现代医学实验动物科学和比较医学研究
医学科学研究与动物实验的关系
医学科学研究与动物实验的关系浏览次数：234 发表时间:2007-6-15 16:10:26 <<返回上一页医学科学研究与动物实验的关系1.医学科研中采用动物实验，可以把很多人体上非常复杂的问题简单化，可以进行各种因素的细微探讨，而这是临床研究难于做到的。
机体的某一种机能同时都受许多因素的影响。
因而要研究某一特定因素对这一过程的影响，就希望能使其他的因素保持固定。
在人体却很难做到这一点。
但在动物，无论是整体、离整或试管实验中，这都比较容易做到。
如试验条件，实验室可以严格控制实验室的温湿度、光线、声音、动物的饮食、活动等，而临床上很难对病人的生活条件、活动范围加以严格控制，病人对药物治疗以外的其他护理工作的反应、对医务人员的信赖程度及合作程度更是实验室中所不存在的问题。
又如试验对象的选择，动物实验完全可以选择相同的动物，在动物的品种、品系、性别、年龄、体重、身长、活动性、健康状态、甚至遗传和微生物等方面也可严加限制，但临床试验中，病人的年龄、性别、体质、遗传等方面是不可能加以选择的。
特别是健康状况，动物是健康的或是人工造成的某种疾病模型，而临床试验是人在自然环境下所得的病，因此既使是同一疾病，每个人的疾病情况都比较复杂，对同一药物反应也不相同，何况除试验治疗的疾病以外，还时常伴有一些其它的疾病，这样可影响或掩盖试验效果。
动物可以同时选取所需要的数量，同时进行实验取得结果，而病人则是陆续发生，陆续进入试验，逐渐积累试验结果资料，前后可能掺入了不少干扰因素，有时难于区分。
由于医学科研中利用动物实验的这些优点，我们就把一个非常复杂的多元方程，转变成简单的函数运算，使许多医学上的实践问题和重大政府问题解决得比较容易，从而大大地推动了医学科学的发展。
2.临床上很多疾病潜伏期或病程很长，研究周期也拖得很长，采用动物，复制动物疾病模型可以大大缩短其潜伏期或病程。
尤其是那些在人体上不便进行的研究，完全可以在实验动物身上进行。
现代医学实验动物科学与比较医学研究-精选文档
二、国外的比较医学发展概况
国外发达国家的医学院校大多设有规 模相当大、水平相当高、设施和环境条 件非常现代化的比较医学研究所或比较 医学院（系）。如美国斯坦福大学医学院、
霍普金斯大学医学院、哈佛大学医学院、哥伦 比亚大学生理外科学院、加利福尼亚大学、普 林斯顿大学、田纳西大学、剑桥大学、耶鲁大 学、马里兰大学、宾州大学等都设有比较医学 系或比较医学研究所。
佩蒂路易斯（Pantelouris） 先天性无胸腺裸鼠 斯纳尔（Snell, G. D. 美） 科勒、米勒（Kohler, G.,Milstein,C.） 威尔穆特（Wilmut） 动物组织相容性抗原 单克隆抗体技术 用羊体细胞克隆成功“多莉”羊
3.加强比较医学研究的目的意义 结合医科院校的科研实际，为了提 升学科研究的水平和地位，发挥学科的 固有优势，重现昔日古代医学和近代医 学发展时期比较医学研究的辉煌业绩， 我们就要认真思考实验动物科学的发展 方向，借鉴发达国家的先进观念和实践 经验，勇敢面对生命科学给我们提出的 挑战和机遇。加强比较医学研究是促进 学科建设的战略决策、也是推动生命医 学科学研究的重大举措。
三、国内的比较医学发展概况
耶鲁大学医学院比较医学系部门设置
1973年成为独立部门，包括动物资源 中心、动物医学部、病理学部、生物技 术部。
国外比较医学发展的主要特点
1.常规实验动物的供应和生产已主要由专业 性的社会化公司来承担，医科大学和研究 机构主要培育、研究各种转基因动物、基 因敲除动物和克隆动物。 2.紧紧围绕医学生命科学发展需要，在人类 疾病的动物模型复制方面加大研究力度， 利用各种先进的生命科学方法和生物技术 手段开发理想的人类疾病动和体细胞克隆 动物培育成功为标志，现代实验动物学取得 前所未有的突破，极大地推动医学生命科学 的进步。 4. 人类基因组测序已经完成，生命科学成为二 十一世纪的带头学科。应用比较医学的方法 和手段对人和动物的基因功能进行比较研究， 是促进医学生命科学发展的必由之路。 5. 通过比较医学研究有助于了解生命的本质， 揭示遗传的奥秘，延缓衰老，战胜疾病。
