醫學實驗動物學21世紀生命科學是當代科學發展中最活躍的領域之一。生命科學之所以在近年來得到飛速發展，其中一個主要原因就是作為基礎支撐學科的實驗動物學有了長足的進步與發展。實驗動物學的發展為生命科學的高水平研究奠定物質基礎。實驗動物已成為各個相關學科交叉、滲透、綜合的最好工具，實驗動物科學既是各個學科各自施展的技術平臺，又是眾多學科互相整合的技術平臺。現代分子生物學技術加快了實驗動物新品系的培育速度，建立各種人類疾病動物模型有了更好的手段和更廣闊的空間。反過來，新的品系和動物模型的建立又為醫學、藥學、遺傳學等生命科學的各個領域提供了可靠而有用的手段和先進的工具。

遺傳學控制微生物學控制環境控制醫學實驗動物學

實驗動物的標準化動物實驗的規范化動物模型胚胎工程轉基因動物動物實驗技術營養控制第一章緒論

實驗動物學是一門以生命科學為主體的新崛起的獨立的綜合性基礎學科，是生命醫學乃至整個生命科學的基礎和重要支撐條件。第一節實驗動物和實驗動物學的基本概念一、實驗動物和實驗用動物（一）實驗動物(Laboratoryanimal)

實驗動物是指經人工飼育，對其攜帶的微生物實行控制，遺傳背景明確或者來源清楚的用于科學研究、教學、(生產)、檢定以及其他科學實驗的動物。1998年，醫學實驗動物（Laboratoryanimalofmedicine）1.按遺傳學分類近交系動物、封閉群動物、突變系動物、雜交一代動物;2.按照微生物控制程度分類普通級、清潔級、無特定病原體（SPF）級、無菌級{悉生動物};3.用科學實驗的動物.（二）實驗用動物(experimentalanimal)1.實驗動物;（能夠用于科學實驗的所有動物）2.經濟動物（家畜、家禽及觀賞動物）;3.野生動物.二、實驗動物學的定義及研究范圍

實驗動物學是一門以生命科學為主體的、新崛起的、獨立的綜合性基礎學科，是研究實驗動物培育和應用的科學。包括實驗動物和動物實驗兩大部分。1.動物遺傳育種學2.研究影響實驗動物生存的環境與條件3.實驗動物醫學4.比較醫學5.動物實驗方法學第二節實驗動物在生命科學研究中的重要性和運用一、實驗動物在生命科學研究中的重要性

實驗動物是醫學、生命科學研究的基礎和重要支撐條件。在醫學和生命科學研究領域內，進行實驗研究的基本條件可概括為“AEIR”4個基本要素“A”是指Animal(動物）；“E”是指Equipment(設備）；“I”是指Information(信息）；“R”是指Reagent（試劑）。二、實驗動物在生命科學研究中的運用（一）生物醫學方面（二）制藥工業和化學工業方面（三）生物制品方面（四）輕工業與食品工業方面（五）畜牧科學和農業科學方面（六）宇航和軍事科學方面（七）其他方面第三節國內外實驗動物科學發展概況(動物福利)一、國外實驗動物科學發展概況、動物福利·公元前384~公元前322年，亞里士多德進行了解剖學和胚胎學實驗，觀察各種動物臟器的差異。·1792年，Jenner發現牛痘可保護人不生天花，提出用牛痘免疫人以預防天花·1813年，Bernard用動物研究疾病，創立了“實驗醫學”一詞·1885年，Nuttall等培育了無菌豚鼠，解決了生物在無菌條件下能否生存的問題·1909年，美國杰克遜研究所所長Little培育出第1株DBA近交系小鼠·1915年，美國圣母大學勞邦德實驗室Reyniers等人育成無菌大鼠并建立了繁殖種群。·1984年，美國有人將牛的生長激素基因導入小鼠，利用基因工程培育出巨鼠，開辟了基因工程在實驗動物研究開發中的新途徑。·1944年，美國紐約科學院召開會議將實驗動物標準化提上議事日程，該會議的召開成為實驗動物醫學的起點。20世紀40~50年代，美國首先提出實驗動物標準化問題，加快實驗動物協調管理。20世紀70年代早期，由于實驗動物使用量驟增，動物保護者的反對和動物實驗發展的實際需要，“3R”研究的問題引起了社會各界的極大關注。使用數量逐年激增據1990年調查，日本使用小鼠519萬只，大鼠218萬只，豚鼠22萬只，兔13萬只，加上其它動物合計為802萬只。1989年歐洲全境實驗動物使用數量1400萬只。美國1981年用了各種品系的小鼠共8000萬只；大鼠7000萬只，豚鼠60～70萬只，家兔60～70萬只，非人靈長類3.4萬只。據統計，1994年北美、歐洲、日本大鼠和小鼠的銷售值分別為15億、12億、10億美元。在我國據1995年不完全統計，全國生產大鼠、小鼠、地鼠、豚鼠、兔、犬、猴、豬、SPF雞等實驗動物約900萬只。2005年實驗動物約1500-2000萬只。清潔級、SPF級動物得到應用，如1994年小鼠使用量約為340萬只，其中清潔級為21萬只，SPF級為12萬只；大鼠使用量為53萬只，其中清潔級11.6萬只。實驗動物資源總體情況品種發達國家中國Total200多種，26,000多個品系，其中常規實2600多個30種，近2000個品系，其中常規品系100個左右。Mice小鼠>2萬個，打靶或基因捕獲的小鼠胚胎干細胞高達4萬株。近2000個（包括引進品系）。Rat2200多個品系，包括常規品系和突變品系等約43種，基因工程動物1600多種。近50種，其中常用品系包括SD、Wistar、SHR、裸大鼠和少量基因工程大鼠品系。G.P12個近交品系豚鼠和7個變種。常用的為Dunkan-Hartley(DHP)。Rabbit30種，其中近交品系6個。4個品系Dog常用比格犬、Labrador犬、大獵犬、墨西哥無毛犬、四系雜交犬、Boxer犬、Greyhound犬等品系。主要是比格犬。動物保護史上的里程碑

