实验动物学要点整理

1. 实验动物定义及遗传学分类和微生物控制程度分类？

定义：实验动物：又称狭义实验动物，是指经人工培育和人工改造，对其携带的微生物和寄生虫实行控制、遗传背景明确或者来源清楚，而应用于科学研究、教学、生物制品或药品生产、鉴定以及其它科学实验的动物。实验用动物又称广义实验动物，泛指用于科学实验的各种动物，包括实验动物、家禽和野生动物。

遗传学分类：实验动物按遗传学可分为相同基因类型和不同基因类型两大类。相同基因类型又分为近交系、突变系和杂交F1代；不同基因类型又称远交群或封闭群。

微生物控制程度分类：可分为四类：无菌动物（germ free animal,GF）、无特定病原体动物（specific pathogen free animal,SPF）、清洁动物（clean animal,CL）和普通动物（conventional animal,CV）。GF和悉生动物饲养于隔离环境中，SPF和CL饲养于屏障环境中，CV饲养于开放环境。

2、什么是近交系动物，举例常用的近交系动物？

定义：近交系动物：一般称为之纯系动物。是采用兄妹交配（BXS——brother xsister）或亲子交配（PXO——parent xoffspring，父母与子女交配），连续繁殖20代以上而培育出来的纯品系动物。一般以小鼠为典型代表。所以把啮齿类动物同胞兄妹连续交配达20代以上的品系称为近交系，其近交系数可达99.8%，亦可用亲子（父女、母子）连续交配20代以上达到近交目的，其近交系数可达99%。但必须用年轻的双亲同其子女交配,而且亲子交配不能同兄妹交配混用。

例如，如近交品系大鼠有ACI、AGUS、BN、SHR、F344.

3、封闭群动物定义及其应用特点，举例常用的封闭群动物。

定义：封闭群动物：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，这群动物可称为封闭群动物。在这固定的一群动物中，有的可能有近交关系，有的则无近交关系，但都要避免兄妹交配，也要避免亲子、表兄妹、侄伯之间相互交配，保持其一定的遗传差异。

应用特点：封闭群因为有杂合子并避免了近交，故能保持相当程度的杂合性，从而避免了近交衰退的出现，故其生活力、生育力都比近交系强，具有繁殖力高等遗传学的特点，因此封闭群动物可大量生产，作为鉴定实验用。

例如ddN小鼠，惠斯脱（Wistar）大鼠、各研究所长期自行繁殖的昆明种（瑞士种）小鼠、青紫兔、新西兰白兔、大白耳兔、豚鼠等均属此类。

4、实验动物的等级分类（国际和我国）按微生物级别，我国的实验动物分类及主要用途

普通级----一般为教学示范用；或为某项研究进行探索方法的预实验。是未经积极的微生物学控制，普遍地饲养在开放卫生环境里的动物。垫料和食物不经高压消毒，饮水为自来水，不喂青饲料。不允许有人畜共患病和动物烈性传染病的病原体及体外寄生虫的动物。普遍动物只能供教养和一般性实验，不适用于研究实验。

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；无人畜共患病和主要传染性疾病的病原体及体外寄生虫的动物。饲养在亚屏障系统中，除不能携带有普通级动物应排除的病原体外，还不能携带对动物危害大、对科研干扰大的病原体的动物。

SPF级----国际标准实验动物；适用于所有科研实验。是指机体内无特定的微生物和寄生虫存在的动物，简称SPF动物。但非特定的微生物和寄生虫是允许存在的，故其实际上就是指无传染病的健康动物。饲养在亚屏障系统中.除清洁级动物应排除的病原体外，不携带主要潜在感染或条件致病和对研究实验干扰大的寄生虫及病原。SPF动物来源于无菌动物。一般大多先培育出无菌动物或悉生动物后，再把其转移到有封闭系统（Barrier System）的设施中饲育繁殖。

无菌动物-----仅在特殊课题需要时使用。是指机体内外均无任何寄生物（微生物和寄生虫）的动物。此种动物在自然界中并不存在，必须用人为的方法培育出来。饲养在隔离器系统中。5、什么是清洁级动物，SPF动物？