医学实验动物学教程 第二章 实验动物学
二、封闭群(远交群) ( 封闭群(远交群) (Closed Colony or Outbred Stock) )
定义： 定义：以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个实验动 物种群，在不从其外部引入新个体的条件下，至少连续繁 殖4代以上。
命名：
1、 封闭群由2-4个大写英文字母命名。种群名称前标明保 持者的英文缩写名称，第一个字母需大写，后面的字母小 写，一般不超过4个字母。保持者与种群名称之间用冒号 分开。例如， N：NIH表示由美国国立卫生研究院保持的 NIH封闭群小鼠。 2、命名较早又广为人知的封闭群动物，名称与上述规则不 一致时，沿用原来的名称。例如Wister。
弱 烈性传染 病病原体 主要传染 病病原体 强
强
弱或 鼠痘病毒、兔出血症病 无 毒、鼠棒状杆菌、泰泽氏 菌等 无 小鼠肝炎病毒、仙台病 毒，多杀巴氏杆菌、肺支 原体等 松鼠猴疱疹病毒 鸡白血病病毒、猴病毒 40
有
无 污染生物 制剂病原 体 无
无 无
一、普通级动物 (Conventional Animal, CV) ,
亚系：一个近交系内各个分支的动物之间,已经发现 或十分可能存在遗传差异，这些近交系的分支称为原近交 系的亚系。
亚系的形成原因： 1、在兄妹交配代数达40代以前形成的分支（发生于F20到F40 之间）。 2、一个分支与其他分支分开繁殖超过100代。 3、已发现一个分支与其他分支存在遗传差异（残留杂合、突 变或遗传污染）。
第二章 实验动物的基本概念
实验动物学(laboratory animal science) 是 实验动物学 研究实验动物 动物实验 实验动物和动物实验 实验动物 动物实验的一门新兴学科。 实验动物科学就是关于实验动物标准化和动物实 实验动物科学就是关于实验动物标准化和动物实 验规范化的科学。 验规范化的科学。
医学实验动物学比较各种动物在实验中的优缺点
比较各种动物在实验中的优缺点一般来说，动物所处的进化阶段愈高，其功能、结构、反应也愈接近人类，如猩猩、猕猴、狒狒等非人灵长类动物是最类似于人类的。
他们是胚胎学、病理学、解剖学、生理学、免疫学、牙科学和放射医学研究的理想动物。
我国南方和印度生产的猕猴有很多特性与人相似，可用于细菌、病毒和寄生虫病的研究。
例如脊髓灰质炎、麻疹、疱疹病毒感染、弓形虫病、阿米巴脑膜炎、南美锥虫病、间日疟和恶性疟，以及自发性类风湿因子，奴卡氏菌病、病毒性肝炎等，对痢疾杆菌和结核分枝杆菌也较敏感。
猕猴的生殖生理非常近似于人，月经周期也是28天，可用于生殖生理、计划生育及避孕药研究。
但实际中，非人灵长类动物属稀有动物，来源很少，又需特殊饲养，选择有很大困难。
另一方面，也并非只有非人灵长类动物与人具有相似性。
许多哺乳类实验动物在某些功能、代谢、结构及疾病特点方面也与人类近似。
可从如下几方面来比较各种动物在实验中的优缺点以及其应用的实验：1. 组织结构哺乳动物之间，有许多组织结构上的相似点，因而其生命功能基本过程也很相似。
如猪的皮肤组织结构与人类相似，其上皮再生、皮下脂肪层、烧伤后的内分泌及代谢等也类似人类，故选用小型猪做烧伤实验研究较为理想。
2. 系统功能许多动物各系统的功能与人类是相似的，如犬具有发达的血液循环和神经系统，在毒理方面的反应和人类也比较接近，适于做实验外科学、营养学、药理学、毒理学、行为学等方面的研究。
