選擇實驗動物的原則
科學研究、醫療實踐、生物制品的生產和檢定都離不開實驗動物，為了保證實驗結果的科學性、重復性，必須選擇標準化及與實驗目的相適應的實驗動物。
在某種意義上講，選擇適宜的實驗動物來進行實驗，是科學研究成功的關鍵。一般應遵循以下的原則： 一、選擇與人體結構、機能、代謝及疾病特征相似的動物 利用實驗動物某些與人類相近似的特性，通過動物實驗對人類的疾病發生和發展的規律進行推斷和探索。例如，在結構與功能方面，哺乳動物之間存在許多相似點，從解剖學上看，除在體型的大小比例存在差異外，身體各系統的構成基本相似，因此，它們在生命活動中基本功能過程也是相似的。 從進化的角度看，猩猩和猴與人類最接近。在解剖學、組織器官功能、白細胞抗原及染色體帶型等方面與人相似，用這些動物試驗的結果來說明人則很有說服力。 以高膽固醇膳食飼喂兔、雞、豬、狗、猴等動物時，均可誘發動物的高脂血癥或動脈粥樣硬化。但猴和豬除有動脈粥樣硬化外，心臟冠狀動脈前降支形成斑塊、大片心肌梗塞，情況與人更為相似。 一些帶有自發性疾病的動物，可以局部或全部地反映人類類似疾病過程表現，經過遺傳育種的方法，可把這種動物培育成疾病的模型動物，以供研究。如，遺傳性高血壓大鼠、糖尿病小鼠等。 如在外科手術操作性實驗中，選用豬或狗等大動物比用大鼠、小鼠在操作實感上更接近于人類。 家犬是紅綠色盲，不能以紅綠為刺激條件進行條件反射實驗；其汗腺不發達，不宜選作發汗實驗；胰腺小，適宜作胰腺摘除術；胃小，易作胃導管，便于進行胃腸道生理的研究。 大鼠無膽囊，不會嘔吐，不能做膽功能觀察或催吐實驗。狗、貓、猴等動物嘔吐反應敏感，則宜選用。 家兔對體溫變化十分敏感，宜選做發熱、解熱和檢查熱原的實驗研究，大鼠、小鼠體溫調節不穩定，不宜選用。 一般動物可自身合成維生素C，豚鼠則不能合成，因而可用來做Vc缺乏試驗。 二、選用結構簡單又能反映研究指標的動物 進化程度高或結構功能復雜的動物有時會給實驗條件的控制和實驗結果的獲得帶來難以預料的困難。在能反映實驗指標的情況下，選用結構功能簡單的動物，例如果蠅的生活史短(12天左右)、飼養簡便、染色體數少(只有4對)、唾腺染色體制作容易等諸多優點，所以是遺傳學研究的絕好材料，而同樣方法若以靈長類動物為試驗材料，其難度是可以想像的。 三、選擇適齡的實驗動物 慢性實驗或觀察動物的生長發育，應選擇幼齡動物。在老年醫學研究中，常選用老齡動物，因其機體的代謝和各種功能反應已接近老年。一般實驗中應選用成年的動物，常用實驗動物成年體重如表7.1。 表1 常用實驗動物成年體重 ──────────────────────────────── 動物 小鼠 大鼠 豚鼠 家兔 貓 狗 ──────────────────────────────── 體重 18-28g 180-280g 350-650g 2-3kg 1.5-2.5kg 9-15kg ──────────────────────────────── 四、選擇易獲得、經濟、易飼養管理的動物 在不影響實驗結果正確可靠的前提下，盡量選用容易繁殖，比較經濟實用的實驗動物。當前“３個R”的原則已經在國際上被接受和推廣，３R是指Reduction( 減少 ) 、Replacement(替代)和Refinement(優化),意思為盡量減少動物實驗的次數和使用動物數量；盡可能使用替代物和善待動物，使實驗設計盡善盡美。所以能用小動物的不用大動物，能用低等動物不用高等動物。 實驗動物選擇時應注意的問題 一、年齡、體重 不同品種和品系的實驗動物其壽命各不同，有的以日,有的以月,有的以年計算。如果對狗和小鼠均觀察一年，所反應的發育過程是不同的，即使同樣是狗，不同的年齡階段所得的實驗數據也不盡相同。所以選用實驗動物時，應注意到實驗動物之間、實驗動物與人之間的年齡對應，以便進行分析和比較。表7.2是狗與人的年齡對應表。 表2 狗與人的年齡對應 ───────────────────────────── 年齡對應(年) ───────────────────────────── 狗 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 人 15 24 28 34 40 42 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 ───────────────────────────── 動物的體重與年齡有一定的關系，也可按體重推算年齡，例如昆明小鼠6 周齡時雄性約32g，雌性約28g；Wistar大鼠6周齡時雄性為180g,雌性約160g，豚鼠2 月齡體重約400g,日本大耳白兔8月齡時體重約4500g。應注意的是，動物體重除與年齡密切相關外,與動物品種、品系、營養狀態、飼養管理等因素有關，不宜籠統對待(表7.3、7.4)。 