早在19世紀初期，英國人就開始關注虐待動物問題。1822年，英國人道主義者理查德·馬丁（Charls

Martin）在國會會議上提出禁止虐待動物的議案，獲得上下兩院通過。這項法案被稱為“馬丁法令”（Martin′sAct），是世界上第一個有關動物福利的法令，被公認為動物福利保護史上的里程碑。“動物福利”？通俗地說，即關心動物的日常生活條件和心理，行為健康，防止動物在飼養、使用、運輸和屠宰過程中受到不必要的痛苦。簡單地講，即“善待活著的動物，減少動物死亡的痛苦”。動物福利的目標是善待生命，實現人與自然的和諧共生共存。了解動物的行為要求，與動物和諧天性服從主人的意愿—狗天性對人類有感情—貓天性好奇、好摸仿—猴比狗聰明4倍的小型豬ByChenMin-li建造自然的環境ByChenMin-li實驗中的動物愛護ByChenMin-li有躲避的安全場所（設置黑洞）ByChenMin-li活動空間（舒適感）與玩具ByChenMin-li清潔與玩耍ByChenMin-li親近動物ByChenMin-li

熟悉動物的生物學特性、進行正確的實驗操作，減少動物痛苦ByChenMin-li正確的抓取與固定，讓動物舒適、有安全感ByChenMin-li動物實驗中動物福利的具體要求

(目前國際上關于動物福利一致認同的五大標準)讓動物不挨餓（不受饑渴）讓動物生活有舒適感（wellbeing）讓動物不受或減少痛苦、傷害和疾病讓動物沒有恐懼感和悲傷感（不受驚嚇和精神打擊）讓動物有展示天性的自由（自然生活習性）ByChenMin-liByChenMin-li

謹記:

善待動物ByChenMin-liByChenMin-li善待實驗動物的相關要求和措施

飼養管理過程中善待實驗動物的要求

應用過程中善待實驗動物的要求

運輸過程中善待實驗動物的要求

善待實驗動物的相關措施

相關術語

保定、安死術、仁慈終點

在這塊紀念碑背后，許許多多猴子曾經為人類獻出了自己的生命中國醫學科學院醫學生物學研究所動物福利→3R？Reduction（減少）Replacement（替代）Refinement（優化）二、國內實驗動物科學發展概況（一）實驗動物科學發展·1918年齊長慶飼養繁殖小鼠做實驗，并從日本引進豚鼠。·1949年全國解放后我國實驗動物科學得到了發展。·20世紀70年代末我國相繼派出一批學者考察國外實驗動物科學發展情況·1982年及1985年由國家科委主持召開了兩次實驗動物工作會議1983年及1988年衛生部召開了兩次醫學實驗動物工作會議。北京、上海相繼成立了實驗動物學會。·1985年在京滬兩地試行實驗動物合格證制度，同年申請加入了國際實驗動物科學委員會（ICLAS）·1988年7月在北京召開了“第六屆免疫缺陷動物國際研討會”。同年經國務院批準，國家科委頒布了《實驗動物管理條例》。1998年國家衛生部制定并頒布了《醫學實驗動物管理實施細則》，1992年制定并頒布了《醫學實驗動物標準》。·1994年國家技術監督局頒布了實施中華人民共和國實驗動物質量標準，并于2002年進行了修訂。（二）圖書與信息