两栖类的蛙和蟾蜍，大脑很不发达，当然不能用于高级神经活动的研究，但在做简单的反射弧实验时，则很合适，因为最简单的反射中枢位于脊髓，而两栖类脊髓已发展到合乎实验要求的程度，且其结构简单明了，易于分析。
3. 生理特性许多哺乳类动物与人类一样，其心率、呼吸频率、体温三者成正比关系。
发热时，心率和呼吸频率都增加。
鸟类的体温比哺乳类的高。
恒温动物的体温昼夜有一定变动范围，变动情况与行为类型有关，一般夜间活动的动物凌晨2时至3时是一日的峰值。
2、医学实验动物科学概论(2)
第一篇
医学实验动物学概论基本内容
第一章 医学实验动物学概述
1、基本概念：实验用动物；实验动物；比较医学；动物实验、医学 实验动物学的基本内容与研究范畴。实验动物的福祉、实验动物的分类原 则。 2、医学实验动物学在历史、现代及将来在生命科学的各个领域中重要作 用。实验动物概念
第二章、国内外实验动物科学发展概况。 第二章、国内外实验动物科学发展概况。
第一篇 医学实验动物学概论
主讲 傅江南
联系电话:85220245 Email:tfujn@
2009.09.23
第一篇复习思考题
1、基本概念 实验用动物、实验动物、动物实验、比较医学、实验动物 科学、动物福利、动物权利、动物保护、动物伦理、实验动 物的标准、实验动物的标准化、3Rs原则。 2、实验动物具有的三大特点？ 实验动物具有的三大特点？ 医学实验动物学的研究主要包括那些范畴？ 3 、医学实验动物学的研究主要包括那些范畴？ 4、实验动物福祉问题有那些现实意义？ 5、实验动物的分类原则是什么？可将实验动物分为那些类？ 6、我国实验动物标准化管理有那些法规、标准、和规范？ 意义如何？
•野生动物（Wild Animals）指作为人类需要从自然界捕获
的未经人工繁殖饲养的动物。
•观赏动物（Exhibiting Animals）是拱人类玩赏和游人观
赏而饲养的动物，如犬、猫等。
1.2实验动物的概念 1.2实验动物的概念
实验动物（ 实验动物（Laboratory Animals） ） 是指： （1）经人工繁育； （2）对其携带微生物实行控制； （3）遗传背景明确或者来源清楚； （4）用于科学研究、教学、生产、检定以及 其他科学实验的动物。
1.4比较医学的概念 1.4比较医学的概念
现代实验动物科学与比较医学
目录
• 实验动物科学概述 • 比较医学的概念与实践 • 现代实验动物科学的技术与方法 • 实验动物在药物研发中的作用 • 实验动物模型在疾病研究中的应用 • 实验动物科学与比较医学的未来发展
01 实验动物科学概述
实验动物的定义与分类
定义
实验动物是指在科学研究、教学 、实验中广泛应用的动物，通常 用于模拟人类疾病或研究药物作 用机制。
实验动物行为学研究方法
观察法
通过观察实验动物的行为表现， 可以了解其生理和心理状态，以
及行为与环境之间的关系。
实验法
通过设置特定的实验条件和刺激， 可以研究实验动物的行为反应和心 理变化，以揭示其行为机制和规律。
行为分析法
通过行为分析技术，可以对实验动 物的行为进行定量和定性分析，以 评估其行为特征和行为模式。
03 现代实验动物科学的技术 与方法
基因编辑技术在实验动物中的应用
01
02
03
基因敲除
通过基因敲除技术，可以 创造出具有特定基因缺陷 的实验动物，用于研究特 定基因的功能和作用。
基因敲入
通过基因敲入技术，可以 将特定基因导入实验动物 的基因组中，以研究基因 的表达和调控。
基因修饰
通过基因修饰技术，可以 对实验动物的基因进行精 细调控，以研究基因变异 对动物表型的影响。
代谢性疾病的实验动物模型
代谢性疾病是指一系列与代谢异常有关的疾病，如糖尿病 、肥胖症等。这些疾病的实验动物模型主要用于研究疾病 的发病机制和探索治疗策略。
常用的代谢性疾病实验动物模型包括高脂饮食诱导的肥胖 模型、糖尿病模型和代谢综合征模型等。这些模型可以模 拟人类疾病的病理生理特征，用于研究代谢异常的机制和 药物干预的疗效。
