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实验动物科学

实验动物科学》曾用名《北京实验动物科学》、《北京实验动物科学与管理》、《实验动物科学与管理》等,1988后由北京实验动物学学会北京实验动物研究中心及北京实验动物管理办公室共同主办至今。于1991年开始公开发行,1994年获准广告经营许可。2007年开个更名为《实验动物科学》。

研究实验动物和动物实验的科学叫做实验动物科学,有很多分支,是一门新兴学科。

实验动物科学laboratory animal science;LAS 实验动物科学是以实验动物为主要对象和研究重点,以服务于动物实验为工作目标和探索方向的一门既综合性又应用性学科。

实验动物科学(Laboratory Animal Sciences),是研究有关实验动物和动物实验的一门新兴科学。前者,是以实验动物本身为对象,专门研究它的育种、保种(培育新品种、保持原有品系的遗传特性)、生物学特性(包括解剖、生理、生化、生殖及生态等特点)、繁殖生产、饲养管理以及疾病的诊断、治疗和予防,以期达到如何提供标准的实验动物;后者,是以实验动物为材料,采用各种方法在实验动物身上进行实验,研究动物实验过程中实验动物的反应、表现及其发生发展规律等问题,着重解决实验动物如何应用到各个科学领域中去,为生命科学和国民经济服务。简言之,实验动物科学是专门研究实验动物的生物特性、饲养繁殖、遗传育种、质量控制、疾病防治和开发应用的科学。 [1]

实验动物科学诞生于20世纪50年代初期,现在已发展成为一门独立的、综合性的基础科学,它是融合生物学、动物学、兽医学和医学等科学,并引用了其它自然科学的成就发展起来的;因此这门科学是综合性的,它所涉及到的知识面很广泛,它所包括的内容极为丰富,其中不仅要以生物学、医学、药学、兽医学、畜牧学等为对象,以遗传学、育种学病理学、生理学、营养学、微生物学等为基础,还要引用机械工程学、环境卫生学、建筑学等科学,对实验动物和动物实验方法进行开发和研究。

实验动物科学(Laboratory Animal Sciences),是研究有关实验动物和动物实验的一门新兴科学。前者,是以实验动物本身为对象,专门研究它的育种、保种(培育新品种、保持原有品系的遗传特性)、生物学特性(包括解剖、生理、生化、生殖及生态等特点)、繁殖生产、饲养管理以及疾病的诊断、治疗和予防,以期达到如何提供标准的实验动物;后者,是以实验动物为材料,采用各种方法在实验动物身上进行实验,研究动物实验过程中实验动物的反应、表现及其发生发展规律等问题,着重解决实验动物如何应用到各个科学领域中去,为生命科学和国民经济服务。简言之,实验动物科学是专门研究实验动物的生物特性、饲养繁殖、遗传育种、质量控制、疾病防治和开发应用的科学。

实验动物科学诞生于本世纪五十年代初期,现在已发展成为一门独立的、综合性的基础科学,它是融合生物学、动物学、兽医学和医学等科学,并引用了其它自然科学的成就发展起来的。因此这门科学是综合性的,它所涉及到的知识面很广泛,它所包括的内容极为丰富,其中不仅要以生物学、医学、药学、兽医学畜牧学等为对象,以遗传学、育种学、病理学、生理学、营养学、微生物学等为基础,还要引用机械工程学、环境卫生学、建筑学等科学,对实验动物和动物实验方法进行开发和研究。 [1]

自从20世纪50年代初“实验动物科学”这个名称诞生以来,经各个领域的科学家们对实验动物本身和动物实验过程中的许多重要因素进行的广泛研究和大量资料积累,至今已成为一门具有自己理论体系的独立性学科。它的内容主要包括:

(Laboratory Animal Breeding Science) 主要研究实验动物遗传改良和遗传控制,以及野生动物和家畜的实验动物化。

(Laboratory Animal Medicine) 专门研究实验动物疾病的诊断、治疗、予防以及它在生物医学领域里如何应用的科学

(Comparative Medcine) 研究所有动物(包括人的)基本生命现象的科学称为比较医学。对动物和人的基本生命现象,特别是各种疾病进行类比研究是这门学科的主要特征。已形成比较解剖学比较生理学、比较病理学、比较外科学等,并可采用其异同点,通过建立实验动物疾病模型来研究人类相应的疾病,即可采用人工的即实验性(Experimental)的和动物自发性(Spontaneously Occureed)的动物疾病作模式,研究人类疾病的发生、发展过程和诊断治疗、宿主抗力机制、临床变化、药物、致癌物质、残留毒物试验等,直接为保护与增进人类健康服务。

(Laboratory Animal Ecology) 研究实验动物生存的环境与条件,如动物房舍、动物设施、通风、温度、湿度光照、噪声、笼具、饲料、饮水以及各种垫料等。

(Animal Experiment Techniques) 是进行动物实验时的各种操作技术和实验方法,也包括实验动物本身的饲养管理技术和各种监测技术等。 [1]