現已出版的正式刊物有《中國實驗動物學報》、《中國比較醫學雜志》、《實驗動物與比較醫學》、《實驗動物科學》4種。（三）組織機構建設（四）人才培養（五）動物設施、設備、儀器的研究等（六）實驗動物質量監控（七）“3R”的研究第四節政策和法規一、國外政策法規（一）國際組織

1956年聯合國創立了國際實驗動物委員會（ICLA），1979年改組成國際實驗動物科學委員會（ICLAS）（二）政策法規國家法規制定部門制定時間備注美國于1970、1976、1985、1990年做過4次修訂美國國立衛生研究院（NIH）2.《實驗動物飼養管理和使用指南》1963年于1965、1972、1978、1985、1996年做過5次修訂3.國立衛生研究院人員保健與NIH動物使用法NIH1979年4.《良好實驗室操作規范美國食品藥物管理局（FDA）1978年用于新藥臨床前實驗的法規，即“GLP”規范5.《美國檢驗與實驗用脊椎動物使用和管理法》1966年國際機構研究動物委員會1984年國外實驗動物及動物實驗法規1.《動物福利法》美國農業部國家法規制定部門制定時間備注美國6.《應用動物進行生物醫學研究與檢驗的管理方法》生物醫學研究基金會1984年7.《檢驗與教學用實驗動物的管理與使用原則》社會保健服務1985年日本1.《動物保護與管理法》法律105號1971年3.《關于防止動物實驗中人獸共患病的通知》2.關于確保建筑物衛生環境的法律實施規則日本實驗動物學會國立大學動物實驗設施長會議1971年1979年國家法規制定部門制定時間備注日本4.《實驗動物飼養管理法》總理府告示1980年5.《關于實驗醫藥品安全性試驗的標準》厚生省1982年6.《實驗動物設施建筑和設備》1995年1983年7.《動物實驗指南》日本實驗動物協會1987年8.《實驗動物生產設施設備管理指南》日本實驗動物協會9.《動物處死方法指南》總理府告示第40號1987年日本實驗動物協會國家法規制定部門制定時間日本10.《實驗動物設施建筑和建設》日本實驗動物學會1996年英國1.《防止虐待動物法》1876年2.《犬管理法》1906年3.《動物保護法》1911年4.《動物使用保護（麻醉）法》1951、1961年5.《善待動物法》1962年6.《醫學法》1968年7.《動物法》1986年國家法規制定時間澳大利亞《實驗動物管理使用法》1985年瑞典《動物保護法》1944、1979年法國

1.《法國動物保護法》1972年2.《犬收容管理法》1974年瑞士

《科學院科學實驗動物倫理與動物實驗指南》1983年二、國內實驗動物的法律、法規、條例與標準

我國實驗動物工作由國家科技部統一管理，各省、自治區、直轄市、科學技術委員會分別主管各地區工作。

法律法規及條例制定部門制定時間我國法律、法規、條例與標準《實驗動物管理條例》國家科委2號令1988年《醫學實驗動物管理實施細則》衛生部1998年《國家醫藥管理局實驗動物管理辦法》國家醫管局6號令1991年《國家醫藥管理局實驗動物管理實施細則（草案）》國家質量管理局1991年《醫學實驗動物標準》衛生部1992年《衛生部實驗動物管理委員會工作條例》衛生部1992年《衛生部實驗動物管理委員會合格證管理辦法》衛生部1992年《醫學實驗動物質量檢測手冊》衛生部動物管理會1992年《合格證管理辦法》衛生部動物管理會1992年《藥品非臨床研究質量管理規定》國家科委16號令1993

法律法規及條例制定部門制定時間《實驗動物質量管理辦法》《實驗動物國家標準》《實驗動物許可證管理辦法（試行）的通知》《上海實驗動物管理辦法》《關于上海市科學技術發展基金項目應用實驗動物的有關規定（試行）的通知》國家科技部、國家技術監督局國家質量技術監督局科技部等7個部局上海市任命政府批準，上海市科學技術委員會發布上海市科學技術委員會1997年1997年（2001年修訂）2001年1987年2000年《浙江省實驗動物管理辦法》浙江省人民政府令2009年