实验动物学
（一）实验动物科学 laboratory animal science以实验动物为主要研究对象，并将培育的实验动物应用于生命科学研究的一门综合性学科。
实验动物科学融合了生物学，动物学，生理学，医学等内容，以遗传学和微生物学为基础，通过对实验动物和动物实验进行多方面的研究，逐步形成的比较完整的基础学科。
一. 实验动物科学及其发展实验动物科学是随着自然科学和生物医学的发展，至20世纪50年代以后才发展成一门具有自身理论体系的独立学科。
1 、国外实验动物科学的发展四个主要的发展阶段：(1)公元前4~公元3世纪Aristotle 多种动物解剖 /Erasistratu 活体动物解剖 /Galen 活体动物解剖(2)公元3~ 16世纪科学研究的黑暗年代(3)公元16 ~19世纪末Vesalius 公开的解剖学示范教学 /Harvey 多种动物的大量解剖和生理研究Hales 报告马的血压测定结果 /Fontana 药物毒性的动物实验Darwin 《物种起源》 /Bernard 实验医学“必须妥善地选择解剖构造合理或对某种影响具有特异敏感的动物。
每项研究必须明确指出选择的动物，每个生理学或病理学问题能否解决，往往完全取决于为获得准确结果而用于实验的动物是否选择得当。
” ----CLAUD BERNARD (1813—1878)法国生理学家19世纪实验医学的兴起成为生物医学发展的转折点，在生理学、微生物学上取得巨大成就，同时动物保护组织开始兴起。
(4)20世纪至今孟德尔遗传规律发现1907年 Little首次成功培育出DBA纯系小鼠1932年 Glimstedt 育成并进行无菌豚鼠饲养1946年 Reyniers 育成无菌大鼠1956年国际实验动物科学委员会(ICLAS)成立。
1959年 Teah 繁殖无菌豚鼠成功60年代后动物器官移植微循环研究1975年 Peter Singer《动物解放》实验动物保护运动迅速掀起，限制和影响了实验动物科学的发展，同时也促使人们开展实验动物替代方法的研究。
动物实验学
动物实验学1.实验动物与动物实验实验动物特指的是人工饲养，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，包括经过人们长期家养驯化，按科学要求定向培育的动物。
2.比较医学：比较医学是对不同种动物（包括人）的基本生命现象，以及健康和疾病状态进行类比研究的科学。
通过对比较医学的研究，达到探索生命科学的奥秘，控制动物和人类的疾病、延长人类寿命的目的。
3.实验动物的发育环境：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4.实验动物外环境与内环境实验动物外环境：实验动物和动物实验设施以外的环境实验动物内环境：依科研要求和人们的意愿，将实验动物的生长、繁殖或活动限定在某种特定的人工场所范围内。
5.气溶胶：空气中的浮游微粒的总称。
6.清洁级以上动物的饮用水要求：饮用酸化灭菌水或高压灭菌水7、普通动物、SPF动物、无菌动物特点比较寄生虫，存活率，应用数，长期实验，实验结果项目普通动物SPF动物无菌动物微生物、寄生虫有或可能有无无（有无无）长期实验室存活率40% 90% 100% （低高高）应用动物数多少少（多少少）长期实验困难可能好可能好（难易易）自然死亡率高低很低（高低低）实验结果有疑问明确明确8、动物实验中的对照常有哪些方法①空白对照：在不给任何措施情况下观察动物自发变化的规律②实验对照：③有效对照④配比对照⑤组间对照⑥历史对照⑦正常值对照9、实验动物的选择原则①相似性原则：在动物实验中，实验动物的选择通常依据对试验品的敏感程度，或试验在体内的代谢与人体的相似性来确定。
