋、血友病 A、先天性心脏病、 先天性淋巴水肿、蛋白质营养不良、家庭性骨质疏松、视网膜发育不全、高胆固醇血症、动 脉粥样硬化、糖原缺乏综合症等的研究。 常用品种： 根据不同的饲养目的，可分为役用犬、作业犬、猎犬、玩赏犬、牧羊犬、食用犬、实验犬等。 1、毕格犬（Beagle)：短毛，温顺易捕，亲近人。国际上公认的实验用犬。尤其适合药理、 循环生理、 眼科、 毒理、 外科学等的研究， 被国际医学、生物学界公认为最标准的实验用犬。 2、华北犬和西北犬中国猎犬，西藏牧羊犬：本地犬，常用于烧伤、放射性损伤、复合伤、 胸外科和器官移植等实验研究。 猫的生物学特性和解剖、生理特点 （一）一般特性： 1. 猫类是天生的神经质和行动谨慎的动物，对于陌生人或环境十分多疑，但对人通常会表 现出亲切感。猫对周围环境的变化特别敏感，在环境改变的情况下，应使猫有足够的时间调 整其适应能力，方可进行实验。 2. 猫喜孤独、自由的生活，除发情和交配外，很少群居。 3. 猫喜爱明亮干燥的环境，不随地排大、小便。成年猫每年在春夏和秋冬交雪的季节各换 一次毛。 4. 寿命约 8～14 年，成年猫体长一般约 40～45cm，雄性体重约 2.5～3.5kg，雌性体重 2～ 3kg。8 年以上的猫进入老年期，不适于繁殖。 （二）解剖、生理特点 1、成年猫的齿式 2（门 3/3，犬 1/1，前臼 3/2，臼 l/1）＝30。 2. 猫舌的结构是猫科动物所特有的，其表面有无数丝状乳突，被有较厚的角质瞠角质层， 呈倒钩状，便于舔食骨上的肉。 3．大脑和小脑发达，其头盖骨和脑的形态特征固定，对去脑试验和其他外科手术耐受力较 强。平衡感好，反射功能发达，瞬膜反应敏锐。 4．循环系统发达，血压稳定，血管壁较坚韧。红细胞大小不均匀，细胞边缘有一环状灰白 结构，称为红细胞折射体（RE），正常情况下，10％的红细胞中有 RE 体。血型有 A、B、AB 型。 猫在医学生物学中的应用：猫可耐受麻醉及脑的部分破坏手术，在手术时能保持正常血压， 猫的反射功能与人近似，循环系统、神经系统和肌肉系统发达，所以主要用于神经学、生理 学及毒理学的研究 （一）中枢神经系统研究：常用猫脑室灌流法来研究药物作用部位；神经递质等活性物质的- 22 -释放，特别是在清醒条件下研究活性物质释放和行为变化的相关性，如针麻、睡眠、体温调 节的条件反射 （二）药理学研究：观察用药后呼吸系统、心血管系统的功能效应和药物的代谢过程。如常 用猫观察药物对血压的影响， 进行冠状窦血流量的测定， 以及阿托品解除毛果云香碱作用等 试验。 （三）循环生理研究： 做血压试验优点很多，如血压稳定，较大鼠、家兔等小动物更接近于人体，对药物反应更灵 敏；血管壁坚韧，便于手术操作和适用于分析药物对循环系统的作用机制；心搏力强，能描 绘出完好的血压曲线； 用作药物筛选试验时可反复应用等。 特别的是它更适合于药物对循环 系统作用机制的分析， 因为猫有瞬膜反应， 不仅便于分析药物对交感神经节和节后神经的影 响，而且易于制备脊髓猫以排除脊髓以上中枢神经系统对血压的影响。 （四）其他研究：猫可用作炭疽病以及阿米巴痢疾的研究。近年来我国用猫进行针刺麻醉原 理的研究，效果较理想。在生理学上利用电极刺激神经测量其脑部各部分的反应。在血液病 研究上选用猫做白血病和恶病质者血液的研究。 猫是寄生虫中弓形虫的宿主， 因此在寄生虫 病研究中是一种很好的模型。 猕猴 生物学特点 （一）一般特性： 1. 热带和亚热带动物，群居，有社会性，等级制度严格。2. 杂食性动 物，以素食为主。3.大脑发达，动作敏捷，好奇心和模仿力强，行为复杂，可以把握工具。 4. 难以驯养。5. 寿命 20~30 年。 （二）解剖生理学特点 1.骨骼：猕猴与人有很多相似的特点，但也存在差异，猕猴的桡骨与尺骨不能愈合，活动性 很大。桡骨在围绕尺骨旋转的同时，手也能旋转。猕猴有 5 指，可以与其余四指对握，但抓 握能力远不如人。四肢有较大的活动性。 2.大脑发达：有大量脑沟脑回。 