第三节悉生动物和无菌动物在比较医学研究中的应用-实验动物中心办公网
No4第四章实验动物微生物控制
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第四章 实验动物微生物及寄生虫控制
Zhang Bing
4、悉生动物及应用
又称已知菌动物（Animal with Bacteric Flora ）
特点 ：悉生动物和无菌动物一样，实验结果排除了动 物体内不明确的微生物对实验结果的干扰 用途
单一微生物与机体的互相关系
观察多种微生物之间及其与机体之间的互相关系和菌群 失调现象
动物饲养和实验设施要符合最基本的要求
动物仅供作教学、或预备实验时使用。
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第四章 实验动物微生物及寄生虫控制
Zhang Bing
（二）清洁级动物(clean animal CL
除普通动物应排除的病原体外，不携带对动物危害大
和对科学研究干扰大的病原。
如：清洁级小鼠 排除8种细菌、5种病毒、7种寄生虫; 清洁级大鼠
悉生动物:(gnotobiotic animal GN)
在无菌动物中人为地植入已知的一种或数种微生 物的动物被称为悉生动物。
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第四章 实验动物微生物及寄生虫控制
实验动物质量控制
前
言
国家标准要求总共排除20种以上细 菌、25种以上病毒，8种以上寄生虫。
第一节
按微生物学和寄生虫学质 量控制分类
• • • • •
按微生物和寄生虫的控制程度，将实验动物划分为 1.普通级动物(Conventional Animal, C.V) 2.清洁动物(Clean Animal,C.L) 3.无特定病原体动物(Specific Pathogen Free, SPF) 4.无菌动物(Germfree Animal, G.F)四个等级，后者包括 悉生动物。
• 把保持者的缩写名称放在种群名称的前面，二者之间用冒号分开， 是封闭群动物与近交系动物命名中最显著的区别 • 近交系命名规则中的一些符号也适用于封闭群动物的命名
封闭群动物的特点
• • • • 遗传组成具有很高的杂合性 具有类似于人类群体遗传异质性的遗传组成 具有较强的繁殖力、生活力和抵抗力 突变种所携带的突变基因通常导致动物在某方面 的异常，从而成为生命科学研究的模型
同源突变系
• 定义：两个近交系，除了一个指明位点等 位基因不同外，其遗传基因全部相同的品 系。 • 命名：由发生突变的近交系名称后加突变 基因符号（用英文斜体印刷体），二者之 间以连接号分开。如：DBA/Ha-D
同源导入系
• 定义：通过回交（backcross)方式形成的一 个与原来的近交系只是在一个很小的染色 体片段上有所新的近不同的新的近交系。 • 要求至少回交10个世代，供体品系的基因 组占基因组总量在0.01以下。
（Conventional Animal, CV) • 饲养在普通环境中， 不携带人畜共患病 和动物烈性传染病 病原体的动物。如
鼠痘病毒、流行 性出血热病毒、 弓形虫。
饲养在屏障环境，除普 通级动物应排除的病原体外， 不携带对动物危害大和对科 学研究干扰大的病原体。
实验动物学与比较医学
5.选择科研、检定及生产中传统使用的LA。
6.选择具有特殊反应性的实验动物品种（系）。
如：对血压的影响，狗、猫、鼠易复制高血压模型。 过敏反应，变态反应：豚鼠 呕吐反应：狗 对皮肤的局部作用：家兔、豚鼠、猪 致热反应：兔，不能用狗（无汗腺或汗腺不发达） 动脉粥样硬化：鸽、鸡、家兔 致癌作用：小鼠、大鼠考虑到品种品系 放射病：狗（不用兔，非常敏感） 免疫：C57BL/6 国际通用小鼠。
中国温州市
