人类重大传染病动物模型体系的建立及应用中华医学会
人类疾病动物模型的意义和应用
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模型的分类
3．转基因和基因敲除动物模型 转基因动物 基因敲除动物
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模型的分类
到目前为止，已建立了数千种转基因和基因敲 除动物，广泛应用于多个研究领域，并取得了许 多有价值的研究成果。
然而，制备上述动物需要熟练的操作技术，成功 率不是很高，仪器价格昂贵，很难在短期内制备 出大量模型动物。
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模型的分类
二、按实验所用对象分类 按复制模型所用的对象可分为整体动物模 型和离体实验模型。 1.整体动物模型 通常所说的动物模型都是 指整体动物模型, 造模是在动物体内(in vivo) 进行。
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模型的分类
2.离体实验模型 实验是在体外(in vitro)进行,包 括各种体外的器官、组织、细胞培养。
由于体外培养所使用的材料,通常都取自实验动 物,因此可视为整体动物模型的延伸和扩展。
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模型的分类
离体模型有一定优点：减少动物的使用量,控制 实验条件,实验周期短,能大量重复等。
但离体模型脱离了完整机体的内环境和多层次的 调节机制;对体外实验所能施加的干预因素比较少, 因而使用时会遇到许多限制。整体模型和离体模 型应该说各有所长,可以优势互补。
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动物的选择
2.适用性 在有些情况下,复制动物模型只是根据动物组 织器官的结构、功能、病理反应特殊性来选择 动物,利用其某一方面的特性达到实验目的。
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动物的选择
例如 研究雄激素的作用—雄鸡鸡冠 研究甲状腺素对发育的影响—蝌蚪 研究呕吐反应—鸽或猫(敏感),不用大鼠、小鼠(缺 乏呕吐反应). 脑缺血动物模型—沙鼠 摘除甲状腺的动物模型—兔(甲状旁腺分散)
人类疾病实验动物模型 全面 详细
[E.泌尿系统]
1.诱发性肾小球肾炎模型： 给兔、猫、狗注射异种抗肾血 清、细菌抗原与肾组织复合抗原， 以及抗原抗体诱发动物肾小球肾 炎模型。
[F.内分泌与代谢] (1)手术糖尿病模型 ：
自从德国的Won Mening将犬作 胰腺全切除术，造成糖尿病后，陆续 报道猫、大鼠、兔、猪、猴等切除80 ％一90％胰腺，并受到高糖饮食刺激 后，引起永久性糖尿病。
原位移植——肺、肝脏、肾脏、 卵巢等
异位移植——皮下移植
四、设计动物模型的注意事项
1．尽可能重视“类似于人类疾病”的模型 。 2．注意选用标准化和实用价值高的动物。 ①生活在标准化的环境内，有清楚的遗传背景
和微生物学质量控制标准，具有较强的敏感 性、较好的重复性和反应均一性的特点。 ②有严格的饲养规程。 ③易获取大样本实验和观察。
的研究。
4．大鼠癫痫模型 雌性WISTAR大 鼠腹腔注射氯化锂3mmol/kg。24小 时后按30mg/kg体重分3次腹腔注射 匹 鲁 卡 品 （ 0.1% ， 每 次 间 隔 10 分 钟）。可出现癫痫发作，持续发作1 小 时 后 ， 给 予 10mg/kg 安 定 注 射 即 可终止。
[B.心血管疾病动物模型]
[肿瘤动物模型]