實驗動物的環境設施控制

實驗動物環境的種類環境對實驗動物的影響影響實驗動物“演出型”的主要環境因素實驗動物的設施實驗動物的飼養條件

實驗動物的環境控制是實驗動物標準化的主要內容之一。

實驗動物一般都較長時間甚至終身被限制在一個極其有限的環境范圍內生活，這種環境就成了實驗動物賴以生存的條件。為了使實驗動物能夠正常生長、發育、繁殖和進行良好的實驗處理，必須對實驗動物的環境進行控制。

環境的概念(定義)：是指生物體內外的客觀一定事物，是生物賴以生存的外部條件。實驗動物環境包括外環境和內環境。

外環境園區與周邊環境的管理外環境屏障內環境心臟病基因敲除小鼠

實驗動物環境監控的意義⑴嚴格監控實驗動物環境可保證實驗動物健康和質量標準化。⑵環境控制可保障實驗研究獲得正確的結果。⑶合乎標準的環境，尚為實驗動物及動物實驗工作者提供適宜的條件，并保障人們身體健康不受危害因素的傷害。實驗動物環境管理設計、設備動物、各類人員

飼養管理飼、墊料、水流程設計

維護管理（附屬設備）空調運轉飼育設備、器材經營管理、組織衛生管理一、實驗動物環境的種類1、按照用途分類：

生產設施、實驗設施、特殊動物實驗設施。

2、按照微生物控制程度分類：

普通環境、屏障環境、隔離環境。屏障系統二、環境對實驗動物的影響1.動物的性狀表現主要有遺傳因素和環境因素決定。

基因型表現型演出型發育環境胚前期胚胎期胚后期周圍環境物理因素：溫度、濕度、氣流、光照噪聲、籠具、墊料化學因素：臭氣、消毒劑、殺蟲劑營養因素：飼料、飲水生物因素：各種病體人為因素：設施、飼養、管理、實驗處理包括實驗結果2.動物實驗處理的反應可用下式表示：

式中：R實驗動物的總反應；A實驗動物種的共同反應；B動物品種及品系特有的反應；C動物個體反應（個體差異）；D環境的影響（包括實驗處理）；E實驗誤差。R＝(A+B+C)×D±E1.溫度：（1）實驗動物大多數屬于恒溫動物（2）臨界溫度：三、影響實驗動物“演出型”的主

要環境因素

（3）幾種動物的高、低臨界溫度

低臨界溫度高臨界溫度(℃)

小鼠-1037

大鼠-1032

豚鼠-1532

家兔-2932

貓－36

犬-8042～58

猴－38

綿羊－32

山羊－40

豬－30

鴿－42

雞-3532（4）溫度對實驗動物的影響①對繁殖、育成的影響②影響代謝：低溫時新陳代謝增加，攝食增加③影響健康與抗感染能力④激發應激反應⑤對實驗結果的影響

溫度 12℃24℃32℃KAU（堿性磷酸酶）20±315±315±3GOT（谷草轉氨酶）112±21129±24114±16GPT（谷丙轉氨酶）38±7 37±730±8白細胞數（10/mm）69±12 52±1341±4紅細胞數（10/mm）914±40887±891153±92溫度影響藥物毒理實驗例1：

Wistar大鼠在氣溫4℃時異丙基腎上腺素的致死劑量是24℃的1000～10000倍例2：藥物LD50：

15.5℃27℃Amphetamine苯異丙胺

197mg/kg90mg/kgMethedrine 111mg/kg33.2mg/kg鹽酸脫氧麻黃堿Ephedine麻黃素

477mg/kg 56.5mg/kg國標：實驗動物設施對溫度的要求（1）小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠犬、猴、貓、兔雞普通環境屏障環境隔離環境普通環境屏障環境隔離環境屏障環境繁殖生產18～29℃

20～26℃20～26℃16～28℃20～26℃20～26℃16～28℃動物實驗19～26℃20～26℃20～26℃16～26℃18～22℃18～22℃16～26℃（隔離）日溫差：≤4℃

溫度的調控效果由以下因素決定：

①層高；②換氣次數；③當地日溫差；④設施內設備和動物產生的熱量。2.濕度humidity濕度對動物影響：大鼠環尾病ringtail環境溫度27℃Hr20％40％患病率（％）10025～30

實際水蒸氣分壓力相對濕度（%）=------------------×100%

飽和水蒸氣分壓力高溫（30～32℃

）濕度Hr高，小鼠由卵蛋白引起的過敏休克死亡率明顯增高；仙臺病毒發病率增高。國標：Hr：40～70％(50+_5％)3、臭氣（1）概述動物嗅覺：敏銳型、

減退型、

中間型種類：40萬種，人類可嗅到4000種具有代表性：胺類、硫醇類、丁烷類及蛋白質的分解物通常在動物室中可測到8種：NH3、H2S、甲基硫醇、硫化甲基、三甲基、乙烯雌酚、乙醛、二硫化甲基（2）臭氣對動物的影響NH341ppm可引起金魚40％死亡NH325～250ppm可引起大鼠鼻炎、中耳炎、支氣管炎、支原體