实验动物科学发展的最终目的,就是要通过对动物本身生命现象的研究,进而推用到人类,探索人类的生命奥秘,控制人类的疾病和衰老,延长人类的寿命。随着医学生物科学的突飞猛进发展,认识到公害问题不仅已成为粮食、人口、老年人等的重大社会问题,而且还涉及到地球上生活着的动物生存问题,例如产业公害、食品公害、药品毒性等,均直接影响人体健康,对这些问题的研究,最终必然要通过动物实验(包括动物疾病模型的开发等)来阐明解决。因此,实验动物科学,特别是实验动物的重要性愈来愈被人们所认识,它已被认为是人类追求幸福生活的支柱,故实验动物科学亦被称之为生命科学。为此,先进国家对实验动物科学的发展,均给予高度的重视,其投入的经济物资和技术力量,几乎可同发展原子能科学相提并论,其重要意义可想而知。

实验动物科学,现在已经成为现代科学技术不可分割的一个组成部分,已形成一门独立的综合性基础科学门类。这门科学的重要性在于,一方面它做为科学研究的重要手段,直接影响着许多领域研究课题成果的确立和水平的高低;另一方面,做为一门科学,它的提高和发展,又会把许多领域课题的研究引入新的境地。因此,实验动物科学技术的重要性可概括为下面三句话:它是现代科学技术的重要组成部分,是生命科学的基础和条件,是衡量一个国家或一个科研单位科学研究水平的重要标志。

实验动物科学是伴随着生物医学科学,通过漫长的动物实验过程形成的。但是,实验动物科学的迅速发展,使得实验动物的研究价值已经不仅限于生物科学方面,而且广泛地与许多领域科学实验研究紧紧地联系在一起,成为保证现代科学实验研究的一个必不可少的条件。在很多领域的科学研究中,实验动物充当着非常重要的安全试验、效果试验、标准试验的角色。

当前正处于世界范围内新技术革命的非常时期,生物工程、微电子技术,新材料和新能源正在突飞猛进地发展,21世纪人类步入生命科学的新时代,作为生命科学研究的基础和条件实验动物科学,已受到世界各国的普遍重视,投入了巨大的人力物力,这是因为在生物科学领域内,不能用人去做实验,我们必须借助实验动物去探索生物的起源,揭开遗传的奥密,攻克癌症的堡垒,研究各种疾病与衰老的机理,监测公害、污染,保护人类生存的环境,生产更多更好的农畜产品为人类生活造福,在药品、生物制品、农药、食品、添加剂、化工产品、化妆品、航天、放射性和军工产品的研究,试验与生产中,在进出口商品检验中,实验动物是不可缺少的材料,并且总是做为人类的替身,去承担安全评价和效果试验,在生命科学领域内一切研究课题的确立,成果水平的高低,都决定于实验动物的质量,没有它,我们的科学实验就不能在时间、空间和研究者之间进行比较,我们的科研成果、论文就不能在国际上进行交流,得不到国际的公认,将被国际同行们看为科学水平不高甚至是一堆废纸。迅速发展中国实验动物科学事业,是加快祖国“四化”建设,把中国建设成为社会主义现代化强国的需要。

在生命科学研究领域内,进行实验研究所需要的基本条件可以总括为:实验动物(Animal)、设备(Equipment)、信息(Information)和试剂(Reagent)。我们可以把它们看作是生命科学实验研究中的基本要素,可简称为AEIR要素。这四个基本要素,在整个生命科学研究实验中,具有同等重要的地位,不能忽略或偏废。由于科学技术的发展,获得高、精、尖的仪器设备、化学试剂和必要的情报信息已不是困难的事情了。但是,我们在实际工作中,往往把设备、信息和试剂这三要素看得比较重,也比较重视,舍得花钱,而对实验动物这一要素一般不太重视,所造成的沉痛教训是不少的。如在兽医生物药品制造上,由于猪瘟疫苗生产和检定上没有适当合格的动物,内蒙、陕西、四川、河南、河北、湖北、广东等地,不断发生因接种疫苗后猪大量死亡及疫病扩散的事故,造成很大的损失和不良的政治影响。生物制品工作中,由于没有SPF(无特定病原体)鸡,鸡胚污染白血病毒,所生产的麻疹疫苗等人用疫苗和鸡马立克氏病弱毒疫苗等禽兽用疫苗,出口受到影响。某医大某教授1980年去日本交流经验时,宣读了“克山病的研究论文”引起了日本医学界的重视,但当对方了解到他所使用的动物是来源历史不清的一般动物时,则认为其“实验结果的科学性不强”。这类例子并不少见。因此,急待把实验动物科学搞上去,为各学科研究提供各种标准化的实验动物。但由于实验动物品种系复杂,保持质量标准困难,规格要求严格,可使用的时间短促,无法控制的繁殖规律,对于生活环境依赖性高等特点,决定了它比其它工业产品更难生产,常可造成在生产和流通程中的特殊困难。在中国普遍采用国际上公认的标准实验动物,进行实验研究,还需要经过艰苦努力才能办到。 [2]

(一)生命科学方面

这方面是比较直接的、大量的。生命科学中,人类的健康和福利研究离不开应用实验动物。在对人的各种生理现象和病理机制及疾病的防治研究中,实验动物是人的替难者。譬如,癌症是威胁人类健康的最大疾病,由于在肿瘤的移植、免疫、治疗等研究中使用了裸鼠、悉生动物无菌动物,对各种恶性肿瘤的致癌原因,尤其是化学致癌物质、病毒致癌、肿瘤的病毒、免疫、治疗等方面和研究有了极大的进展,计划生育研究有相当大的工作是在动物身上作的。巴甫洛夫条件反射试验和中国生物学家朱洗的无外祖父的蟾蜍,即由动物实验进行成功。各种疾病,如高血压、动脉硬化心脏病甲状腺疾病、糖尿病、肥胖症肺炎支气管哮喘肺气肿矽肺、神经系统疾病、精神病、重症肌无力胃病、肾病、肺病、胰病、胆病、畸形、传染病及外科病等发病、治疗与痊愈的机制及其生理、生化、病理、免疫等各方面的机理,都经过动物实验加以阐明或证实。因此,有人统计生物医学的科研课题有百分六十以上需要用实验动物,有许多课题的研究离开了实验动物就寸步难行。

