走進實驗動物科普：你不知道的實驗動物還有很多，為什么要用實驗動物做實驗？
科技日報有報道稱，廣州醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院的研究團隊正在研制一款用于新冠病毒的疫苗，研究人員在實驗動物身上取得了階段性的進展。什么是實驗動物？為什么要在動物身上做實驗？它對我們?nèi)祟愑惺裁磶椭?/span>
近日，2020年廣州院士專家校園行在云端與青少年見面。廣東省實驗動物監(jiān)測所所長朱才毅向青少年進行實驗動物相關(guān)知識的科普。
專家介紹：
朱才毅（攝影 盧杰）
現(xiàn)任廣東省實驗動物監(jiān)測所所長、研究員，長期從事科技管理工作，在科普傳播、科技管理等方面具有豐富的理論、獨到的心得和實踐經(jīng)驗，曾獲廣東省科技進步一等獎、廣州市科技進步二等獎，是廣東省及廣州市科普專家?guī)斐蓡T。
下面，讓我們一起進入實驗動物的科普時間吧~
為什么要用實驗動物做實驗？
因為，實驗動物身上也存在一些跟人類類似的疾病，能夠局部或者全部地反映人類得病的過程和特點?？茖W家們研究這些疾病在實驗動物身上的發(fā)生、發(fā)展過程，對于研究如何為人類治病具有相當重要的作用。而且，在研究新藥的過程中有許多未知的風險，通過在實驗動物身上做實驗，能提前發(fā)現(xiàn)這些可能存在的危害。
例如，在某些大鼠身上會有跟人類相似的高血壓病，這種疾病伴隨著高血壓性心血管病變，能幫助科學家們研究如何治療人類的腦血栓和梗死等癥狀。
#案例#
2020年6月，華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院廖玉華研究團隊在《Hypertension》雜志發(fā)表研究稱，他們研發(fā)的一款高血壓疫苗在自發(fā)性高血壓大鼠模型中開展試驗，發(fā)現(xiàn)效果非常穩(wěn)定。
實驗動物對人類有多大幫助呢？
不說不知道，一說嚇一跳！諾貝爾生理學或醫(yī)學獎設(shè)立一百多年以來，其中有75個獎項都得益于對實驗動物的研究。
完全不進行動物實驗在今天是不大現(xiàn)實的，關(guān)于實驗動物的倫理學評價機制的建立和不斷發(fā)展再努力平衡人類的利益和動物利益。歐盟自2009年起禁止了動物實驗化妝品進口。在動物的感受越來越被重視的今天，哪怕是出于對生命的尊重和感恩，我們也應該努力減少動物的痛苦，保證實驗動物福利。
Tips：
2002年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主是悉尼·布雷內(nèi)，羅伯特·霍維茨和約翰·蘇爾斯頓。他們獲獎的原因是在20世紀60年代初期正確選擇線蟲作為模式生物，發(fā)現(xiàn)器官發(fā)育和“程序性細胞死亡”過程中的基因規(guī)則。
在醫(yī)學的發(fā)展史上，實驗動物的功勞是不可磨滅的。在歐洲，每年大概需要約1000萬只動物用于各類醫(yī)學試驗，我國在2006年9月發(fā)布了實驗動物福利有關(guān)指導性的政策，但是每年仍有數(shù)以千萬計包括貓、狗、兔和獼猴在內(nèi)的實驗動物被使用。每年的4月24日為"世界實驗動物日"。
作為“活的試劑和度量衡”，實驗動物在醫(yī)藥、化工、輕工、環(huán)保、航天、商檢及軍事上得到廣泛的應用。它們是人類健康的守護者，是探索生命奧秘的先行者。
實驗動物不止有小白鼠，還有很多種類！
說起實驗動物，可能大家第一時間想到的應該就是小白鼠。但其實，目前常見的實驗動物其實有很多種。
在醫(yī)學院，動物實驗也是不可避免的重要課程之一，一般供醫(yī)學院實驗的動物包括蟾蜍、小白鼠、兔子和狗等。
圖片｜網(wǎng)絡(luò)
如小鼠體型小、生長快、飼養(yǎng)管理方便、容易達到標準化，與人類基因相似度在90%以上，是目前應用最廣泛、被研究得最詳盡，品種最多的哺乳類實驗動物。