2.诱发性肿瘤模型 ——甲基苄基亚硝胺诱发大鼠食管癌； ——甲基硝基亚硝基胍诱发大鼠腺胃癌； ——硝基哌嗪等诱发大鼠鼻咽癌； ——二甲肼诱发小鼠大肠癌。
[肿瘤动物模型] 3.移植性肿瘤模型
将人类肿瘤移植到动物体内，经传代后，成 活率、生长速度、荷瘤寿命、侵袭和转移等生物 学特性稳定。
[肿瘤动物模型]
1.自发性肿瘤模型:
近交系小鼠： ——129/terSv 睾丸畸胎瘤发病率30%。 ——AKR 淋巴性白血病发病率♂76-90%；♀68-90%。 ——C3H 乳腺癌发病率97%，乳汁中有乳腺癌致病因子。 ——BALB/c 肺癌发病率♂29%；♀26%。 近交系大鼠： ——F344 乳腺癌发病率♂41%,♀23%;白血病24%；甲 状腺瘤22%；睾丸间质细胞瘤85%。 ——LOU/C 8月龄以上自发浆细胞瘤♂30%,♀16%。 ——ACI 雄性自发肿瘤：睾丸瘤46%；肾上腺瘤16%； 脑肿瘤11%。
疾病模型动物的建立与应用
疾病模型动物的建立与应用疾病模型动物是指通过特定的遗传改造或药物处理等手段，在动物体内模拟人类疾病的发生过程，从而为疾病的研究和治疗提供重要参考。
在医学研究领域，疾病模型动物已经成为不可或缺的工具，对于深入了解疾病的发病机制、筛选药物、评估治疗效果等方面具有重要的意义。
本文将重点探讨疾病模型动物的建立与应用。
一、疾病模型动物的建立疾病模型动物的建立是研究疾病的前提和基础。
要想建立一个好的疾病模型动物，首先需要明确目标疾病的特点和发病机制。
然后，根据这些特点选择合适的动物作为模型动物，比如小鼠、大鼠、猪等。
接下来，通过遗传改造、药物处理、手术操作等方式使得动物具备与目标疾病相似的症状和病理变化。
最后，需要对建立的模型动物进行验证，确保其具备相应的可重复性和稳定性。
二、疾病模型动物的应用疾病模型动物的应用可以是多方面的，下面将重点介绍几个重要的方面。
1. 疾病机制研究疾病模型动物可以模拟人类疾病的发生过程，帮助科研人员深入了解疾病的发病机制。
通过对模型动物进行观察、实验和分析，可以揭示疾病的发展规律、影响因素等重要信息。
这对于进一步阐明疾病的病因、病理过程以及相关信号通路的调控机制具有重要意义。
2. 药物研发和筛选疾病模型动物可以用于药物的研发和筛选。
通过对模型动物进行药物的给药实验，可以评估药物的疗效、副作用以及治疗机制。
这有助于科研人员找到更有效的治疗方法，并指导药物的临床应用。
3. 治疗效果评估疾病模型动物可以用于治疗效果的评估。
治疗效果评估是临床疾病治疗的关键环节，通过模型动物的实验结果，可以评估治疗手段的有效性和安全性。
这有助于指导临床治疗方案的制定和优化。
4. 疫苗研制疾病模型动物可以用于疫苗的研制。
通过将病原体或抗原注入模型动物体内，可以评估疫苗的免疫效果。
这有助于科研人员开发出更加安全有效的疫苗，为人类的健康提供保障。
总结：疾病模型动物的建立和应用在医学研究和临床治疗中发挥着重要作用。
人源化动物模型的构建与应用
人源化动物模型的构建与应用人源化动物模型指将人类组织或细胞移植到动物体内，使其具备与人类相似的生理和病理特征，以用于相关药物研发、毒理学和疾病研究等领域。
在现代医学研究中，人源化动物模型已经成为非常重要的工具。
本文将结合近年来的研究进展，探讨人源化动物模型的构建方法和应用。
一、人源化动物模型的构建方法1. 胚胎移植法胚胎移植法是将人类胚胎的特定细胞系（如胚盘细胞、胚胎干细胞等）移植到动物胚胎体内，使其表达人类基因和形成人类组织。
该方法可以用于构建人类血管、心脏和肝脏等器官的动物模型。
2. 基因改造法基因改造法是利用基因编辑技术（如CRISPR-Cas9系统）或基因人工合成技术改变动物基因组或加入人类特异性基因，使其表达人类基因或产生人类性状。
该方法可以用于构建带有人类免疫系统或代谢能力的动物模型。
3. 细胞移植法细胞移植法是将从人类组织或细胞中提取的细胞，如癌细胞、免疫细胞等，移植到动物体内，使其产生与人类相似的生物学响应。