3. 视力敏锐：视网膜有一黄斑，视网膜黄斑除有和人类相似的锥体细胞外，还有杆状细胞。 有立体视觉，有色觉。嗅脑不很发达，嗅觉不很灵敏，有发达的触觉、味觉、听觉。 4. 四肢没有人发达，拇指与其他四指相对，可以把握。 5. 有颊囊，用来贮存食物 6. 体内不能合成维生素 C（猴和豚鼠），必须来源于饲料中。缺乏维生素 C 会发生坏血症。 7. 猕猴的牙齿在大体结构、显微解剖、发育次序和数目方面与人类相似，乳齿齿式为：乳齿式 2 ? ( I 2 1 2 2 1 2 3 C pm ) ? 20 固定齿式 2 ? ( I C pm M ) ? 32 2 1 2 2 1 2 38. 猕猴有汗腺。 9.生殖①性成熟，雄 3 岁，雌 2 岁；②繁殖季节有月经现象，性周期平均为 28d；③妊娠期 165 天左右，哺乳期 6 个月；④年产一胎，每胎一仔，极少生二仔；⑤雌性动物动情期，生 殖器、尾、大腿内侧的皮肤肿胀、变红，称为“性皮肤”。 在生物医学研究中的应用 （一）生理学研究：脑功能，生殖生理、神经生理、行为学、内分泌、血型、老年学等。 （二）行为学和神经生物学研究：药物诱发的精神病，各种抑郁症、神经官能症、精神分 裂症、药物引发的刻板型强迫行为的模型。 （三）传染病学研究： 1. 几乎可感染人类所有的传染病。2. 是制造和鉴定脊髓灰质炎疫 苗唯一实验动物。3. 其他如肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、麻疹病毒、艾滋病病毒、SARS 病 毒、B 病毒、登革热病毒、结核杆菌、痢疾杆菌等。但要特别注意猴和人之间疾病的传播。 （四）药理、毒理研究：生殖生理与人类非常接近，是人类避孕药物研究极为理想的实验动- 23 -物。 猴对麻醉药和毒品的依赖性表现与人类接近。 已成为新麻醉剂和其他药物进入临床试用 前必须的试验。目前筛选抗震颤麻痹药物最有价值的方法是电击损伤引起的猴震颤。 在已经研究的化合物中，71%药物在猴体内代谢和人相似。 常见种类 猕猴属有 12 个种，46 个亚种，我国有 5 个种--恒河猴、短尾猴（红面猴）、熊猴、台湾猴、 平顶猴（豚尾猴） 其他实验动物 鸡 ：1. 鸡胚是麻疹疫苗、流感疫苗、狂犬病疫苗的主要材料。2. 鸡马立克病是由疱疹病 毒引起的肿瘤疾病，用疫苗可以预防，这是第一个可以用疫苗预防的肿瘤，并揭示病毒可以 导致机体发生肿瘤，并能用疫苗预防。 小型猪生物学特性 一般特性：（1）体型矮小，成年猪一般在 80kg 以下，小型猪 6 月龄体重 30～40kg，微型 猪 15kg 左右无毛或毛稀少。（2）性情温顺，喜群居，易于驯服，便于进行反复采样和外科 手术。（3）杂食动物，食性广、食量大、消化快，喜爱甜味。（4）没有母源抗体，染色体 38 对，寿命平均 16 年，最长达 27 年。（5）皮肤结构与人相似，包括毛发的疏密,皮肤各 层厚度、具有皮下脂肪层、表皮形态、表皮增生动力学等。（6）猪的心血管系统、消化系 统、皮肤、营养需要、骨骼发育以及矿物质代谢等都与人的情况极其相似。如：胃的腺体分 布在整个胃壁；冠状动脉结构和人相似；血液生化指标和血液动力学和人相似。（7）免疫 系统和人相似，猪体和人体免疫排斥反应很弱。 在生物医学中的应用 1. 皮肤烧伤研究：由于猪皮肤和人相似，用于烧伤的敷料比液体石蜡纱布效果好，可缩短 愈合时间，减少疼痛和感染，免疫排斥反应小，血管联合好。 2. 心血管病研究：冠状动脉结构和人相似，血液动力学和人也相似，猪的动脉粥样硬化和 人相似。 3. 器官移植：猪体和人体免疫排斥反应很弱，用猪的心脏瓣膜替代人的心脏瓣膜治疗人心 脏瓣膜疾病已经普遍推广。 4. 免疫学研究：猪的母源抗体不能通过胎盘屏障，剖腹产得到的无菌猪人工代乳，使其不 获得母源抗体。其体内无任何抗体，接触抗原后能产生极好免疫反应。 5. 肿瘤学研究：辛克莱小型猪自发性皮肤黑色素瘤发生率高达 80％，和人类黑色素瘤有许 多共同之处，是研究人类黑色素瘤的良好动物模型。 