(二)制药工业和化学工业方面

这方面对实验动物的依赖更为明显。药物和化工产品的副作用,对生命的影响程度包括致癌、致病、致畸、致毒、致突变、致残、致命,都是从实验动物的试验中获得结果。

制药和化学工业产品如不用实验动物进行安全试验,包括三致(致癌、致畸、致突变)试验,给人类应用将会造成十分严重的恶果。如1962年,西德某药厂生产一种安眠药Thalidomide,推广给孕妇使用,结果在若干年内发现畸胎发生率增高,究其原因就是与孕妇服用Thalidomide有关。

制药、化工等工业的劳动卫生措施,特别是各种职业性中毒(如铅、苯、汞、锰、矽、酸、一氧化碳、有机化合物等)的防治方法,都必须选用实验动物进行各种动物实验后才能确定。

实验动物也是医药工业上生产疫苗,诊断用血清,某些诊断用抗原,免疫血清等的重要材料,都是将菌毒种等接种于动物体内而制成。例如从牛体制备牛痘苗,猴肾制备小儿麻痹症疫苗,马体制备白喉破伤风气性坏疽等血清,金黄地鼠肾制备乙脑和狂犬病疫苗小鼠脑内接种脑炎病毒后的脑组织制备血清学检验用的抗原等。

(三)畜牧科学方面

疫苗的制备和鉴定、生理试验、胚胎学研究、营养饮料的分析、保持健康群体以及淘汰污染动物等工作,都要使用实验动物。特别是在畜禽传染病的研究工作中,常急需要有合格的实验动物进行实验。目前在兽医科学研究上,由于所用试验动物或鸡卵不合乎标准,质量很差,严重影响科研效果,甚至在某些疫病的研究工作中,因无SPF动物和SPF卵,试验无法进行,所制备的疫苗的效果难以保证,导致大量畜禽病死,在经济上带来重大损失。如1981年,中国某兽医生物制品厂生产的猪瘟疫苗混有猪瘟强毒,结果注射后引起大批猪死亡,造成国家经济的很大损失,其原因是由于制苗所用的仔猪带毒,而安全检验用的动物数量和质量又符合要求所引起的,又如在生产鸡新域疫疫苗过程中,由于使用的鸡卵不是SPF鸡卵,使疫苗的质量得不到保证。

(四)农业科学方面

新的优良品种的确立除要做物理的、化学的分析以外,利用实验动物进行生物学的鉴定是十分重要和有意义的。化学肥科、农药的残毒检测,粮食、经济作物品质的优劣等,最后也还是要通过利用实验动物的试验来确定。

化肥和农药是提高农业生产的重要材料,由于未经严格的动物试验而发生的问题很多。在合成的多种新农药化合物中,真正能通过动物试验对人体和动物没有危害的只占1/30,000,其余都因发现对人的健康有危害而禁用。例如早在40年代,美国就应用杀虫剂易乙酰胺,但以后发现它是强致癌剂而停用,但已经造成了对环境的污染。五十年代研究出一种杀蟥剂Aramite,广泛用于棉花、果树、蔬菜,用了七年后发现能引起大鼠和家犬的肝癌,不得不停用,但也已造成了环境的污染。中国过去大量使用有机氯农药,后也发现它们有致癌作用,70年代,中国从瑞士的汽巴嘉基公司进口杀虫眯的生产流水线,化了大量投资建立了生产厂和20个车间,但就是因为忽略了动物的安全性试验而造成了很大损失。因为投产后,才从国外知道消息,杀早眯能致癌,国外已经不用。以后中国只好停止发展,但已造成损失。由此可见,用实验动物进行的安全性试验对农药、化肥等生产极为重要。

(五)轻工业科学方面

人们的吃穿用,包括食品、食品添加剂、皮毛及化学纤维、生物日常用品,特别是化学制品有害成份的影响,都要用实验动物去试验。

食品、食品添加剂、皮毛制品、化妆品等上市销售,都要求必须先经国家指定的机构采用实验动物进行安全性试验,以证明其对人体无急慢性毒性,且无致癌、致畸、致突变作用,才能供应市场。

(六)重工业和环境保护方面

在重工业上,对有害物的鉴定和防治,以及国土的整个环境保护,包括废物的、气体的、光辐射的、声干扰的,等各方面的研究工业中,实验动物都是监测的前哨和研究防治措施的标样。

(七)国防和军事科学方面

各种武器杀伤效果,化学、辐射、细菌、激光武器的效果和防护,以及在宇宙、航天科学试验中,实验动物都作为人类的替身而取得有价值的科学数据。

人们都知道,在宇宙飞船首次遨游太空时,代替人类受试作生理试验的是实验动物。通过动物实验,研究人体在太空条件下,失重、辐射和天空环境因素对机体生理状态的影响。在核武器爆炸的试验中,实验动物被予先放置在爆炸现场,以观察光辐射冲击波电离辐射对生物机体的损伤,此外,在战伤外科的研究中,在防军事毒剂和细菌武器损伤的研究中,实验动物均被用来代替人类作为战争中的受难者,从而研究对各种战伤的有效防治措施。因此,实验动物在军事医学研究上具有特殊的应用价值。