该方法可以用于构建人类癌症、自身免疫病等疾病的动物模型。
二、人源化动物模型的应用1. 药物研发人源化动物模型可以用于药物有效性和安全性评价。
例如，构建带有人类肝细胞的小鼠模型，可以评估药物的代谢和毒性，并预测药物对人类的影响。
2. 毒理学研究人源化动物模型可以用于评测环境毒理物质的致病机制、毒性和抗毒性机制。
例如，构建表达人类免疫系统的小鼠模型，可以评估化学品的免疫毒性。
3. 疾病研究人源化动物模型可以用于研究疾病的发生、发展和治疗。
例如，构建带有人类免疫系统的小鼠模型，可以研究自身免疫病的发生和免疫治疗效果。
三、展望和争议人源化动物模型在生命科学、医学研究中发挥着重要作用，但其构建和应用仍面临一些争议。
例如，人源化动物模型是否伦理？是否存在人类与动物的边界问题？这些问题需要在进一步研究中得到解决。
同时，随着技术的不断进步，人源化动物模型的可塑性和复杂性仍有待进一步提高，以更好地服务于医学和生物学领域的研究。
人类重大传染病动物模型体系的建立及应用
中华医学科技奖形式审查结果公布年份2018推荐奖种医学科学技术奖项目名称人类重大传染病动物模型体系的建立及应用推荐单位：中国医学科学院推荐意见：动物模型是从事传染病感染与致病机制等基础研究、传播与致病力预警、疫苗和药物成果转化的重要支撑条件。
2003 年SARS爆发之初，由于缺乏动物模型，导致防控体系建设严重滞后，给人民健康和国家经济带来重大损失。
面对重大和新发传染病的威胁，如何在第一时间研制实用性高的动物模型，是传染病防控的关键问题之一。
该项目组在SARS爆发时临危受命，克服生物安全保障体系不健全的威胁，经过10 余年努力，完成了动物模型关键技术体系的集成创新，建立了我国最大的传染病动物模型资源库，从根本上扭转了国内资源匮乏的局面，并率先实现了传染病动推荐单位物模型的规范化，为疫苗研发、应急药物储备提供了国际先进的动物模型评价技术，是国家传染病防控体系高效运转必不可少的动物模型应急反应平台。
该项目包含了多项技术和模型的原始创新与集成，搭建了从病原鉴定和预警、到动物模型研制和应用、再到药物和疫苗评价的完善的传染病防控链条，针对重大疫情来之能战、战之能胜，在重大传染病防治研究，以及SARS、H5N1、手足口病、H1N1、H7N9 等疫情防控时发挥了对疾病控制、卫生应急、科学进步及产业发展四位一体的重大保障作用，利用有限的资源资助，将该领域推进到了国际先进水平，历次获得中国实验动物学会、北京市和教育部奖励。
我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，材料真实有效；按照要求，该项目已经过公示，公示期间无异议，同意推荐申报2018 年中华医学科技奖。
全球每8 个月就有一次新的传染病疫情。
据WHO不完全统计，每年因传染病直接死亡300 余万人，是威胁社会安定的重大因素。
动物模型是病原确定与溯源、感染与致病研究、疫苗与药物评价等必需的保障条件。
该领域一直存在两大国际难题，一是动物对人类病原易感性差、特异诊断难、模型模拟不全面等技术难题，二是模型需满足不同研究需求，资源需长期创制和积累等建设难题。
医学动物模型的设计与应用
医学动物模型的设计与应用随着科技的发展，医学领域不断创新和发展，其中医学动物模型的设计与应用逐渐成为一个备受关注的研究领域。
医学动物模型是指通过模拟人类疾病或生理机制，来研究药物的安全性和有效性的动物实验模型。
在各个领域中，如药物发现、疾病治疗和医疗器械研发等都有广泛应用，越来越受到科学家和医学研究人员的关注和重视。
医学动物模型的设计主要有四种类型：基础疾病模型、转基因动物模型、移植瘤模型和人工疾病模型。
基础疾病模型是利用新生幼鼠几天内，人工注射一定的药物或化学品制造出的原始疾病模型。