6. 其他疾病：老年学、婴儿病毒性腹泻、霉形体关节炎、双白蛋白血病、血友病、十二指 肠溃疡、胰腺炎等 常见品种 巴马香猪：广西地方猪种选育。白毛占体表面积大，在 92%以上。独特的“两头乌”毛色： 头臀黑，其余白 贵州小型香猪：以贵州丛江县的丛江香猪为基础种群选育 李-宋种(Lee-Song)小型猪：台湾李登元、宋永又教授用台湾小耳猪培育成功。公猪比母猪 体型小。 阿咪尼（Oh mini）：用东北小型民猪育成 毕特曼―摩尔系小型猪（Pitman-Moor Strain）：由毕特曼―摩尔制药公司从沸洛里达野 生猪和加利夫岛的猪育成。毛色有各种各样斑纹。 树 Tree shrew ： 1. 形似松鼠，栖息于树林中，吃昆虫和果实，急速弹跳式运动。 2. 在解剖生理特征上是灵长目动物以外和人最接近的动物。WHO 呼吁用树代替日趋濒危- 24 -的灵长目动物。 3. 可用于甲肝、乙肝、疱疹病毒、轮状病毒的研究。 鱼类：用于环境监测、胚胎研究、肿瘤研究等。 稀有L鲫(Gobiocypris rarus)：测出一公斤水中万亿分之二克的致癌物质二恶英。 斑马鱼：卵子体外受精，体外发育，胚胎发育同步且速度快，胚体透明。 普通级动物 Conventional Animal，CV）：是指不携带人兽共患传染病和动物烈性传染病病 原体的动物。对象：豚鼠、地鼠、兔、犬、猴等。微生物控制的要求：最低，外观健康，饮 食排泄正常，无异常分泌物，无明显临床症状，但微生物状况不明确。饲养管理：开放系统 ―空气未经过净化。 有一定的防护措施―饲、 垫料消毒、 环境消毒、 严格处理淘汰死亡动物、 严格控制人员进出、防止野鼠的污染等。 清洁级动物(Clean animal，CL)：是指除普通级动物应排除的病原和寄生虫外，不携带对 动物危害大和对科学研究干扰大的病原和寄生虫。如小鼠肝炎病毒、仙台病毒等。对象：大 鼠、小鼠、兔、豚鼠、地鼠等，犬和猴没有清洁级。来源:无菌动物、SPF 动物。饲养管理： 温湿度恒定的屏障系统―进入的空气要经过过滤、进入设施的物品需经严格的消毒灭菌处 理、人员进出须遵循操作规范，有严格的管理制度等 无特定病原体动物（Specific pathogen free，SPF）：是指除清洁级动物应排除的病原和 寄生虫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和寄生虫。 如绿脓杆菌 等。对象：大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠、兔、犬、猴等。来源：既可来自无菌动物繁育的后裔， 亦可经剖胎取后，在屏障设施的环境中，由 SPF 亲代动物哺育。 饲养管理：温湿度恒定的屏障系统―空气经过四级过滤，净化等级达万级。所有人员、物品 和动物经规范化操作进出，环境经严格消毒,定期检测。 特征：该级别动物健康、繁殖率高、自然死亡率低；在实验中可以安全可靠地排除动物所携 带病原体及特定微生物的干扰， 实验结果准确、 可靠。 从而广泛应用于肿瘤免疫学、 药物学、 毒理学、血清和疫苗制造，以及生物学鉴定等方面。并在放射、烧伤等研究领域具有特殊应 用价值。是国际公认的标准级别的实验动物。 无菌动物 Germ free animal，GF）：是指不能检出任何活的微生物和寄生虫的动物。对象： 大鼠、小鼠等。来源：普通动物经无菌剖腹产手术，幼子在无菌隔离器中人工哺育或由其他 无菌动物代乳饲育而成。 饲养管理：隔离系统(对微生物密闭)―空气经超高效过滤，净化等级达到百级。- 25 -类别 传染病 寄生虫 试验结果 应用动物数 统计价值 长期实验 死亡率 长期实验成活率 实验标准设计 实验结果讨论价值无菌动物 无 无 明确 少量 很好 可能好 很少 约 100％ 可能 很高SPF 动物 无 无 明确 少量 可能好 可能好 少 约 90％ 可能 高清洁动物 无 无 明确 较少 较好 可能好 较少 约 80％ 可能 较高普通动物 有或可能有 有或可能有 有疑问 多或大量 不准确 困难 高 约 40％ 不可能 有疑问普通级：一般为教学示范用或科研的预实验；清洁级：国内科研工作要求的标准动物，适 合于大多数科研课题；SPF 级：啮齿类的国际标准实验动物；无菌动物：仅在特殊课题需要 时使用。 