②差异性原则：实验动物对某些刺激的敏感性与人的差异，在实验中应予注意③异化原则：选择进化程度高或结构技能复杂的实验动物做模型，有时会使实验条件控制和实验结果获得变得相当困难10、感染性实验动物环境设施要求的目的靠物理学隔离原理，采用负压通风达到防治有害溶胶扩散的目的11、生物安全防护实验室的分级及适用范围实验室类别适用范围一级适用于对健康成年人无致病作用，如用于教学的微生物实验室二级适用于对人和环境有中等潜在危害的微生物三级适用于主要通过呼吸途径使人传染上严重的甚至是致死疾病的致病微生物或其毒素四级适用于对人体具有高度的危险性，通过气溶胶途径传播或传播途径不明、目前尚无有效疫苗或治疗方法的致病微生物及其毒素12、我国实验动物的等级分类、定义、适用范围（饲养环境，病原体）·普通级动物：一般为教学示范用；或为某项研究进行探索方法的预实验。
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巴甫洛夫（Pavlov,IP.俄） 心脏生理、消化生理高加） 胰岛素与糖尿病
洛伊（Loewi, O.奥地利） 副交感神经的神经介质为乙酰胆碱
佩蒂路易斯（Pantelouris） 先天性无胸腺裸鼠
斯纳尔（Snell, G. D. 美） 动物组织相容性抗原
科勒、米勒（Kohler, G.,Milstein,C.）
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“比较医学是推动人类健康研究的 焦点学科，比较医学家将永远站在 生物医学发展的起跑线上”。
——诺贝尔奖获得者、美国Jackson 实验室的Snell博士
前 言 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1. 实验动物科学与生命医学的发展 是相辅相成的。
2. 无菌动物、近交系动物和免疫缺 陷动物培育成功是适应生命医学研 究的需要而取得的成果，也是现代 实验动物科学得以确立的基础。
单克隆抗体技术
威尔穆特（Wilmut）
用羊体细胞克隆成功“多莉”羊
所用动物 鱼、牛、羊 犬、蛙、蛇、 鱼、蟹 犬 牛 牛、羊、其它 鸟类 鸟类、家兔 豚鼠 犬 犬 蛙 小鼠 小鼠 小鼠
绵羊
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3.加强比较医学研究的目的意义
结合医科院校的科研实际，为了提
升学科研究的水平和地位，发挥学科的 固有优势，重现昔日古代医学和近代医 学发展时期比较医学研究的辉煌业绩， 我们就要认真思考实验动物科学的发展 方向，借鉴发达国家的先进观念和实践 经验，勇敢面对生命科学给我们提出的 挑战和机遇。加强比较医学研究是促进 学科建设的战略决策、也是推动生命医 学科学研究的重大举措。
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二、国外的比较医学发展概况
➢ 国外发达国家的医学院校大多设有规 模相当大、水平相当高、设施和环境条 件非常现代化的比较医学研究所或比较 医学院（系）。如美国斯坦福大学医学院、
霍普金斯大学医学院、哈佛大学医学院、哥伦 比亚大学生理外科学院、加利福尼亚大学、普 林斯顿大学、田纳西大学、剑桥大学、耶鲁大 学、马里兰大学、宾州大学等都设有比较医学 系或比较医学研究所。
转基因技术和基因敲除技术可实现对动物基因组的 改造和操纵，能够主动设计制备多种疾病的动物模型 即基因工程动物，利用这些模型研究疾病的发生发展 机理和各种防治方案。
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• 现代实验动物科学技术打破了种间壁垒， 不同物种间可以进行遗传物质交换，实现 了基因水平、细胞组织水平和整体水平研 究的统一，为比较医学研究提供了广阔的 空间和无限的可能性。
5. 通过比较医学研究有助于了解生命的本质， 揭示遗传的奥秘，延缓衰老，战胜疾病。