转基因动物模型是通过操纵细胞基因，使其产生与人类疾病类似的生物特性。
移植瘤模型是通过将炎症细胞移植到病人身体内，造成炎症反应模拟疾病过程。
人工疾病模型是将实验动物注射人工合成的疾病致病菌，实现对某种疾病的模拟和研究。
这些模型通常需要经过不断优化和改进，以提高其模拟人类疾病过程的真实性和可靠性。
医学动物模型的应用也非常广泛，涉及药物筛选、新药研发、疾病机制的解析、生物医学研究等领域。
在药物筛选和新药研发中，医学动物模型可以提高药物的研究效率和安全性。
例如，在前列腺癌的研究中，转基因小鼠模型可以模拟人类前列腺癌的发展过程，对药物治疗的效果进行评估。
在疾病机制的解析方面，医学动物模型可以通过模拟人类疾病的病理过程，探索疾病发展的原因和机制，为医学研究提供有力的支持。
同时，在生物医学研究中，医学动物模型可以模拟人类生理过程，探索生物学现象的原理和规律。
在医学动物模型的设计和应用过程中，科学家们还面临着许多挑战。
其中最重要的是如何保证动物的福利和权益，在动物实验的过程中提高动物的生存质量和减少痛苦。
近年来，一些动物保护组织和伦理委员会对于医学动物模型实验的人道性问题提出了质疑和反对。
因此，在医学动物模型的设计和应用中，必须严格遵守动物实验伦理和规范，并开发出更加高效、安全、稳定的替代方案，以减少对实验动物的依赖。
综上所述，医学动物模型的设计和应用在医学研究中发挥着重要的作用，并呈现出越来越广阔的应用领域。
医学实验动物模型的建立与应用
医学实验动物模型的建立与应用一、背景介绍在医学领域中，为了研究疾病的发展机制、探索治疗方法以及评估药物安全性，科学家经常需要利用动物模型来进行实验。
医学实验动物模型是通过选择合适的动物种类，仿真人类体内的生理和病理过程，从而实施针对性的实验。
本文将重点讨论医学实验动物模型的建立和应用。
二、医学实验动物模型的建立1. 动物选择：选择合适的动物种类是建立有效且可靠的医学实验动物模型至关重要。
通常情况下，小鼠、大鼠以及非人灵长类动物如猕猴等被广泛应用于医学实验。
其选择取决于所需研究问题的特性和目标。
2. 动物品系选择：除了选择适当种类的动物外，还需要考虑到选用具有特定遗传背景、易于复制和稳定传代等特征的品系。
这有助于减少不同个体之间遗传差异对结果造成影响，并提高数据的可靠性。
3. 动物模型的建立：一般来说，医学实验动物模型可分为两种类型，即自然发病模型和人工诱导模型。
自然发病模型是指利用已存在的某种疾病在动物中自行发生，并与人类类似的动物发展特征进行研究。
而人工诱导模型则是通过给予动物特定的药物、遗传操作或其他干预手段来引起某种特定疾病状态。
这样的建立方法可以精确控制实验条件以及所要求出的结果。
三、医学实验动物模型的应用1. 疾病机制探索：通过构建特定的医学实验动物模型，科学家可以深入了解引起某种疾病的基本机制。
例如，在肿瘤领域，建立小鼠肿瘤移植模型可以帮助科学家揭示不同治疗策略对癌细胞增殖、转移等方面的影响。
这些信息有助于寻找新的治疗靶点以及开发更有效和安全的抗癌药物。
2. 药效评价：医学实验动物模型也被广泛用于评估药物的疗效和安全性。
通过给予动物特定药物并观察其对预先建立的疾病模型的影响，可以了解药物的作用机制以及治疗效果。
这些数据对于进行临床前试验、制定用药方案以及预测药物在人体内的代谢和排泄过程非常重要。
3. 新技术验证：医学实验动物模型也是验证新技术或新治疗方法有效性的重要工具。
例如，在基因编辑领域，科学家们可以利用CRISPR-Cas9系统来改变动物基因组中的有害突变，并观察对应的表型变化。
动物模型在人类疾病中的应用研究
动物模型在人类疾病中的应用研究在医学研究领域中，动物模型是不可或缺的工具。
通过使用不同种类的动物，我们可以研究人类健康和疾病。
特别是，在研究人类疾病方面的研究中，动物模型已经取得了重大的进展。