(八)商品鉴定和国际贸易方面

现在已把实验动物的实验鉴定列为法规,它直接影响着对外贸易的数量、质量和信誉。

(九)行为科学的研究方面

实验动物在行为科学的研究中也占有重要地位。例如,汽车设计中的撞击,土建设计中震动的允许程度,灾难性事故的处理等,国外也已经采用实验动物模拟人类。

(十)实验动物科学本身研究方面

在实验动物科学本身研究中,由于其综合性很强,例如,涉及数学、物理、化学、生物学、动物学、胚胎学营养学、微生物学、遗传学、解剖组织学,寄生虫学、传染病学、免疫学、血液学、麻醉学、生态学等,虽然它的直接研究目的,是取得适用于各种特性需要的实验动物,但它对生物科学的微观领域,都进行了更为深入的探索,例如,在遗传学、生殖生理学等的科学以及实用技术方面,都不断取得突破。

实验动物科学应用得如此广泛,主要是由实验动物的特点所决定的。实验动物具有无菌或已知菌丛、遗传背景明确、模型性状显著且稳定,纯度高、敏感性强、反应性一致、重视性好以及繁殖快(世代间隔短)、产仔多、价格相对低廉等特点。因而被广大科学工作者称为“活的试剂”、“活的精密仪器”,可以满足各种不同研究要求和生产需要,因而广泛应用于医学、兽医学、药学、营养学、农学、畜牧学、劳动保护、环境保护、计划生育与优生、食品与饮料添加物、日用化妆品、化纤织物以及生命科学和国际科学等领域。特别是医学、兽医学和有关的生物学的理论研究以及生物药品制造、化学药物筛选、鉴定等实现现代化的重要的工具之一,有力地推动着国民经济的发展。

加强对实验动物科学技术的研究,还可为野生动物资源开辟新的利用途径。中国野生动物资源极为丰富,根据1980年“中国动物学会脊椎动物学术会议”文献记载,中国的畜类有420多种,占全世界种类的11.1-(而中国的土地面积仅占世界总数的7-)。单就灵长目(猴类)而言,中国就有18种之多,日本只有1种,英国和美国都没有野生猴类。鸟类种类就更多,有1100余种。这些野生动物都是培育实验动物的宝贵资源,这个巨大的“遗传资料库”的开发和应用,不仅可以满足中国科研、教学与生产的需要,还可大量出口换取外汇与进行动物交换,将为中国四化建设与人类健康作出更大的贡献。

中国是一个10亿多人口的国家,大小畜禽数以亿计,对实验动物的需用量特别大,据估计国家每年约需1,500~2,000万头/只(包括特殊实验动物在内)。随着科学技术与工农业生产的发展,对实验动物质量的要求愈来愈高。因此,加强对实验动物的科学研究,生产更多的、质量更好的实验动物,既可加速对医学、公共卫生学、兽医学等生物科学重大理论的研究及生命现象的探讨,促进科学技术的现代化,加速消灭150余种人畜共患病与各种常见病的危害,增进人民健康,同时还可保证生物药品制造与畜牧业的安全生产,促进国民经济的发展。所以,这不仅有巨大的科学意义,而且有重要的现实意义与深远的战略意义。

实验动物科学技术领域的广泛应用,对各国的国民经济发展发挥了重要作用,已经受到世界各国的高度重视。被世界卫生组织WHO)所承认,并协同国际上其它组织一起向世界各国提供实验动物科学的培训、技术资料及咨询服务等。在许多经济发达的国家中,实验动物已经发展成为独立的科学研究与生产部门。例如美、英、德、法及日本等都已建立了全国性的、现代化的实验动物中心、研究中心及辅助用品规程化的生产公司。如英国目前的实验动物中心,即Laboratory Animal Centre(LAC),其前身就是1947年以前的实验动物局(Laoratory Animal Bureau,LAB);美国实验动物协会(American Association of Laboratory Animals Science, AALAS),其前身就是1948年设立的动物管理者小组(Animal Care Panel,ACP)日本有实验动物研究会。法国于1953年,荷兰于1955年,西德于1956年相继设立了中心机构。同时在1956年联合国又创立了国际实验动物委员会(ICLA)。在这些国家里均实现了实验动物生产社会化、标准化、商品化;完整的组织机构与完善的教育、科研、生产管理与应用体系,有力地推动着工农业的生产、医疗保健事业与科学技术的发展。

美国生物科学课题投资的百分之四十涉及实验动物;百分之六十的生物学科研课题需要实验动物。美国卫生署每年的经费是4亿美元,用于培养1万人和资助2万个课题,这两项工作中,有百分之五十的任务要利用实验动物进行研究才得以完成。美国卫生署的肿瘤研究中心,每年的研究经费的2.2亿元,而需要利用实验动物进行研究的课题占1.4亿美元,即占总经费的百分之六十三以上。生产实验的动物专业公司就有30余个,已拥有实验小鼠品系250个,小型实验猪15种,豚鼠品系30余个,地鼠品系30余个,大鼠品系60余个,兔子14个品种,猴子50余种以及狗、猫、禽等。美国1981年用了各种品系的小鼠共8000万只;大鼠7000万只,豚鼠60-70万只,家兔60-70万只,非人灵长类3.4万只。根据全美国有关科学家的人数来计算,每人每年的平均使用量不少于1000只,美国现有高级实验动物专家50多人,中级实验动物科学专家6000多人。他们不但生产一般实验动物而且大量生产特种动物如SPF、GF、GN等年产几百万头/只,不仅满足了各种研究的需要,而且还满足了年产近万种化学药物检定的需要。先后在心血管、内分泌、器官移植、肿瘤、老年病、免疫等研究方面取得了一系列的先进成果。