清洁级动物：无人畜共患病和主要传染性疾病的病原体及体外寄生虫的动物。饲养在亚屏障系统中，除不能携带有普通级动物应排除的病原体外，还不能携带对动物危害大、对科研干扰大的病原体的动物。

SPF动物：无特殊病原体动物（Specefic pathogen-free animals）是指机体内无特定的微生物和寄生虫存在的动物，简称SPF动物。但非特定的微生物和寄生虫是允许存在的，故其实际上就是指无传染病的健康动物。饲养在亚屏障系统中。一般大多先培育出无菌动物或悉生动物后，再把其转移到有封闭系统（Barrier System）的设施中饲育繁殖。SPF动物的祖先是无菌动物。

6、实验动物传染病流行的基本环节？有三个基本环节：传染源、传播途径、易感动物

(1)传染源主要是患病动物(包括潜伏期动物,临床状态明显动物和恢复期动物)和携带病原体动物.

(2)传播途径直接接触传播：不通过任何媒介，健康动物和患病动物直接接触感染，如狂犬病病毒、猴B病毒等。 a 水平传播实验动物群体中相互传播，传播途径包括消化道、呼吸道或皮肤粘膜等。 b 垂直传播指母体通过卵巢、子宫将病原体传给胎儿。

间接接触传播：指在外界环境因素的参与下，病原体通过传播媒介使易感动物发生传染的方式。

a 非生物性传播媒介经空气（飞沫、尘埃）传播；饲料、垫料传播；饮水和水瓶传播；笼具和器具传播。

b 生物性传播媒介节肢动物；野生动物；实验动物；饲养及工作人员。

（3）易感动物指对某一传染病病原体敏感的动物.。

7、动物实验场所常用的消毒方法

物理消毒法高压蒸汽：用于饲料、垫料和器具消毒高热煮沸：用于器械、笼具、水瓶等消毒

干烤消毒：180℃，30min或280 ℃，15min 火焰消毒：300 ℃，用于不锈钢笼具和金属器械消毒照射：X射线、γ射线等，过滤消毒：用于空气净化和消毒

化学消毒法液体消毒剂：石炭酸,过氧乙酸来苏水,次氯酸等；蒸汽消毒：福尔马林、三聚甲醛等

8、实验动物设施等级分类及适用提示

9、什么是屏障环境

设有恒温、恒湿、除菌换气系统的相对密封环境，送入的空气洁净度达1万级，室内保持正压，具有严格的微生物控制系统，饲养清洁级或SPF级实验动物和做清洁级和SPF级动物各种试验。10、什么是空气溶胶，它包括哪些？

空气溶胶：空气中的浮游微粒的总称，气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。

微生物气溶胶可分为两大类：一类是飞沫核气溶胶，另一类是粉尘气溶胶。

11、实验动物营养需要的分类。

营养需要是指动物群体每天对各种营养物质的平均需要量。

1）生长营养需要：要求饲料能满足动物生长与体内同化过程所需的各种营养物质

2）繁殖营养需要：要求能满足动物母体自身的营养需要和为胎儿生长发育与哺乳提供各种优质、充分的营养物质，动物在妊娠期间母体代谢率平均增加11～14%，后期可达30～40%

3）维持营养需要：维持就是指正常情况下实验动物体重不增不减、不进行生产，体内合成与分解代谢处于动态平衡状态。

12、实验动物的配合饲料和日粮

配合饲料：各种饲料原料根据实验动物饲养标准配合设计而成，配合饲料（formula feed）指根据动物的不同生长阶段、不同生理要求、不同生产用途的营养需要以及以饲料营养价值评定的实验和研究为基础，按科学配方把不同来源的饲料，依一定比例均匀混合，并按规定的工艺流程生产以满足各种实际需求的混合饲料。