本文将介绍动物模型在人类疾病中的应用研究，并讨论它们对人类健康的重要性。
一、为什么需要动物模型？动物模型是一种广泛使用的研究工具，它是通过使用不同种类的动物来研究人类健康和疾病的。
使用动物模型可以提供以下好处：1.研究病原体和疫苗的预防和治疗：动物模型可以被用来研究各种病原体，例如病毒、细菌等，并为研究疫苗和药物提供平台。
例如，使用小鼠作为模型，使得研究人员可以更好地研究癌症、神经疾病等相关研究领域。
2.研究人体器官结构和功能：使用动物模型，可以更好地研究人体器官结构和功能。
例如，使用小型哺乳动物模型可以对人类疾病的情况进行研究，并更好地研究人类器官的结构和功能。
3.研究特定细胞的功能：动物模型也可以用来研究特定的细胞和细胞群体的功能。
例如，使用老鼠作为模型，可以研究人类的免疫系统。
二、哪些动物模型被用于人类疾病的研究？许多不同的动物被广泛地使用于研究人类疾病。
其中一些最常用的动物模型如下：1.小鼠模型：小鼠是人类疾病研究领域中使用最广泛的动物模型之一。
小鼠模型可以用于研究多种疾病，例如免疫系统和神经系统疾病。
2.大鼠模型：和小鼠相比，大鼠具有更大的体型和更高的智力。
这使得大鼠模型可以更好地研究人类疾病，例如心血管疾病、神经元疾病等。
3.猪模型：猪是动物模型中的重要物种之一，其与人类疾病的发生和发展具有很高的相关性。
猪模型可以用于研究肝脏、胰腺和心脏等实体器官的疾病以及创伤模型。
4.非人灵长类动物模型：非人灵长类动物模型如大猩猩、猴子等，其大脑的结构和性能与人脑非常相似，因此非常适合用于研究神经系统疾病。
5.益虫模型：某些人类疾病，例如感染性疾病，可以使用益虫模型进行研究。
例如，苍蝇被广泛用于研究癌症和肥胖症等人类疾病。
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二、针对威胁较大的流感和冠状病毒，分别建立了其宿主候鸟和蝙蝠的监测体系，发现并鉴定新病毒50余种，根据病毒突变风险预测，创建了我国最大的病原易感动物资源库，包含对流感、乙肝、冠状病毒等分别易感的动物114种，以及国际最大的遗传多样性小鼠70种，国际第三大的基因工程大鼠资源147种，该资源储备使新模型研制周期从时的“7个月”缩短至H7N9时的“1个月”，为疫情防控从动物模型环节节省了时间。
三、完成了27项动物模型关键技术的创新及集成。其中首次建立了我国的动物生物安全实验室保障体系；研发了12种动物模型特异的病原检测试剂，解决了由于物种差异、临床试剂无法用于动物检测的问题，缩短了模型研制时间。
四、建立了国际最大的人类传染病动物模型资源库，含动物模型96种，涵盖三种重大传染病和近15年国内发生和国外输入新发传染病，高致病病原数量国际最多，并通过比较医学分析建立了反映传染病全病程的动物模型体系。首次在国内建立了恒河猴艾滋病模型、甲流雪貂模型；首次在国际上建立了非人灵长类动物模型、H7N9雪貂模型、手足口病转基因小鼠模型。
2012-12-19
石蒜碱在制备治疗人肠道病毒71型感染引发疾病的药物的应用
张连峰、杨亚军、刘江宁、秦川、马春梅
8
中国发明专利
中国
2014 1 0777884.1
2016-08-24
流感病毒H5N1亚型和H7N9亚型的液相芯片检测试剂盒
五、建立了传染病动物模型评价技术平台，编写动物模型研制和应用规范25册，在疫情爆发时，从市售中成药中应急筛选有效药物，其中热毒宁、抗病毒口服液等7种进入临床应用，缓解了燃眉之急。应用动物模型评价体系促进疫苗生产工艺改进，创建了灭活疫苗生产工艺，领先国际9个月完成首个疫苗技术储备。该技术应用于甲流、手足口、脊灰等灭活疫苗研制，有效保障疫情防控。
我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，材料真实有效；按照要求，该项目已经过公示，公示期间无异议，同意推荐申报2018年中华医学科技奖。