实验动物科学在日本也得到了大力发展,自1951年就开始了实验动物现代化运动,经过19531958年实验动物科学工作的启蒙时期,和以后的实验动物科学工作现代化的普及时期,及实验动物科学工业的现代化发展时期。现在日本在实验动物的设施和技术方面在国际上是占优势的。近交系动物无菌动物悉生动物、无特殊病原体动物等均已社会化、商品化。小鼠每年使用数为1,200万只,其中SPF的达400万只,大鼠使用数为360万只,其中SPF的占半数。

在这些经济发达国家中,不仅有一系列的实验动物科学组织机构,而且在实验动物的研究、生产、应用、开发以及有关设施、建筑、笼具、饲料、垫料、各种仪器,直到人员培训、学位评审、考核晋升等方面的工业都有明确的分工和规定。同时,还有由专家制品、国会批准颁布的有关实验动物工作法规。这一套比较完整的科学管理体系,保证和促进了实验动物科学这门学科的迅速发展。

美国实验动物管理法规的第一版,是在1966后经国会批准的。随着实验动物的管理和应用知识不断丰富,相继修改过四次,其主要内容是:不得虐待动物,保证实验动物的质量,对实验动物生长发育所需的各种条件必须保证,并对实验动物疾病的处理、周围环境、工作人员的素质等都做了明确规定。达不到规定的要求者,不准饲养动物,所做的实验不被承认。因此,在法规颁布后,几乎全部实验动物生产公司、研究单位、制药厂、大学的有关实验室都进行了改建、翻修,由农业部每两个月检查一次法规执行情况,对不符合要求的单位,有权作出制裁。如对不符合要求者每天罚款1000美元,如限期不改,即撤销研究经费或勒令停业。法规对技术上的要求也很具体。如对化学药品,食品添加剂以及某些化妆品等物的安全性试验,必须通过使用两种以上的动物实验。一种是大动物,如猴或家犬,另一种是小动物如大鼠、小鼠等。新产品投入市场前,需要将使用动物的品系质量,试验工作的操作过程经过二、三年所做的试验结果,报请美国食品药品管理委员会审查批准。这不仅在法规上保证了新产品的质量,也促进了本学科的不断发展。

在这些经济发达国家中还专门设有为了实验动物科学的发展和动物质量提高的独立研究机构。在许多综合性大学、医学院、兽医学院、研究所和许多进行动物实验研究的单位,都设有规模相当大、水平相当高、设施和环境条件现代化的实验动物中心。在那里进行着实验动物和动物实验的各方面的科学研究工作。他们根据研究的不同需要,按照遗传工程原理,共培育着2607种实验动物。其中,各类动物的近交系达772种(小鼠计540种);部分近交系132种(小鼠46种);随机近交系79种(小鼠45种);重组近交系45种(小鼠18种);突变系506种(小鼠60种);远交系372种(小鼠135种);同源系528种(小鼠390种);杂交F180种(小鼠60种);其它129种(小鼠93种)。

美国国立卫生研究院(NIH)内设有45个动物资源开发中心,其中有37个设在各大学医院的比较医学系、兽医学院的实验动物科学系以及专门研究所内。日本实验动物中央研究所设有三个部、四个中心、一个所。其中三个部为实验动物科学部、生物医学科学部、研究开发部。在这三个部内设有10个研究室:育种研究室、生殖研究室、营养研究室、动物医学研究室、环境影响研究室、饲养技术开发研究室、发生研究室、免疫研究室、内分泌研究室以及肿瘤研究室等。四个中心为:疾病检查中心、学术情报中心、动物管理中心和灵长类实验中心。一个所是临床前医学研究所。该所内设有五个部,即管理部,药理部、病理毒理部、血液化学部和神经药理部。

在美国有1300个有关实验动物工作的生产与研究单位。日本专门生产实验动物的公司有50多个。实验动物工作已形成为一个专业化、规格化、商品化和社会化的科研和经济体系。

美国NIH实验动物资源中心和杰克逊实验室,是世界上最大的遗传保种和遗传研究中心。仅NIH实验动物资源中心就维持着250种近交系大小鼠,不同背景的无胸腺裸鼠有20多种,其中重组近交系的培育成功是哺乳类动物遗传学中的一个重要进展,并已广泛用于新的多态基因位点和新的组织相溶性位点的鉴定和多态型位点的多效性以及其连锁关系的研究。同时,也广泛应用于感染性、自发性、诱发性等病变的研究及生物学、药理学、形态学行为学等方面的研究。