中国 美国
迟发性脑病
药物致聋、致哑 肾功能衰竭
欧洲、美国 白细胞减少症 美国、欧洲部分国 1937年 白内障、骨髓损害 家、巴西 脱发、皮肤干燥、男 20世纪50年代后 美国 性乳房增大、阳痿、 期 视力下降、白内障 瑞士、西德、捷克 1953年后 肾功能衰竭 等国
历史上重大的药害事件举例(2)
三级动物（SPF级） （亚屏障系统现已取消）
3、隔离系统：四级动物（无菌级）
表1 实验动物生产间的环境技术指标
（四）实验动物的营养标准化
矿物质和水 （常量和微量元素） 1、实验动物 营养需求
蛋白质 含氮化合物
非蛋白质含氮化合物
有机物 无氮化合物 脂肪 碳水化合物 维生素 脂溶性 纤维素 淀粉 糖
水溶性
五、实验动物在医药研究中的 选择与应用
动物和人有共同的进化起源，共用一套遗传密 码系统。因此把动物和人的各种生理病理现象加以 比较分析有助于揭示生命的本质、遗传的奥秘同样 依据这种进化上的同源性和遗传上的同质性在实验 动物体复制具有人类疾病模拟表现的模型，进而采 取有效的防治措施。
药物是人类战胜疾病的 重要手段，应用药物在一 定程度上保障了人类的生 存和繁衍，促进了社会的 繁荣昌盛、社会进步、科 学的昌明。人们日益讲究 生活质量，对药物的需求 也不断增加。有病当治病， 无病需防病。人们在激烈 的竞争中迫切需要提高智 能和体能，延年益寿，延 缓衰老，保持青春常驻和 旺盛的精力，所有这一切 药物是不可缺少的 。
实验动物微生物学控制
三、应用 目前国际上公认SPF动物适用于所有科研
实验，是国际标准级别的实验动物。它的应 用价值在于它无人畜共患病，无主要传染病， 无对实验研究可能产生干扰的微生物。
第四节 无菌动物
一、无菌动物（Germfree animals ,GF） 是指不能检出一切生命体的动物。即用
现有的检验技术在动物体内外的任何部位均 检不出任何活的微生物和寄生虫。
3.饲养管理
SPF动物必须饲养在温湿度恒定的万级空 气净化的屏障系统中，实行严格的微生物控 制。
屏障系统：
主要是用于SPF级动物的饲育。有正压屏障构造、负压屏 障构造（生物安全屏障系统）也有用层流架（正压/负压）或 隔离器作SPF级屏障系统。空气经三级过滤净化后才进入屏障 设施之内，空气洁净度为1万级。出风口设有防空气倒流装置。 屏障系统设有清洁和污染走廊，进入系统的笼具、饲料、饮水、 垫料、器械等一切物品都要经过严格的消毒灭菌，人员进入要 经淋浴、更衣，使用专用的服装，进入的动物要有专用包装， 也经严格的消毒处理。系统内的人员、物品和空气等采用单向 固定的流通路线，有呼吸系统疾病和皮肤病的人员不能进入系 统内。结构要求和进入系统内的人、动物和物品的运行等与亚 屏障系统基本相同，但要求更为严格。
二、特点 1、微生物学特点
要求不携带所规定的人兽共患病原体和动物烈性传染 病的病原。
2、饲养管理 为了预防人和动物共理中必须采取一定的防护措施。 如饲料、垫料要消毒；饮水要符合城市饮用水卫生标准； 青饲料应经清洗干净晾干后再喂；外来动物必须严格隔离 检疫；房屋要有防野鼠、防昆虫的设施；要坚持经常性的 环境卫生及笼器具的清洗消毒，严格处理淘汰及死亡动物 以及限制无关人员进入动物室。
进入清洁区的人员、动物和物品要分别遵循一 定的运行路线： 1. 人员：更衣--淋浴--更衣--清洁走廊--饲养室或动物 实验室--污染走廊--洗刷消毒室--更衣--外部区域。
第三章 动物实验基本操作技能
第三章动物实验基本操作技能第一节实验动物的种类实验动物（experimental animal）指通过科学方法培育、繁殖和饲养而成并供医学、生物学实验使用的动物。
通过遗传学与微生物学的控制，培育出来的个体具有较好的遗传均一性以及对外来刺激的敏感性和实验重复性，这些动物属于高质量的实验动物。
