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<<实验动物学>>(2)

时间:2005-12-30 20:56来源:Internet 作者:bioguider 阅读:

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  二、实验动物区别于其他动物的特点

其他动物相比,实验动物具有以下特点:

  1、是遗传限定的动物(genetically defined animal)从遗传学角度看, 实验动物必须是经人工培育,遗传背景明确或来源清楚。在人工控制的条件下,实验动物经过连续的近亲繁殖,可以达到遗传基因几乎完全的纯合,而这点在野生动物则是无法做到的。依据实验动物遗传基因纯合的程度,常把实验动物划分为近交系(inbred strain) 、突变系(mutant strain)、杂交一代(hybrid F1)和封闭群(closed colony)四大类群。

    2、对其携带的微生物、寄生虫实行人工控制。所有的实验动物, 在繁育过程中,都对其微生物和

寄生虫进行严格的监控。根据其微生物控制的程度,目前, 我国把实验动物划分成四个等级,即一级为普通动物(conventional  animal); 二级为清洁动物(clean animal);三级为无特殊病原体动物(specefic pathogen free animal, SPF);四级为无菌动物(germ free animal)。

  3、实验动物培育的目的主要是用于科学实验。因此, 在育种方向上不同于经济动物那样,偏重于经济价值,也不同于观赏动物注重于观赏价值。而是利用遗传学原理,培育出多种用于各种科学研究的品系动物、免疫缺陷型动物、人类疾病动物模型等。在微生物控制方面,则培育出各种无菌动物、悉生动物(gnotobiotes animal )及科学研究需要的无特殊病原体动物等等。
  第三节 实验动物在各科学领域的应用 

    一、实验动物在生物医学中的地位和作用
    现代科学技术发展所需要的基本支撑条件可概括为:实验动物、 仪器设备、信息资料和化学试剂(即Animal,Equipment,Information and Reagent)四个基本要素,简称为AEIR。由于科学技术的发展,获得高、精、 尖的仪器设备和化学试剂以及必要的情报信息已经不是困难的事情了。但目前在实验中,普遍的采用国际上公认的标准实验动物进行实验研究,还需经过一段艰苦的努力才能办到。 以往有人在科学研究中对实验动物的质量要求不够重视,往往偏重其它三个方面,其实是不正确的。四个因素同等重要,不应偏废任何一个。
  据统计医学领域的研究课题有60%以上需要用实验动物。因为在生物医学研究中, 不能用人去作实验,我们必须借助于实验动物去探索生命的起源,揭开遗传的奥秘, 攻克癌症的堡垒,研究各种疾病与衰老的机理,检测公害、污染,保护人类生存的环境等。
    总之,在人类康健和福利的研究中离不开实验动物,在对人的各种生理现象和病理机制及疾病防治研究中也需使用大量的动物,可以说实验动物是人类的替难者。例如,癌症是威胁人类健康最大的疾病之一。由于裸鼠的使用,使的肿瘤的移植、免疫、 治疗、抗癌药筛选等有了极大的进展。在免疫学研究、传染性疾病、外科学、 计划生育等科学领域都离不开实验动物。因此可以认为,实验动物是生命科学发展的基础和条件。无它生命科学则无法进展。
  二、在农业科学方面
  新培育的作物优良品种不仅要作理化分析,还必须用实验动物进行生物学鉴定。 与农业生产关系密切的化肥、农药等使用后在粮食和经济作物中的残留量以及对人体健康的影响均要通过动物实验来监测。例如通过动物实验证实,过去所使用的许多农药对人类产生危害不大的不多,现在都已经禁止生产和使用。
   三、医药生产和药品检验
  我们必须用实验动物去研究新合成的化合物的药理、毒理作用,研究这些化合物在体内的代谢,及其对生命的影响,如致癌、致畸、致突变作用等。
  药品出厂前必须用实验动物作安全性和效果试验,在生物药品的生产中,实验动物也是重要的原材料,如在狂犬疫苗的生产中需要大量的金黄地鼠等。
    四、在轻、化工方面的应用
  食品、食品添加剂、皮毛制品、化妆品、 化工产品等上市前必须用实验动物进行安全试验,以证明对人无毒、无害、无致癌、无致畸、无致突变作用。
   五、在其他的应用
    在行为科学研究方面、环境保护研究、 商品鉴定和国际贸易方面以及国防科学和军事研究方面等等,均离不开实验动物。