目前,各国都利用基因调控原理进行嵌合体和单亲纯合又倍体动物的研究。嵌合体动物也称异型动物或四亲动物,这种动物可用于细胞谱系实验胚胎学发生遗传学以及免疫学等研究领域。单亲纯合双倍体动物育成技术又称为雌核发育技术,是近几年中发展起来的技术,这种新技术的试验成功,可大大加快新品种的培育。使需要100年才能育成的实验动物,只用一年的时间就可完成,并可在纯合过程中,解决致死基因造成的胚胎期死亡问题。各国实验动物研究的另一个动向是各种病理模型动物的培育。现已培育成功许多种遗传突变型的免疫缺陷动物。日本专门成立了“难病”疾病模型研究组织。初步调查,有40多种“难病”,每种“难病”都设有专门的疾病模型研究小组。以小鼠为例,已发现的突变基因位点有893个,已育成与人类疾病类似的病理模型417种。美国三个兽医学院(康奈尔、宾州俄亥俄州)中,都在进行这方面研究。美国宾州大学兽医学院,已筛选出加拿大纽芬兰犬,能够发生与人类先天性心脏病几乎一样的心脏病,并采用病理组织学细胞遗传学分子生物学方法进行基因定位研究。为了清楚地知道基因突变的奥妙,他们正在探索直接测定DNA的技术。同时,这个大学的代谢研究室还采用生物化学方法筛选出具有先天性碳水化合物失调的猫,以及氨基酸代谢机能失调的家犬。它们与许多儿童的代谢性疾病相似。美国卫生署为此拨给他们专款作为研究经费。除此以外,他们正在为老年多发病培育具有多特性、多效性的动物模型。已培育成功的有:既无胸腺、又无脾脏的动物模型;既有高血压和糖尿病又肥胖症的动物模型;无B细胞功能的动物模型;无K细胞功能的动物模型;无巨噬细胞功能的动物模型等。

(一)中国实验动物科学发展简况

中国实验动物科学的发展比较缓慢。解放前只有少数的高等院校、医药部门进行一些实验动物工作,主要是繁殖一定数量的各种实验动物。

解放后,中国的实验动物科学,在党和政府的重视、关怀下,加上中国广大医学、兽医学和实验动物科学工作者的共同努力,我们在实验动物的研究与生产方面作了大量工作,取得了不少成绩,全国已形成了一支约500-600人的实验动物专业队伍,先后培育成功了象低癌系津白一号、高癌系津白二号和白血病试验小鼠615这样有价值的近交系小鼠,从国外引起并经过保种、繁殖与应用较多的有C3H、C57BL、DBA/2、BALB/c以及裸鼠等共20个品系;培育SPF鸡、猪和裸鼠的微生物监测技术已达八种以上(81年的统计);在实验动物的保种、育种、饲养、管理、繁殖、疾病防治、环境控制以及其它监测技术方面,也都取得了初步进展;在医学、兽医学以及其它有关生物科学的应用上,获得了一些具有世界水平的成果,这些成果都为科研、工农业生产的发展创造了条件,为保障人民健康与国民经济发展作了贡献。

但由于中国长期受“左”的干扰,特别是“四人帮”的严重破坏与不少同志对实验动物的重要性认识的不足,在实验动物科学方面,全国还没有一个现代化的研究中心,绝大多数都在设备差、技术力量薄弱、人员少、从属于研究所(室)的情况下,小规模分散饲料,处于自育、自繁、自养、自用的自然发展情况下,不但数量少、质量差、品种和品系也不多。例如国际上现有近交系小鼠250个品系,突变系小鼠146个品系,而中国目前包括引进的在内,其有不同品系的近交系小鼠30余个(81年统计材料),其中很多种尚未进行遗传监测鉴定。突变系至今还是空白,与国际水平相比,还有较大差距。很多实验动物都不合标准的等外品,造成有些科研项目无法进行,不少研究课题为了获得较可靠的数据而不得不靠多次重复试验,造成人力、物力、财力和时间的严重浪费,有的成果则准以在国际上进行交流,引起国际间的重视。有不少药品、生物制品因缺乏符合国际标准的实验动物进行检定而无法投产和向国际市场推销。有些生物药品混入强毒(菌),缺乏合格的实验动物进行检定,如由于猪部瘟疫苗生产和检定上没有无特定病原体猪结果造成大面积猪瘟,一下死了16.5万头猪,使国家蒙受重大损失,国此国家赔款300多万元,也给农民带来了重大的损失。由于实验动物不纯造成的实验结果不可靠,甚至得出错误的结论而带来严重祸害的例子还时有发生。因此,实验动物科学已成为当前中国科学研究、生物药品的生产,人民的健康与工农业现代化中一个急待重视、研究、解决的问题。

党的十一届三中全会以后,在对外开放和对内搞活的经济政策指导下,为适应四化的要求,中国的实验动物科学又有了新的发展,并取得了显著成绩。

1982年,国家科委在云南西双版纳主持召开了全国第一届实验动物工作会议,各地区、各部门也相继召开了本行业的实验动物工作会议。1984年国务院批准建立了中国实验动物科学技术开发中心,它在国家科学技术发展总方针的指导下,研究提出发展中国实验动物科学技术的方针、政策、法规和规划;协调管理实验动物科学技术的开发研究和人才培训;安排落实实验动物科技有关条件的开发建设和经营业务;组织实施实验动物科技领域的国际合作和学术交流;抓好实验动物科学技术情报、学术活动以及提供科技咨询等,这对促进中国实验动物科技工作的发展起着重要的作用。1985年,国家科委在北京召开了全国第二次实验动物科技工作会议,会议制定了发展规划和实验动物法规,有力地推动了中国实验动物科学事业的发展。