常用实验动物的种类及其特点如下：一、青蛙与蟾蜍两者均属于两栖纲，无尾目。
是教学实验中常用的小动物。
青蛙和蟾蜍的心脏具有明显的自律性，即使在离体情况下仍能保持较长时间的、有节奏地搏动，可用于机能学的实验；其坐骨神经-腓肠肌标本常用于观察各种刺激或药物对外周神经、横纹肌或神经-肌接头的作用；蛙舌与肠系膜能作为观察炎症反应和微循环变化的标本；蛙的腹直肌可用于鉴定胆碱能神经药物的作用。
此外，还能用于水肿和肾功能不全实验。
二、小白鼠属于哺乳纲，啮齿目，鼠科。
是医学、生物学实验中用途最广泛和最常用的动物。
因其生长快，饲养消耗少，繁殖周期短，产仔多，温顺易捉，能复制出多种人类疾病的模型，适用于需大量动物的实验。
如半数致死量或半数有效量的测定、药物的筛选、药物效价比较等。
也适用于避孕药、抗肿瘤药、中枢神经系统、缺氧等方面的研究。
三、大白鼠同属于哺乳纲，啮齿目，鼠科。
牙齿锋利，性情较凶，当受惊、被挑逗或较强的刺激时容易发怒咬人。
雄性大白鼠之间常发生殴斗和咬伤。
大白鼠也具有小白鼠的其他优点。
因为可复制出多种的病理过程和疾病模型，对创伤的耐受性较强以及个体较小白鼠大，所以用途广泛。
一些在小白鼠身上不便进行的实验可选用大白鼠进行研究，如水肿、炎症、休克、胃酸分泌、胃排空、高血压、心功能不全、脏器的缺血-再灌注损伤、黄疸、肾功能不全等。
大白鼠的踝关节还用于观察药物抗炎作用等实验。
四、豚鼠又名天竺鼠、荷兰猪。
哺乳纲，啮齿目，豚鼠科。
性情温顺。
对组胺敏感并易于致敏，故常选用于复制变态反应性疾病的动物模型和研究抗过敏药如平喘药和抗组胺药的实验。
医学动物实验学
医学动物实验学进行实验研究的基本要素AEIR：动物、设备、信息、试剂。
实验动物：是指经过人工定向培养、对其携带的微生物和寄生虫实行控制，其遗传背景明确，来源清楚，并在相应的环境设施内饲养，用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。
实验用动物：所有用于科学实验的动物统称为实验用动物。
包括实验动物、野生动物、经济动物和观赏动物。
实验动物和实验用动物的区别：实验动物具有一下特点：1实验动物是遗传限定的动物；2对其携带的微生物、寄生虫实行人工控制；3实验动物的目的用于科学研究。
实验动物的研究方向：1推广“3R”实验（替代replacement、减少reduction、优化refinement）；2转基因动物研究；3动物疾病模型的开发和利用；4动物组织器官的克隆研究；5实验动物福利。
实验动物微生物学分类、概念、环境要求和应用范围：1普通动物CV；2清洁动物CL；3无特殊病原体动物SPF；4无菌动物GF和悉生动物GN。
1无菌动物GF：是指现有的检测技术在动物体内外的任何部位均检不出任何活的微生物和寄生虫的动物。
饲养条件：无菌隔离器内（隔离系统）。
应用：在生物医学研究中有较独特的作用；微生物学研究、免疫学研究、放射医学研究、营养代谢研究、老年病学研究、药理和毒理学研究、心血管病研究、肿瘤、寄生虫学、口腔医学研究。
2悉生动物GN：也称已知菌动物，指在动物体内带有明确的微生物种类的动物。
饲养条件：无菌隔离器内（隔离系统）。
应用：在多种研究中可代替无菌动物。
微生物、免疫、微生物和寄生虫相互关系等的研究。
3无特殊病原体动物SPF：指动物机体内无特定的微生物和寄生虫存在，但带有非特定的微生物和寄生虫的动物。
饲养条件：屏障环境。
应用：适用于所有科研实验，是目前国际标准级的实验动物。
各种疫苗生产所采用的动物应为SPF动物。
4清洁动物CL：除普通的动物应排除的病原外，不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原体，是根据我国国情而设定的等级动物。
实验动物学重点总结版