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6. 如何利用日新月异的生物高技术为 人类健康和发展服务？如何更科学地 把实验动物科学与临床医学紧密的结 合起来？比较医学应运而生，理所当 然登上生命科学的舞台。
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发现 比较动物解剖和胚胎 血液循环
拉沃（Lower）
犬输血研究
捷纳尔（Jennr）
牛痘保护人不生天花
科赫（Robert Koch）
细菌与疾病的关系（炭疽病、结核）
巴斯德（Louis Pasteur） 细菌致弱毒免疫
巴斯德（Louis Pasteur） 狂犬病疫苗
莱夫勒（Loffler）
白喉杆菌病、抗毒素治疗
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耶鲁大学医学院比较医学系部门设置
1973年成为独立部门，包括动物资源 中心、动物医学部、病理学部、生物技 术部。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
国外比较医学发展的主要特点
1.常规实验动物的供应和生产已主要由专业 性的社会化公司来承担，医科大学和研究 机构主要培育、研究各种转基因动物、基 因敲除动物和克隆动物。
一、关于比较医学
1.什么是比较医学？ ——是对人类和动物各种生命
现象特别是疾病表现进行类比研究 的一门新兴学科。包括基础比较医 学、临床比较医学和系统性比较医 学等。
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1）早期比较医学：主要在组织、器官和整体 水平比较不同种系动物与人类之间的生理、病 理异同。 2）近代比较医学：主要是应用人工培育的各 种实验动物（包括近交系、免疫缺陷以及无菌 及悉生动物等）建立各种模拟人类疾病的动物 模型来进行研究。
现代实验动物科学技术改变了比较医学动物 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 模型建立模式
在比较医学研究中，通过传统的近交、回交等育种 方法，可建立高血压、糖尿病等自发性动物模型及裸 鼠、严重联合免疫缺陷小鼠等品系。
但是，采用上述技术手段获得纯系需要花费很长时 间，并且这些动物模型建立是一个被动获得过程，而 且有很大的偶然性，受到种间壁垒的限制。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
3. 以转基因动物、基因敲除动物和体细胞克隆 动物培育成功为标志，现代实验动物学取得 前所未有的突破，极大地推动医学生命科学 的进步。
4. 人类基因组测序已经完成，生命科学成为二 十一世纪的带头学科。应用比较医学的方法 和手段对人和动物的基因功能进行比较研究， 是促进医学生命科学发展的必由之路。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
3） 现代比较医学：在20世纪末，以转基因、 基因打靶和克隆技术培育成功基因工程动物 为标志，进入现代比较医学研究阶段。 人类基因组测序已经完成，生命科学成为 二十一世纪的带头学科。应用比较医学的方 法和手段对人和动物的基因功能进行比较研 究，是促进医学生命科学发展的必由之路。
2.通过动物实验进行比较医资料仅学供参考研,不当之究处，请促联系改进正。医学发展的典型事例
年代 BC384～322 1628
1665 1792 1878 1880 1885 1890 1904 1921 1936 1968 1980 1984
1997
发现人 亚里斯多德（Aristotle） 哈维（William Harvey）