从1982年到现在,中国已建立起四个国家级实验动物中心,即:天津实验动物研究中心、北京实验动物研究中心、上海实验动物研究中心和云南灵长类实验动物中心。属于行业系统的实验动物机构有:中国科学院生物科学研究部门的动物中心,中国医药卫生系统的动物中心,农牧渔业系统的实验动物研究及化工系统的动物中心。在这些行业系统中具有一定规模的是卫生系统的医学实验动物中心,在卫生部的领导下,共有七个动物中心。如中国医学科院实验动物研究所是规模较大的科研、生产、教学兼备的实验动物科研单位;卫生部生物制品药品检定所的实验动物监测中心等。此外,还有七个实验动物繁殖场。在地方单位中,各省(区)也相继建立了省级动物中心,以满足各省(区)有关部门实验动物的需要。在许多高等院校、医院、研究所中设有实验动物部、科。所有这些,组成了实验动物的多层次的网络系统。

十一届三中全会以来,中国实验动物科学的发展取得了其显著的成绩,由于各级组织和广大生命科学工作者的重视,加强了领导,协调了各方面的关系,建立了相应的机构和专业单位,初步形成了一个多层次的实验动物科学网络系统,并且初步形成了一定规模的实验动物科技队伍。

(二)实验动物方面的进展情况

建立了实验动物监控系统。北京、上海、哈尔滨等地已建立了较完整的监控系统,开展了对大鼠、小鼠、鸡、狗等实验动物的微生物学、遗传学、营养、环境卫生、传染病等监测。此外北京、上海、军事单位也建立了对实验动物质量的监控系统,对实验动物所发生的遗传污染和传染病,可随时发现,及时控制。

在实验动物疾病防治方面,加强了检疫工作和动物饲料、垫料、笼架具的卫生管理,加强了消毒和动物房等卫生条件的改善,有力地控制了实验动物疾病的发性和流行。

近年来中国建立了实验动物种子库,受到国家和国际同行的重视。1984年,联合国世界卫生组织、美国NIH实验动物部、英国Oila繁殖中心、日本实验动物中央研究所等相继以不同方式向中国提供种鼠。目前,保存在中国医学科学院实验动物研究所的近交动物达40个不同品系,其中包括5个不同品系的裸鼠。

开展了悉生动物悉生生物学的研究。中国已能用国产的塑料透明膜隔离器饲育成功了无菌兔和无菌豚鼠,并能培育生产无特定病原体鸡和猪。

野生动物实验动物化的研究也取得了可喜的进展。中国陆栖脊椎动物有2000多种,约占世界种属的10-,两栖类196种,爬行类315种,鸟种1187种,哺乳种414种。其中有些种属具有很高的开发价值。例如,很早就被引入欧美的拉萨狗,早已是为世界瞩目的动物资料。中国在本世纪初就把一些野生动物成功的育为生命科学研究的模型动物,有的已被国内外科学家公认为实验动物,已在国际上广泛应用。如黑线仓鼠(Crictulus carabensis)、长爪沙鼠(Meriones unguiculatus)、(Tupaia belangeris)、旱獭(Marmota)等。

中国已建立了实验动物情报咨询、图书出版与信息网络系统。各地实验动物中心,均建立了不同规模的情报组或情报研究室,负责有关实验动物科学发展情报信息的搜集整理和储存工作,并通过有关杂志进行学术交流,向实验动物科学工作者提供信息,中国现有的各大图书馆,均有不同数量的实验动物存书。全国已有一些质量较好的实验动物方面的专著出版发行。有关专门的实验动物杂志,包括内部通讯在内,至少有七、八种之多。中国已经开始通过电视、录像、摄影、幻灯片等方式开展电化教育,普及实验动物科学知识。

中国已加强了实验动物的科学教育与专业训练工作。随着实验动物科学的发展,人们逐渐认识到实验动物和实验动物科学在生命科学研究中的意义。目前已有许多科学工作者转向实验动物科学研究工作,有些专家、教授招收实验动物的硕士研究生和博士研究生。国家也不断向国外派出留学生,培养高级研究人员。在医学院、农学院、畜牧学院里开设了实验动物学课程,北京农业大学还专门办了实验动物专业班、系。有关研究所、动物中心还以各种不同方式,如通过进修、短期培训等,培养中、初级专业人员。所有这些,使中国实验动物科技人员的学术素质有了很大提高。

中国已相继成立了实验动物学术团体并积极与国际实验动物界开展了学术交流。全国性的实验动物学会已经成立。目前,中国各地区建立了省的实验动物(协)会,它对团结广大实验动物学工作者,促进国内外学者交流,加强国内外的横向联系,发展中国实验动物科学起到了积极作用。1984年在上海,1986年在北京先后发起成立了区域性实验动物管理委员会,它是由有关行政管理人员和科学工作者共同组成的实验动物立法执行机构,对实验物质量和动物实验效果进行检查、监督,在评议通过的有关单位发放实验动物合格证,以保证实验动物、饲料、垫料、仪器设备的质量,促进中国实验动物标准化。