大鼠體型較小，遺傳學較為一致，對實驗條件反應較為近似，常被譽為精密的生物研究工具，是藥理學、毒理學、營養(yǎng)學等研究常用的實驗動物。
比格犬性情溫順、易于馴服、具有抗病能力強、遺傳性能穩(wěn)定、反應一致等優(yōu)點，擁有發(fā)達等神經(jīng)系統(tǒng)和血液循環(huán)系統(tǒng)，被廣泛應用于藥品安全型評價試驗、慢性疾病實驗研究、試驗外科學等。
豬和人類在解剖學、生理學上較為接近，器官體積與人類相近，是異種器官移植最受關(guān)注的實驗動物。
圖片｜網(wǎng)絡(luò)
猴作為非人靈長類動物，進化程度高，解剖生理學特點與人類近似，尤其是高級神經(jīng)活動比較發(fā)達，是其他實驗動物無法比擬的，是科學研究中最重要、不可代替的動物模型。
兔子之所以被選為動物實驗的原因和其基因特性有很大關(guān)系。由于兔子和人類有相對接近的基因和類似的生理構(gòu)成，基因組相對簡單，成本低易于飼養(yǎng)，性情溫順等，兔子成為了醫(yī)學院相對普遍的實驗動物之一。
此外，常見的實驗動物還包括地鼠、豚鼠、斑馬魚和蝦虎魚等，而在其中，每一個品種的實驗動物又有許多不同的分類，它們在不同學科中各自發(fā)揮作用。
動物實驗如果不規(guī)范，后果非常危險！
雖然用動物做實驗有許多好處，但是不合格的實驗動物會危害到科研人員的生命安全！控制實驗動物的質(zhì)量，就是保障我們的公共生命安全。
案例1
廣東省在1990、1997、1999、2007年，先后發(fā)生了四起由實驗大鼠引發(fā)的流行性出血熱事件，導致六名實驗室工作人員感染，這幾起嚴重事故都發(fā)生在沒有申領(lǐng)實驗動物許可證的單位（部門）。
案例2
2010年12月，某農(nóng)業(yè)大學醫(yī)學學院由于相關(guān)教師在實驗中使用了未經(jīng)檢疫的山羊，導致2011年3月至5月，學校里27名學生和名教師被感染國家乙類傳染病——布氏桿菌病。
什么？實驗動物還有福利！
生命，就應該彼此尊重。給予實驗動物福利不僅是人道主義的要求，同時也是科學實驗的要求。只有保障實驗動物的福利，在實驗室才能盡可能降低實驗動物應激反應對實驗可能造成的干擾。
實驗動物有哪些福利呢？科學家考林思伯在《動物福利》一書中列出“五大自由”：
生理福利：免受饑渴的自由
環(huán)境福利：生活舒適的自由
衛(wèi)生福利：不受痛苦傷害，疾病折磨的自由
行為福利：表達天性的自由
心理福利：無恐懼、悲傷的自由
實驗動物們的生活條件“非同一般”
所有實驗動物們的生活都需要精心照料，甚至可以說是“無微不至”的照料。
以小鼠為例，它們的“公寓”里有獨立換氣系統(tǒng)，每個套間里的空氣都有的進氣和排氣口，避免交叉感染，最讓人羨慕的是每個換氣系統(tǒng)中都安排了各種過濾設(shè)備。
小鼠們的食物富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、atp、維生素等十幾種營養(yǎng)物質(zhì)；生活環(huán)境氣溫恒定在可控制的范圍內(nèi)，沒有霧霾和“桑拿天”；生活環(huán)境中噪音不高于60分貝。
常用醫(yī)學實驗動物選擇原則
嚴格地說，實驗動物選擇的正確與否，不僅影響到經(jīng)費支出、工作進展，還會影響到實驗結(jié)果的正確性與可靠性，以及整個實驗能否順利進行。實驗研究成敗的關(guān)鍵之一在于根據(jù)實驗要求及目的不同，選擇相應的動物。在選擇實驗動物時應注意以下原則。
1. 選用與人的機能、代謝、結(jié)構(gòu)及疾病特點相似的實驗動物醫(yī)學科學研究的目的在于要解決人類的疾病，所以要選擇那些機能、代謝、結(jié)構(gòu)和人類相似的實驗動物。一般來說，實驗動物越高等，進化程度愈高，反應就愈接近人類。例如，狒狒、猩猩、猴等靈長類動物是最近似人類的理想動物但是靈長類動物較難獲得，價格昂貴，對飼養(yǎng)條件的要求特殊，所以在實際應用中常退而求其次。當然應用最多的實驗動物還是小鼠和大鼠，由于它們價格便宜、易于管理和控制。所以動物實驗不僅僅是從整體，往往也從局部盡量選擇與研究對象的機能、代謝、結(jié)構(gòu)和疾病性質(zhì)類似的動物。