表3 人和實驗動物生命過程中某些數據 ────────────────────────────── 種 類 妊 娠 期 哺 乳 期 性 成 熟 壽 命 ────────────────────────────── 人 280天 13.5年 70年 獼 猴 170天 3個月 ♂4.5,♀3.5年 20年 狗 63天 1個月稍多 6個月 15年 貓 57～63天 1個月稍多 7個月 10年 家 兔 30～32天 42天 7.2個月 7～8年 豚 鼠 60～72天 15天 ♂60～70,♀40～50天 6～7年 金黃地鼠 15～18天 15～20天 5～8周 大 鼠 18～22天 20～25天 ♂60～80,♀50～80天 2～3年 小 鼠 18～22天 17～21天 40～50天 2～3年 豬 114天 30天 8.5個月 16年 山 羊 152天 30天 6～7個月 8～10年 綿 羊 149天 30天 6～7個月 10～15年 ────────────────────────────── 表4 不同日齡小鼠的體重情況 ─────────────────────────────── 昆明 615 C3H 日齡 ──────────────────────────── ♂ ♀ ♂ ♀ ♂ ♀ ─────────────────────────────── 初生 1.90 1.70 1.58 1.58 1.44 1.44 7 6.40 5.70 4.64 4.64 4.40 4.40 14 9.77 8.35 7.96 7.96 7.00 7.00 21 12.70 12.50 9.83 9.83 9.70 9.70 28 20.00 17.50 19.00 15.75 13.30 12.10 35 29.50 24.00 22.58 20.75 17.20 15.20 42 32.50 28.50 25.96 21.88 20.00 17.80 49 36.00 30.00 27.96 23.12 21.20 18.00 56 38.00 33.00 28.83 24.16 22.30 19.27 63 40.00 34.00 28.88 24.80 25.30 20.85 70 41.00 35.00 29.79 25.28 25.80 22.10 ─────────────────────────────── 同一實驗中，動物體重盡可能一致，若相差懸殊，則易增加動物反應的個體差異，影響實驗結果的正確性。 二、性別 性別不同對實驗的敏感程度可不同。例大鼠皮下注射0.1～0.2ml的 30％乙醇溶液,雄性動物死亡84％，而雌性動物死亡30％。有時雌性動物的敏感型較雄性高，如用戊巴比妥鈉麻醉大鼠，雌性動物的敏感性是雄性動物的2.5～3.8倍。又如雌雄小鼠對食鹽急性毒性與慢性毒性的敏感性不一致，急性毒性雌鼠較雄鼠敏感，而慢性毒性雄鼠較雌鼠敏感。一般來說，實驗若對動物性別無特殊要求，則宜選用雌雄各半。 三、生理狀況 動物如果懷孕、哺乳等對實驗結果影響很大，因此實驗不宜采用處于特殊生理狀態下的動物進行。如在實驗過程中發現動物懷孕，則體重及某些生理生化指標均可受到嚴重影響,有時應將懷孕動物剔除。動物換毛季節例雞換羽,兔換毛,動物的免疫功能低下。 四、健康狀況 動物的健康狀況對實驗的結果正確與否有直接的影響。健康動物從外觀看，體型豐滿、發育正常、被毛濃密有光澤緊貼身體、眼睛明亮活潑、行動迅速、反應靈敏、食欲良好。微生物檢測符合等級要求。 五、微生物等級 等級表示實驗動物微生物控制的標準化條件。按微生物學控制分類，國外將實驗動物分成四級，即普通動物、無特定病原體動物、悉生動物及無菌動物。根據我國實際情況,國家科委將實驗動物分為普通動物、清潔動物、SPF動物和無菌動物(包括悉生動物)四個級別。各級動物具有不同的特點，分別適用不同的研究目的。Gf動物是一種超常生態模型，即能排除微生物對背景的干擾，亦減少了免疫功能的影響，SPF 動物是正常的健康無病模型，應用這類動物，能排除疾病或病原的背景性干擾；普通動物具有價廉、易獲得、飼養設施簡便、容易管理等特點，但選用時應考慮微生物對實驗結果的影響。根據各級實驗動物特點有人將其在實驗中的優缺點總結于表7.5。 表5 普通動物、SPF動物與無菌動物特點比較━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 實驗項目 普通動物 SPF動物 無菌動物━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 傳染病 有或可能有 無 無 寄生蟲 有或可能有 無 無 實驗結果 有疑問 明確 明確 應用動物數 多(或大量) 少數 少數 統計價值 不準確 可能好 好 長期實驗 困難 可能好 可能好 自然死亡率 高 低 很低 長期實驗存活率 約40% 約60% 約100% 實驗的準確設計 不可能 可能 可能 實驗結果討論價值 低 高 很高━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 六、遺傳背景 盡量選用遺傳背景明確的品系動物，而不選用隨意交配繁殖的雜種動物。采用遺傳學控制方法培育出來的近交系動物、突變系動物、雜交系動物存在遺傳均質性，反應一致性好，因而實驗結果精確可靠，廣泛用于各科研領域。封閉群動物在遺傳控制方面雖比未經封閉飼養的一般動物嚴格,具有群體的遺傳特征,但是動物之間存在個體差異。因此，其反應的一致性不如近交系動物。 各種近交系動物均具有獨特的性質，要根據不同的需要進行選擇。并非隨意選擇一個近交系就比非近交系動物好。由于近交系動物即便是同種的動物，亦可能在某些特性上存在很大差異。從某種意義上講，如果選用不當, 可能反而得不出正確的實驗結論。不同品系的小鼠對同一刺激的反應差異很大，在選用時應充分注意。如C57BL 小鼠對腎上腺皮質激素的敏感性比DBA及BALB/c小鼠高12倍；DBA小鼠聞電鈴聲音刺激后可出現明顯的癲癇癥狀，甚至死亡，而C57BL小鼠則根本不出現此反應；DBA/2及C3H 小鼠對同一種病毒(Newcastle 病毒)的反應和DBA/1小鼠則完全不同， 前者引起肺炎而后者引起腦炎；A、TA2、C3H小鼠易致癌，C57、C58、TA1等品系不易致癌；AKR、DBA/2、L615等品系易致白血病，C3H雌鼠乳腺癌自發率達90%等。