传染性疾病对实验动物生产和使用的危害：造成极大的经济损失；污染生物制剂；干扰动 物实验的顺利进行；危害实验工作者的健康。 注：大多数情况下，对于实验动物的传染性疾病，只预防，不治疗。 屏障系统检测系统： 环境检测：环境温度、湿度、梯度压差、通风、噪声、空气洁净度及光照控制等。 微生物检测：饲料、饮水、垫料、笼具、器具表面落下菌数及空气落下菌数是否达到 SPF 标准。 灭菌效果检测：高压蒸汽灭菌器、紫外灯、消毒剂。 实验动物检测：哨兵鼠的检测。 哨兵鼠（Sentinel mouse)--优点：能监控或预警环境中存在的或潜在的特定病原菌、病毒 等；不会牺牲珍贵或实验进行中的动物；无监测空窗期；节省人力与时间 制作方法：8-10 周的健康母鼠（免疫缺陷鼠除外）；品系：ICR、BALB/c、FVB、C57BL/6 数量：至少 2 只；方式：脏垫料（使用其他小鼠生活过的垫料）；周期：必须在脏垫料内至 少持续生活 4 周；位置：所在笼架的最后一个回风位 检测频率：普通级、清洁级、SPF 级动物房每三个月检测一次，无菌动物每年检测一次 取样要求：群体小于 100 只，取样不少于 5 只； 100～500 只，取样不少于 10 只；大于 500 只，取样不少于 20 只 细菌学检查：病原菌分离与培养，结合病理检查结果作出判断。 真菌学检查：皮肤真菌―25℃培养；深部真菌―37℃培养 寄生虫检查--体外寄生虫：肉眼观察；透明胶纸粘取毛样。肠道寄生虫：采集粪便，肉眼观 察有无虫体；漂浮法、 沉淀法检查有无虫卵、原虫卵囊或包囊。 血液寄生虫：采集末梢血液，- 26 -制成薄涂片，染色镜检。组织内寄生虫：解剖动物时，对可疑部位做组织压片、切片检查。 动物感染疾病的早期症状--外观：衰弱、被毛竖立、颜面水肿、鼻端眼睑脏污、死亡；动作： 蹲坐姿、喘气、回旋；体检数据：体重及食物摄取量下降、白血球增加； 病原分类：机会性病原，低致病性病原，首要病原 机会性病原：无特定病原（SPF）检测项目以外的病原。病毒 11 项，细菌 17 项，寄生虫 7 项以外的。如克雷伯杆菌的感染，则报告结案。 低致病性病原：病原传染性不高，如梨形虫（Giardia muris），考虑做局部动物房扑杀或 净化，并加强环境消毒。病原致病性不高且可治疗，如蛲虫（Pinworm）等感染，则考虑投 药治疗。 首要病原： 对实验动物致病性高、 对科学研究有显著影响， 或人畜共患传染病原 （HV、 LCMV、 鼠咬热等）。这类病原传染率高且容易被检测到。必须彻底清洁环境，甲醛熏蒸。采用生物 净化的方式，建立新的种群 小鼠肝炎：由小鼠肝炎病毒（mouse hepatitis virus）引起的小鼠的一种高度传染性疾病， 特征是在正常情况下多数为不显性感染，在一些因素的作用下，可激发为急性致死病变，主 要表现肝炎和脑炎变化，对实验研究影响极大 病原：病毒存在于血液和内脏，特别是肝和肾，也见于粪尿中。对幼鼠有高度的传染性。 易感动物：小鼠；在自然条件下感染鼠大多是不显性感染，但在一定因素作用下会呈急性致 死性表现。 感染途径：可经消化道、呼吸道、接种和胎盘传染，水平和垂直的传染方式都存在，在开放 系统的实验鼠群中检出率可高达 30％～50％左右。 症状：由病毒株的毒力、 感染途径、小鼠周龄的不同而引起肝炎、肠炎、脑炎等多样化疾病。 预防与控制：基本原则为防止病原体进入动物房。通过剖腹产净化消毒，阻断传播。定期检 测，搞好环境卫生。不显性感染鼠群可用血清学诊断，测其抗体。污染群的净化只有通过检 疫淘汰、剖腹取胎或全引进无感染鼠饲养办法。 仙台病毒肺炎：由仙台病毒（Sendai}