2. 選用遺傳背景明確，具有已知菌叢和模型性狀顯著且穩(wěn)定的動物要使動物實驗的結(jié)果可靠、有規(guī)律，得出正確的結(jié)論，就應選用經(jīng)遺傳學、微生物學、營養(yǎng)學、環(huán)境衛(wèi)生學的控制而培育的標準化實驗動物。故一般不選用雜種動物或普通動物，但是一般要求不高的教學實驗等，則可以采用，以降低費用。
3. 選用解剖、生理特點符合實驗目的要求的動物很多實驗動物具有某些解剖生理特點，為實驗所要觀察的器官或組織等提供了很多便利條件，是保證實驗成功的關(guān)鍵。所以要選擇解剖生理特點符合實驗目的要求的實驗動物做實驗。
4. 選擇對實驗處理敏感的品種品系實驗動物實驗研究常選用那些對實驗因素最敏感的動物作為實驗對象。因不同種系實驗動物往往會出現(xiàn)一些特殊反應，故應根據(jù)實驗目的不同選擇品系。
5. 選用人畜共患疾病的實驗動物和傳統(tǒng)應用的實驗動物有些病因不僅對人而且對動物也造成相似的疾病，故應選擇人畜共患疾病的實驗動物。
6. 考慮倫理道德與“3R”原則現(xiàn)代動物實驗必須考慮倫理道德與“3R”原則。其中，reduction（減少）是指在動物實驗中，在不影響實驗數(shù)據(jù)的情況下盡量減少動物的使用量；replacement（替代）是指使用其他的實驗材料或方法替代動物，開展實驗；refinement（優(yōu)化）是指通過改進和完善實驗程序，盡量減少對動物的傷害。充分考慮動物實驗過程中的動物福利和倫理問題，能夠保障實驗結(jié)果的穩(wěn)定和可靠。
7. 實驗動物的個體選擇除應注意以上五點原則以外，還應考慮到個體動物的年齡、性別、生理狀態(tài)和健康狀況等。
（1）年齡（Age）和體重（weight）：年幼動物一般較成年動物敏感。應根據(jù)實驗目的選用適齡動物。急性實驗選用成年動物。慢性實驗最好選用年輕一些的動物。在合格的飼養(yǎng)管理條件下，小型實驗動物的年齡是可以按體重來估計的。
（2）性別（Sex）：實驗證明，不同性別對同一致病刺激的反應也不同。在實驗研究中，如對性別無特殊需要時，選用雌雄各半。如已證明無性別影響時，亦可雌雄不拘。雌雄性間有不同征象，通常根據(jù)征象區(qū)分性別。
（3）生理狀態(tài)（Physiology condition）：在選擇個體時，應考慮動物的特殊生理狀態(tài)，如妊娠、授乳期等，因此時機體的反應性變化很大。
（4）健康狀況（Physical condition）：健康狀況不好的動物不能用來實驗，對實驗結(jié)果會有很大的影響。通過以下的外部表征可以判斷健康動物。
1）總體情況（General condition）：發(fā)育完好，食欲良好，活蹦亂跳，反應敏捷。
2）頭部（Head）：呼吸均勻，眼鼻部均無分泌物流出，眼睛有神，結(jié)膜不充血，瞳孔清晰，不打噴嚏。
3）皮毛（Fur）：皮毛柔軟有光澤，無脫毛蓬亂現(xiàn)象。皮膚無感染癥狀。
4）腹部（Abdomen）：無膨大，肛門區(qū)無稀便及分泌物。
5）外生殖器（Ex-genitals）：無分泌物、損傷及膿痂。
6）爪趾（Claw）：完好，無潰瘍、結(jié)痂。
最后，朱才毅總結(jié)道：“實驗動物資源及平臺是支撐國家科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)性、公益性的戰(zhàn)略資源，在服務、推進和引領(lǐng)生命科學基礎(chǔ)研究、現(xiàn)代生物技術(shù)創(chuàng)新中處于重要戰(zhàn)略地位，并發(fā)揮著其他科學基礎(chǔ)支撐條件不可替代的重要作用?！?/span>
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