          第四节  实验动物科学发展的历史和现状

    一、实验动物学发展的历史 
古代人早就知道使用动物进行试验。例如,在毒药研究中,使用鸟和猴来进行试验;古埃及人为保存尸体用动物制成木乃伊(mummy)等等。
世界上最早有文字记载的动物实验可追溯到公元前4~3世纪,亚里斯多德(Aristotle,公元前384-前322 )首先用解剖的技术展示了动物的内在差别。
埃拉西斯特拉塔(Erasistratus,公元前304~前258)在猪体内确定了气管是吐纳空气的通道,而肺则是呼吸空气的器官。被认为是进行活体动物解剖的创始人。
盖伦(Galen 公元130~200)对猪、猴等多种动物进行了解剖检查,他总结了前人做过的若干实验,研究动物活体损伤、毁坏或切除某一器官后产生的后果,以推断器官的功能。他提出,不依据实验而无的放矢的论断,无助于科学进步。
在盖伦之后的若干世纪,实验工作受到攻击。尽管实验仅使用死亡的动物和人体进行解剖,也被当时的教会统治当局所禁止,他们阻止人们获得有关自然世界的知识。
直至16世纪初,科学意识才再度觉醒。A.韦萨留斯(Andreas Vesalis,1514~1564)利用犬和猪进行了公开的解剖学的示范教学。这种活体解剖实验使解剖学和生理学发展产生了一系列的飞跃。
    17世纪,英国医生哈维(William Harver,1578-1657)采用狗、蛙、蛇、鱼和其他动物进行了一系列的动物实验,根据大量的实验研究结果,发现了血液循环,并阐明了心脏在此过程中的作用。指出血液受心脏推动,沿动脉流向全身各部, 再沿静脉返回心脏。1628年发表《动物心血运动的解剖研究》,1651 年发表了《论动物的生殖》。这些成就对于生理学和胚胎学的发展起了很大的作用。恩格斯对哈维的发现给予了高度的评价。他曾说:“由于哈维发现血液循环,而把生理确定为一门科学。”
    巴斯德(Louis Pasture,1822-1895)是著名的法国微生物学家、 化学家和近代微生物学的奠基人。他在病原微生物方面的研究,奠定了医学微生物的基础。他在研究炭疽病中,从埋葬死于炭疽病的羊的尸体周围的土壤中分离到了这种病原菌,并接种到豚鼠,豚鼠得了这种病。晚年在鸟和家兔上进行狂犬病疫苗的研究, 对狂犬病免疫作出了很大的贡献。成为人类制备各种防疫疫苗的开端。
俄国生理学家巴甫洛夫(Иван Петровчн Павлов,1849-1936),一生中作了大量的动物实验。在心脏生理、消化生理和高级神经活动三个方面作出了重大的贡献。早年发现温血动物心脏有特殊的营养性神经,能使心跳增强或减弱。 在消化腺的研究中,他在狗身上创造了许多外科手术,改进了实验方法,以慢性实验代替了急性实验,从而能够长期观察整体动物的正常生理过程,在研究消化生理的过程中, 提出了条件反射的概念。1904年获得诺贝尔生理和医学奖。 由于他的研究不断的使用狗做实验,因此,他的许多著作都是用狗来命名的。他对动物实验给予高度的评价,他说:“没有对活动物进行试验和观察,人们就无法认识有机界的各种规律,这是无可争辩的。”
19世纪、20世纪以来,尽管动物实验的成就显著,开创了一个所谓科学医学的黄金时代。但是,动物实验也开始遭到指责。英、美等地
    1895年,Nuttall和Thierfelder经剖腹产获得无菌豚鼠,用牛奶饲喂了8天后处死,肠道内未检出细菌。1989年Schottelius获得无菌鸡并在无菌环境中养活了17天。至此打破了动物没有肠道菌不能存活说法。
  1909年,C.C.Little首先采用近亲繁殖而育成了DBA近交系小鼠,成为实验动物科学发展史上第一个近交系动物。至今已经80多年,仍在保持饲养,广泛应用。
1921年,洛伊(Otto Loewi)利用蛙心做实验,发现了副交感神经的神经介质为乙酰胆硷。 
  1957年Treyler研制出塑料隔离器,推进了无菌动物饲养的发展。
    1966年,在无菌动物技术的基础上,又培育出了突变系小鼠-裸鼠,为肿瘤、免疫、传染病学的研究开创了新的道路。
    随着科学技术的发展,应用实验动物的品种和数量急剧增加。 据估计目前在世界各国共培育着大约有2600多种不同种系的实验动物。
    出于各种研究的需要,实验动物模型的开发和研究也迅速地发展。仅80 年代有关资料记载的自发动物模型1200多种、诱发动物模型2700多种。其发展速度是在其它学科发展中所少见的。
    本世纪40年代人们开始认识到实验动物的饲养管理和质量管理的重要性。
    1950年美国成立实验动物管理小组,后改为美国实验动物科学协会(American Asso-ciation Laboratory Animal Science)负责进行学术讨论、交流经验和举行论文报告会。
  世界上经济发达的国家,如德、法、英、日等国都建立了实验动物中心和专门的研究机构。
  1956年联合国教育、科学、文化组织与医疗科学国际组织以及生物科学协会联合,共同建立了国际实验动物科学委员会(International Council for  Laboratory AnimalScience, ICLAS)现在已有40多个国家参加,每年召开一次国际学术研讨会,出版实验动物科学公报和不定期的技术资料,在实验动物的普及和推广中起着良好的作用。
    到50年代末期,在经济发达的国家,实验动物科学都得到突飞猛进的发展。 已经初步形成为一门独立的学科。
    二、我国实验动物科学的发展概况
    我国的实验动物工作,以往发展非常缓慢。解放前, 国内仅限于几个大城市的少数科研单位小规模的饲养和使用一些实验动物。解放后,随着科学事业的发展,实验动物工作也逐渐发展起来。50年代为了预防各种传染病而大量生产和研制疫苗、菌苗,国家卫生部先后在北京、上海、武汉等地建立了生物制品研究所, 并都建立了规模较大的实验动物饲养繁殖基地。此后,一些大专院校和科研机构也相继建立了实验动物饲养繁殖室。成为我国实验动物科学发展的基础。
    50年代我国的李明新、杨简和李漪教授等培育出津白Ⅰ、津白Ⅱ和615等近交系小鼠。并已得到国际近交系小鼠命名委员会的承认。但是我国的实验动物无论是在品种数量和质量上与国际水平都存在很大的差距,远远不能满足需要。
    十一届三中全会以后,为了适应科技和经济建设的需要,我国实验动物工作有了较快的发展,并取得了显著的成绩。

(责任编辑:泉水)
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