性肺炎NH325ppm以下對人不產生危害國標：14mg/M20ppm

34、噪聲noise

噪聲是噪雜音，不受歡迎聲音的總稱聲量單位phonsdB分貝（1）對繁殖生長的影響建筑打樁小鼠出生下降7％離乳率減少10％導致流產唆死率達到67％泌乳量減少30％生長明顯減慢(2)對實驗結果的影響金屬鈣化可使血檢明顯變化

DBA心跳、呼吸、血壓、明顯增加（3）聽源性痙攣制冰機2M遠，EL小鼠幼鼠相繼痙攣而死。超聲及洗衣機4M遠，RIII系幼鼠發生休克死亡。國標：60dB（A）

逢雪宿芙蓉山主人

唐.劉長卿日暮蒼山遠,天寒白屋貧。柴門聞犬吠,風雪夜歸人。5、空氣溶膠(aerosol)空氣中浮游的微粒總稱空氣溶膠aerosol。按其狀態、物理化學生成過程以大小分為：粉塵dust煙塵fume薄霧mist濃霧fog煙smoke

動物室中從外面進入粉塵和室內動物毛屑、飼料渣、墊料渣、排泄物等。（1）粉塵dust對動物的影響

對皮膚、鼻粘膜、眼、消化、呼吸出現有害作用。支氣管炎、氣喘、塵肺等，變態反應原，許多實驗動物具有抗原性，大鼠、兔、豚鼠互相沒有共同的抗原。籠底的粉塵和大鼠尿與即時型氣喘反應有很大關系。主要是大鼠尿中的低分子量α-球蛋白小鼠尿中的前白蛋白preekbumin所致。（2）落下菌數測試方法：5～10㎡范圍內，距地面1m,培養皿Φ9cm，內置8～10ml營養瓊脂或血瓊脂放置30分鐘，37℃48小時培養。國標：落下菌數（個/皿）普通環境：30屏障環境：3隔離環境：無檢出環境級別和動物級別的對應關系

動物級別環境級別(潔凈度，落下菌)普通動物開放系統(___,30)清潔動物屏障系統(萬級，3)SPF動物屏障系統(萬級，3)無菌動物（或悉生動物）隔離系統(百級，0)6、氣流和風速:aircurrentandairvelocity

氣流速度和散熱正相關，實驗動物體表面積與體重的比值較大，對氣流速度更敏感。(1)檢測方法 (2)對實驗動物的影響①風速aircvelocity（m/s）≤0.2②換氣次數（次/h）③壓力梯度：（Pa）

普通環境≥8屏障環境≥15隔離環境≥20屏障環境≥10隔離環境≥50（3）國標：7、照明Lightingillumination(1)照明的因素:

①照度illuminance②波長Wavelength③

照明時間lightingtime

（2）照明與視覺視網膜的結構：表層桿狀體細胞（感覺明暗）錐狀體細胞（感覺顏色）

桿狀體細胞和錐狀體細胞的數量、密度和分布因動物的種類而異。

鳥類——錐狀體細胞占優勢——夜盲

嚙齒類——桿狀體細胞占優勢——夜行性容易受強光的損害，色彩的分辨能力差，對紅色無辨別能力。綿羊、豬、狗、與嚙齒類相似，對顏色無分辨能力。人、猴、貓的錐狀體細胞和桿狀體細胞比率較小，對顏色、明暗分辨優于其它動物。（3）照度對實驗動物的影響①照度對視網膜可造成障礙②對離乳率的影響：5Lux仔鼠死亡5％

500Lux仔鼠死亡50％③對繁殖的影響：陰道口開口，發情……（6）國標：1）照度（lx）①工作照度：≥200②動物照度：15～20

2）晝夜交替時間（h）12/12或10/14實驗動物環境國家標準

GB14925-2010《實驗動物環境及設施》2011年10月1日實施四、實驗動物的設施1.設施分類

隔離系統、屏障系統、半屏障系統、開放系統2.實驗動物設施的基本要求

（1）飼養區（2）動物實驗區（3）洗刷消毒區（4）廢棄物處理區（5）管理區（6）機械區（7）物品接收和貯藏區（8）交通區（9）服務區3.實驗動物設施的特殊要求（1）空調設施中央、分體式（2）雙路電（3）節能設備全新風或70％新風，30％回風（4）消毒滅菌設備高壓預真空