日粮：满足一头动物一昼夜所需各种营养物质而采食的各种饲料总量称为日粮(ration)。

13、什么是纯和日粮、天然日粮？

纯和日粮：是指配制饲料时不用天然饲料，所有成分都是由纯的营养素组成，如合成氨基酸、纯化的淀粉、葡萄糖或蔗糖等。

天然日粮：天然组分日粮( Natural - ingredient diets)指经过适当加工的谷类籽实,如玉米、小麦或经过有限精制的产品,如鱼粉,豆饼等配合成的日粮。这类日粮比较经济,适口性好,不仅适用于动物生产单位,而且也适用于动物实验单位饲喂实验动物。

14、什么是发育环境？发育环境指动物受精、出生到离乳这段时间。

15、动物实验设计的基本类型

（1）完全随机化设计（简单随机抽样）

随机分组：先将动物按顺序编号，再用随机化工具，将动物分组，分为实验组和对照组。

优点：方法简单，容易操作，灵活，统计分析也比较简单，抗数据缺失能力较强亡，信息损失较小。缺点：对非实验因素缺乏有效控制，只能靠随机化方法平衡有关因素的影响。结果精确度降低，误差往往偏高。所以一般适用于实验对象同质较好的实验设计。

（2）随机区组设计（分层随机抽样）

随机区组设计开始应用于农业实验。随机区组设计定义是一种混合抽样，其特点是将总体按变异原因或程度划分成若干个区组，然后再用简单随机抽样方法

注意事项：每个区组的动物数量应该等于或大于处理组要求的实验动物的数量。如少于处理组数，则这组不能采用，特别不能用别窝的动物来补充；如大于处理组数，则这组能采用，多余的动物将舍弃。

特点：把总体分为几个比较同质区组，从而提高抽样的准确度。显然比简单随机抽样准确；

运用了随机原理，同时运用局部控制原理，从而降低了抽样误差，也可以来估算抽样误差；

缺点：抗缺失数据能力差，如果一个区组发生意外，整个区组必须放弃。

（3）配对设计

实验动物个体之间的差异较大时，可采用配对设计。选择个体差异较小的动物配成对子，然后随机分配给处理组和对照组。主要用于封闭群大型实验动物，如狗、猫、猴，个体差异大，不易获得较大数量的相似个体，一般采用配对设计。

（4）其他设计：顺序抽样、整体抽样、典型抽样

16、实验动物环境的定义

实验动物环境：有广义和狭义的概念。环境因素包括发育环境因素和周围环境因素。前者指从受精到出生前在母体内的环境及出生后的哺乳期及发育期所处的各种环境因素；后者指成熟动物个体所处的物理化学生物因素，其中包括我们人为地施加的药物、手术等处理因素。

广义的实验动物环境包括：

（1）气候因素：温度、湿度、气流、风速等。（2）物理、化学因素：换气（氧、二氧化碳）、粉尘、臭味、噪音、照明等。（3）居住因素：房屋、饲养笼具、垫料、供水器等。（4）营养因素：饮料、饮水（5）生物因素：同种动物因素（社会地位、势力范围、咬斗、饲养密度等）；异种动物因素（微

生物、人及其它动物种等)。

以上所述的环境因素中除去营养因素及病源微生物因素即称为狭义的环境因素。

17、生物安全防护实验室的分级及使用范围

18、动物实验的3R原则3R原则即动物实验的减少、替代和优化。

替代(replace)是使用非生物材料或无知觉的低等动物（如无脊椎动物）材料来代替使用活的脊椎动物的方法都属于替代，其范围包括组织学、胚胎学、细胞学或计算机等方法取代整体动物实验，以低级动物代替高级动物等。

减少(reduce) 减少是指在保证获取一定数量与精确度的数据信息的前提下，减少动物的使用量。通过使用适合的动物品种、品系和高质量的实验动物，改进实验设计、规范实验动物操作程序等，达到动物使用数量的减少。

优化(refine) 优化是指在必须使用动物时，要尽量减少非人道程序的影响范围和程度。从动物人道主义去理解，饲养方式、方法符合动物习性。使用动物做实验时，尽量减少动物痛苦，在处死时采用安乐死等。另一方面，优化实验程序、减少动物紧张在动物正常状态下取得的实验数据真实可靠。