项目简介
全球每8个月就有一次新的传染病疫情。据不完全统计，每年因传染病直接死亡300余万人，是威胁社会安定的重大因素。动物模型是病原确定与溯源、感染与致病研究、疫苗与药物评价等必需的保障条件。该领域一直存在两大国际难题，一是动物对人类病原易感性差、特异诊断难、模型模拟不全面等技术难题，二是模型需满足不同研究需求，资源需长期创制和积累等建设难题。该项目组经过15年的技术创新和集成，建立了系统的传染病动物模型体系，在重大传染病防治、及之后的疫情防控中发挥了应急支撑作用。主要科技创新包括以下五方面：
秦川、魏强、王卫、丛喆、蒋虹、姚南
5
中国实用新型专利
中国
2012 2 0513176.3
2013-03-13
6
中国发明专利
中国
2010 1 0105060.1
2012-08-29
人肠道病毒71型的亚单位混合疫苗
秦川、张连峰、刘江宁、王卫
7
中国发明专利
中国
2011 1 0066315.2
占玲俊、鲍琳琳、李枫棣、吕琦、许黎黎、秦川
3
中国发明专利
中国
2013 1 0095105.5
2014-11-19
一种仙台病毒抗原肽及其在仙台病毒感染检测中的应用
向志光、杨志伟、佟巍、刘先菊、李雨函、魏强
4
中国发明专利
中国
2011 1 0002816.4
2012-11-14
一种含1 01亚型基因的杂交免疫缺陷质粒、病毒及应用
该项目包含了多项技术和模型的原始创新与集成，搭建了从病原鉴定和预警、到动物模型研制和应用、再到药物和疫苗评价的完善的传染病防控链条，针对重大疫情来之能战、战之能胜，在重大传染病防治研究，以及、H5N1、手足口病、H1N1、H7N9等疫情防控时发挥了对疾病控制、卫生应急、科学进步及产业发展四位一体的重大保障作用，利用有限的资源资助，将该领域推进到了国际先进水平，历次获得中国实验动物学会、北京市和教育部奖励。
该项目的20篇代表性论文包括、 、、 等， 累计140，他引1352次，代表专利10项，专著14本。累计培训2.5万余人次，部分资源转化培育了国内最大的实验动物国有企业。为国内外800余个项目提供动物模型技术或资源。完成172种疫苗和药物评价，应急评价了、甲流、手足口和H7N9的国际首批疫苗，避免了疫情拖延造成的巨大经济损失，促进40余家医药企业研发，其中H1N1疫苗提供2100余万剂次，保障了国庆60周年阅兵安全进行。该项目获国内外科技奖励22次。
中华医学科技奖形式审查结果公布
年份
2018
推荐奖种
医学科学技术奖
项目名称
人类重大传染病动物模型体系的建立及应用
推荐单位
推荐单位：中国医学科学院
推荐意见：
动物模型是从事传染病感染与致病机制等基础研究、传播与致病力预警、疫苗和药物成果转化的重要支撑条件。2003年爆发之初，由于缺乏动物模型，导致防控体系建设严重滞后，给人民健康和国家经济带来重大损失。面对重大和新发传染病的威胁，如何在第一时间研制实用性高的动物模型，是传染病防控的关键问题之一。该项目组在爆发时临危受命，克服生物安全保障体系不健全的威胁，经过10余年努力，完成了动物模型关键技术体系的集成创新，建立了我国最大的传染病动物模型资源库，从根本上扭转了国内资源匮乏的局面，并率先实现了传染病动物模型的规范化，为疫苗研发、应急药物储备提供了国际先进的动物模型评价技术，是国家传染病防控体系高效运转必不可少的动物模型应急反应平台。
知识产权证明目录
序号
类别
国别
授权号
授权
时间
知识产权具体名称
发明人
1
中国发明专利
中国
2010 1 0278683.9
2015-12-09
基于染料法的季节性流感病毒H1N1实时荧光定量检测试剂盒
许黎黎、鲍琳琳、秦川
2
中国发明专利
中国
2011 1 0026975.8
2013-03-20
用于扩增H5N1流感病毒基因核苷酸片段的引物及检测方法