中国还积极地开展了实验动物仪器设备和工程的研究工作。我们已能生产正负压各种类型的无菌隔离器、真空高压灭菌器和各种不诱钠实验动物笼具,一举取代了原始的动物生产工具,它予示着在不久的将来,中国实验动物生产和实验将向现代化迈进。中国的动物饲养室将在调控系统中生产,使我们的实验动物基本上达到国际统一的标准。在饲料、垫料方面,现已能生产大鼠小鼠、兔、鸡、豚鼠颗粒饲料和狗用膨化饲料,并能够自己设计建造SPF动物房,研制供各种疾病使用的诊断制品。

(三)动物实验方面的进展情况

应用大、小鼠和兔子进行了生殖生理和计划生育的研究。观察了兔卵巢中卵子成熟和分裂胚胎形成的过程,子宫内膜细胞核雌激素受体的分布。发现了微波照射睾丸能抑制睾丸的生殖作用。大鼠应用黄酮RHA肽类能抑制蜕膜形成,并能终止妊娠。还进行了睾丸间质组织的研究,证明其可能存在着生殖细胞粒。此外,还就棉酚对小鼠抗生育、消旋15甲基前列腺素F2甲酯溶解黄体的作用进行了研究。

心血管系统研究中作了狗、大鼠的正常心电图分析及神经核血压关系的研究。

近十年免疫学的进展极快,用小鼠和大鼠进行了体液细胞免疫的研究。并用小鼠和大鼠研制各种杂交瘤和单克隆抗体。

观察狗的造血的细胞分布(以胸椎最活跃,是中央向末稍递减的分布)及其功能,和放射对狗红细胞微核出现的影响。

实验动物研究肿瘤,这一领域十分活跃,包括用各种致癌物诱发肿瘤形成模型,研究肿瘤形成的机理,探讨抑瘤的作用及药物治疗的作用。

1979年以来建立了实验动物肿瘤模型50多个,占解放以来36年形成肿瘤总数的45.5-。已形成肺癌、胃癌、肝癌、乳腺癌淋巴细胞及白细胞白血病、淋巴瘤、纤维瘤、脑瘤、睾丸瘤、大肠癌、食管癌等肿瘤。研究了云芝多糖的抗癌作用;白地雷诱发前胃癌的机理;用裸鼠培养麻风杆菌,接种人类肿瘤,研究肿瘤的发生和药物治疗作用。

在寄生虫学方面,研究了家犬中华分枝睾吸虫;不同品系小鼠疟原虫的感染率;放射钴照射对寄生虫的影响。

研究激素对神经介质的影响,可用大鼠研究乳品铁、维生素D抑制肝内镉吸收的作用。此外,对实验动物的正常值、形成学和功能也进行了不少研究,如615小鼠的食管、前胃胸腺和肺在发育过程中的动态变化,并发现猫肾表面静脉的分布具有品系的特征等。

(四)中国实验动物科学的展望

人才是发展实验动物科学的首要条件,必须把人才培训放在重要地位,加速人才培养,调动实验动物工作人员的积极性,以满足发展实验动物工作的需要。

制定并执行有关实验动物管理法规,保证实验动物质量。实验动物管理必须科学化,符合国际统一的标准和规定,从中国实际情况出发,参考国外的有关法则条例,从实验动物质量标准、饲养设施和操作规程入手,提出一个既符合国际公认的标准,又切实可行的国家统一管理法规,建立监控机构,逐步执行。

坚持人、财、物同步发展,鼓励实验动物学工作者发扬艰苦奋斗、深入钻研的精神,也要为他们创造必要的条件,在经费上争取国家每年拨专款重点支持,同时发挥部门、地方和单位各方面积极性,共同办好事业。组织协调好实验动物科技工作所需要的建筑、用具、用料设备的试用、鉴定、标准通行和批量生产,使之系列标准化、商品化、社会化。

国家科委推动建立国家实验动物研究所和中国实验动物学会,创办全国性实验动物刊物。

实验动物标准化方面,制定并监督执行全国统一的管理法规和管理条例。在下列工作中按国际公认的标准工作:

实验动物引种、保种、育种中心;实验动物繁殖生产基地;实验动物质量控制中心;实验动物饲料、垫料生产基地;实验动物科技装备和用具生产基地;实验动物科技管理技术和信息交流中心;实验动物人才培训中心。

中国已加入国际实验动物科学委员会。争取多派学者参加国际实验动物科学年会。尽快装备用于实验动物科技情报的电子计算机网络的终端。扩大国际信息学术交流和人员的友好往来,争取使中国生产的实验动物、科学技术、仪器设备、实验动物工程更广泛地打入国际市场,以寻找自我发展的新途径,为世界人民作出贡献! [3]

实验动物科学 [4] 主要面向实验动物及相关领域的科研、管理及技术人员。

所载栏目主要有研究报告、设施管理、综述进展、技术方法以及3R专栏等栏目,曾及时宣传报道北京市实验动物管理的有关法规、条例,还先后编辑、出版《医药卫生实验研究中最佳实验动物模型的选择总则》、《第六届免疫缺陷动物实验国际讨论会》等11期专辑。

1998年加入《中国学术期刊(光盘版)》,1999年加入“中国期刊网”,随后被“中国学术期刊全文光盘及数据库来源期刊”、“中文科技资料目录-医药卫生”、中国实验动物信息网数据库、“万方数据-数字化期刊”、中国核心期刊(遴选)数据库、中国生物学文献数据库和“中国生物学文摘”等多家数据库收录。2005年我刊被中国科学技术信息研究所的“中国科技期刊统计源(核心)期刊”收录。

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