《实验动物学》复习重点第一章概论1.概念实验动物：实验动物指经人工培育，对其携带微生物和寄生虫实行控制，遗传背景明确或者来源清楚，用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。
实验动物学：实验动物学是以实验动物为研究对象，专门研究实验动物的饲养繁殖及育种、实验动物的标准化、实验动物的质量监测、野生动物的实验动物化及其开发应用以及动物实验技术的科学。
比较医学：比较医学是对不同种动物（包括实验动物和人）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。
3R原则：即动物实验的三大原则：替代原则、减少原则、优化原则。
2.实验动物的特点。
答：实验动物具有以下几大特点：①遗传限定：遗传动物必须是人工培育的，遗传背景明确或来源清楚的动物，即是人为遗传限定的动物。
②携带的微生物和寄生虫得到控制③适宜环境和均衡营养保证其健康生长繁育。
④应用于科学研究。
3.实验动物与实验用动物的区别。
答：实验动物是指经人工培育，对其携带微生物和寄生虫实行控制，遗传背景明确或者来源，用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。
而广义的实验用动物是指一切用于实验的动物，包括野生动物、经济动物、警卫动物、观赏动物，也包括实验动物等。
现在实验用动物则特指不符合实验动物的定义，即非标准化的实验动物。
4.国际上对动物实验伦理的5项要求。
答：国际上对动物实验伦理有如下5项要求：①动物居住空间应符合标准，注意日常的饲养管理，不使动物陷入饥饿、缺水和患病状态；②尽可能的采用代替法最少地使用和牺牲动物；③在必须使用犬、猫和猴时，在实验前应进行训练，尽可能的减少动物的恐惧和不安；④实验结束和动物不可能恢复时，应采取安乐死；⑤要爱护动物，对因实验死亡的动物应持有怜悯和感谢之情。
第二章实验动物的遗传学控制1.概念近交系：近交系是经至少连续20代的全同胞兄妹交配培育而成。
封闭群：5年以上不从外部引种，只在一定的群体中进行繁殖，为经常提供实验动物而进行生产的群体叫做封闭群。
实验动物的微生物学及寄生虫学控制
第四节 清洁动物（Clean animal，简称CL动物）
定义：除普通动物应排除的病原外，不携带对动物危害大和 对科学研究干扰大的病原。
饲养条件：屏障系统大规模生产 来源：SPF动物扩群 应用：各种科研、教学用大小鼠
清洁级动物特点：
1、微生物特点 清洁级动物比普通级动物要求排除的微生
物和寄生虫多，但比SPF动物少。清洁级动 物除肉眼观察无病外，尸体解剖时，主要 脏器、组织无论是肉眼观看还是病理组织 切片均应无病变。
(1)盲肠肥大，比普通动物要大5-6倍。 (2)肠道肌层薄，肠绒毛变细变短。 (3)肝脏重量下降。
无菌动物特点
• 循环系统
(1)心脏变小 (2)白细胞数变少，且数量波动范围小
• 免疫系统 免疫机能基本处于原始状态。
(1)胸腺，淋巴组织，网状内皮系统发育不良
(2)脾脏小，无二级滤泡，网状内皮细胞功能下降
• 3、免疫学研究中的应用
无菌动物体内既无抗原也无特异性抗体，处于 一种“原始状态”，很适合用于各种免疫功能 的研究。 如，无菌动物暴露于微生物，先产生α球蛋白，
再产生β球蛋白，最后产生γ球蛋白。
常用无菌动物进行免疫抑制剂试验研究。
4、肿瘤学研究 （1）制备人体肿瘤模型需要免疫抑制
动物，而普通动物给予免疫抑制剂后常 继发感染死亡，所以可以应用无菌动物。
SPF动物 屏障系统 确知不带有的微生物
清洁动物 屏障系统 确知不带有的微生物
普通动物 开放系统 微生物情况不明确
二、对科染病 无
无
无 未知
寄生虫 无
无
无 未知
试验结果 明确 明确 明确 有疑问
用动物数 少 少
较少 多或大量
统计价值 很好 可能好 较好 不准确