3R实验，不仅是适应动物保护主义的一种需要，也符合生命科学发展的要求。一方面，影响动物实验结果的因素太多，实验周期过长，而且动物实验在环境设施，饲料营养，微生物控制等方面标准太高，耗资巨大；另一方面，人们在通过动物实验获取大量知识的同时，也发现了动物实验研究的局限性。如使用不同动物所测得的结果往往不一致，在动物实验中观察到许多明显的与人体反应不同的异常现象，使得人们不得不考虑再选择一些其他的方法来代替动物进行实验。

推广3R，可使实验动物的使用量逐步减少，质量要求愈来愈高。动物实验结果的准确性、可靠性不断提高。3R反映了实验动物科学由技术上的严格要求转向人道主义的管理，提倡动物实验福利与动物保护的国际总趋势。为生命科学及相关领域的研究提供有效地手段，使科学研究方法更加科学化，标准化，实验结果更加准确可靠。

19、什么是悉生动物

悉生动物（Cnotobiotes animals）是指机体内带着已知微生物（动物或植物）的动物。此种动物原是无菌动物，系人为的将指定微生物丛投给其体内，例如使大肠杆菌定居在无菌小鼠体内，在进行微生物检查时，仅能检出大肠杆菌。亦有人工投给二种以上的已知微生物。悉生动物一般分为单菌（Monoxenie）、双菌(Dixenie)、三菌(Trixenie)，或多菌(Polyxenie)动物。此种动物同无菌动物一样是放在隔离器内饲育的，但因其带有已知的微生物，故隔离器内有微生物及其代谢产物的污染。

20、实验动物选择的原则和动物模型的设计原则

实验动物选择的原则：

科学研究工作中实验动物的选择，首先应根据实验目的和要求来选择，其次再参考是否容易获得、是否经济，是否容易饲养和管理等情况。

在实验动物选择上必须注意三点，即实验动物的种类（Species）；品种（Breed）或品系（Strain）；质量和实验动物的健康状态。

尽量选择与研究对象的机能、代谢、结构及疾病特点相似的实验动物；

生物医学研究的根本目的是要解决人类疾病的预防和治疗问题。因此，在选择实验动物时应优先考虑的问题是动物的种系发展阶段。在可能的条件下，尽量选择那些机能、代谢、结构和人类相似的实验动物作实验。一般来说，实验动物愈高等，进化愈高，其机能、代谢、结构愈复杂，反应就愈接近人类，猴、狒狒、猩猩、长臂猿等灵长类动物是最近似于人类的理想动物。

动物模型的设计原则：

生物医学科研设计中常要考虑如何建立动物模型的问题，因为很多阐明疾病及疗效机制的实验不可能或不应该在病人身上进行。常要依赖于复制动物模型，但一定要进行周密设计，设计时要遵循下列一些原则：

（1）相似性在动物身上复制人类疾病模型。目的在于从中找出可以推广（外推）应用于病人的有关规律。外推法要冒风险，因为动物与人到底不是一种生物。例如在动物身上无效的药物不等于临床无效，反之也然。因此，设计动物疾病模型的一个重要原则是，所复制的模型应尽可能近似于人类疾病的情况。

（2）重复性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。为了增强动物模型复制时的重复性，必须在动物品种、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、方法；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等方面保持一致，因为一致性是重现性的可靠保证。

（3）可靠性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，后者容易与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。

（4）适用性和可控性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性，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。

（5）易行性和经济性在复制动物模型时，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。

21、传染病的垂直传播和水平传播

直接接触传播：不通过任何媒介，健康动物和患病动物直接接触感染，如狂犬病病毒、猴B病毒等。 a 水平传播实验动物群体中相互传播，传播途径包括消化道、呼吸道或皮肤粘膜等。

b 垂直传播指母体通过卵巢、子宫将病原体传给胎儿。

间接接触传播：指在外界环境因素的参与下，病原体通过传播媒介使易感动物发生传染的方式。

a 非生物性传播媒介经空气(飞沫、尘埃)传播；饲料、垫料传播；饮水和水瓶传播；笼具和器具传播。

b 生物性传播媒介节肢动物；野生动物；实验动物；饲养及工作人员。