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第21章 动物实验基础知识(1)

363.动物实验的定义是什么?

动物实验是根据研究目的,恰当地选用标准的并符合实验要求的实验动物,在设计的条件下,进行各种科学实验,观察、记录动物的反应过程与反应结果,以探讨或检验未知因素对生命活动的作用与影响。

364.对从事动物实验的人员有什么要求?

动物实验人员首先应掌握实验动物科学的基本知识,熟悉常用实验动物的生物学特性和解剖生理特点,熟练掌握动物实验基本操作技能。

其次,还必须了解国家、省、市及所在单位实验动物机构有关实验动物和动物实验的管理法规和制度,并能够切实遵照执行。

再次,所有参与动物实验的人员都必须通过所在省、市科技主管部门组织的实验动物从业人员上岗考试,并取得科技主管部门统一颁发的上岗资格证书,方能从事动物实验工作。

凡取得动物实验许可证的单位,不得让未取得动物实验资格证书的人员进入实验室,否则,将会受到查处,直至取消实验动物使用许可证。申报有关的科研课题时,必须附上参与动物实验人员的动物实验上岗证复印件。

365.能否自行开展动物实验?使用实验动物进行实验是否需要批准?

(1)使用、生产和经营实验动物的组织和个人必须取得相应的行政许可。

(2)使用实验动物进行研究的科研项目,应制定科学、合理、可行的实施方案。该方案经实验动物管理委员会(或实验动物道德委员会、实验动物伦理委员会等)批准后方可组织实施。

(3)使用实验动物进行动物实验应有益于科学技术的创新与发展;有益于教学及人才培养;有益于保护或改善人类及动物的健康及福利或有其他科学价值。

(4)各级实验动物管理部门应根据实际情况制定实验动物从业人员培训计划并组织实施,保证相关人员了解善待实验动物的知识和要求,正确掌握相关技术。

366.为什么订购实验动物时要加强计划性?

实验动物对于动物实验的开展而言是必不可少的,实验动物是一种特殊的商品,由于其供应使用、生产繁殖和特殊的管理要求等特点,在需要购买时必须加强计划性。主要原因:

(1)实验动物可供使用的时间短,特别是供科研使用的都有一定的最佳使用年龄和体重范围。一般来说,小鼠的有效使用期仅4~8天,大鼠也仅有十多天,而对一些有特殊要求的科研试验,一日之差也不行。

(2)供应使用量的峰谷落差很大,使用的规格要求千变万化。教学科研计划的阶段性,同时季节、气温甚至晴雨天气、节假日均明显影响供需量。

(3)繁殖规律的难控性,导致繁殖生产的必要周期难以预测。实验动物生产过程包括留种、交配、怀孕、分娩、哺乳、育成等,是否交配?能否怀孕?每胎生几只?是雌是雄?存活几只?合格率多少?有许多因素和环节影响繁殖量,加之对生活环境的高度依赖,所以难以预测或人为控制。

(4)生产规模的限制和生产成本高。一般科研教学单位的动物设施,规模不可能很大,而实验动物的生产和管理不仅要求有标准化的环境、笼器具、饲料,而且要求实行严格的实验动物遗传学、微生物学、寄生虫学控制,高投入、高成本、高消耗,限制了生产量,生产量少就更难适应多变的需要。

367.领取或购买实验动物时要注意哪些问题?

实验动物的生产管理是一项科学性、计划性较强的工作,饲养管理都必须执行标准操作规程,在规定的时间内由规定的人员完成相应的工作,因此领取动物的试验人员与饲养管理人员应密切合作。下列问题需要注意:

(1)领取动物前应提供计划或提前通知动物中心,数量越大、品种越特殊,越应加强计划性,并按照规定时间领取。

(2)由于实验动物卫生防疫的要求,离开饲养室以后的动物是不能返回的,所以领取动物的人员应讲明具体要求,并现场查验。

(3)如果系慢性实验需要使用实验动物中心的场地,则必须事先与实验动物中心签订好动物实验室的使用和代养观察协议,办妥有关手续。

(4)如需外购动物,并由实验动物中心代购,则需经实验动物中心负责人同意,购买时要索取实验动物质量合格证、许可证和其他相关资料,遵守动物运输检验检疫法,选择最快、最安全、最有效的运输方式。

368.实验动物的运输应注意哪些问题?

实验动物的运输应注意以下问题:

(1)运输容器:无论海陆空何种运输方式,皆需使用特制的动物运输容器,运输容器应能防止微生物污染及承受短暂性的挤压,保证实验动物的健康与安全,并能防止动物逃逸。

运输SPF级动物,运输箱更要加上一层特殊滤帽,以防止外界微生物的污染。运输笼盒应考虑实验动物的生理、生态和习性等因素,要特别注意,在同一运输箱内不能混合不同品种、不同性别或不同等级的动物。

(2)运输工具:为尽量减少实验动物的疲劳和不适,应采取耗时量少的方式来运输。

运输工具需要有通风和空调设备,以防运输中出现过热或过冷引起动物的不适。如果运输时间超过6小时,则需添加足量饮水及饲料。大动物可在运输箱里放入块根类的食物,如胡萝卜或苹果、蔬菜等。啮齿类动物,运输前应让动物饮足水,不能把饮水瓶放在运输盒里。

运输过程中应防止动物所带微生物及粪尿污染环境。

(3)验收动物:当动物抵达目的地进入检疫室后,主管兽医或动物饲养管理人员应在对外包装进行消毒后,小心地打开运输箱,检查动物是否有任何死亡或异样。转入干净或灭菌的笼盒,并给予足够的饮水及饲料,观察是否有任何异常行为或疾病的迹象。动物检疫及适应期,依动物的来源及品种,可从3天到3个星期,不同来源或不同品种的动物,必须饲养于不同饲养室。

369.动物实验要做哪些准备工作?

动物实验的课题和设计进行时,还应进行动物实验条件的准备,主要包括:

(1)实验场所:是指从事具体实验操作以及实验期间和实验后动物饲养、观察、护理的场所。动物实验尤其是需持续一定时间实验的场所,必须持有实验动物使用许可证,有符合实验动物国家标准的设施条件和规范化的管理。一般来说,高等医学院校、大的科研院所都应有符合条件的动物实验设施,有些企业如通过GMP验收的药厂,也建有基本合格的动物实验室。实验者如需到实验动物中心做试验,应事先与之联系,提交实验设计,落实场地和配套条件。如本单位不具备条件,则应到符合要求的动物实验室去。

(2)仪器、药品、试剂:在联系实验动物和场地的同时,要做好仪器、药品、试剂的准备工作。样品如需给动物染药,应事先选择好给药的途径及与之适应的样品剂型、浓度、给药量等,实验器械要配套、消毒。

(3)实验动物:应充分了解实验动物的品种、品系、等级、许可证、动物质量合格证等情况,了解购买动物的程序、要求、运输、检疫等。

(4)实验人员:是否取得动物实验上岗证书,对实验内容、操作是否熟练,时间安排是否得当等,都需做好周密安排。

370.撰写实验报告或论文时应如何描写与实验动物有关的事项?

动物实验的论文撰写时除要按照其他医学论文的要求外,还有一些特定的要求和注意事项:

(1)实验动物种系名称:实验动物品种、品系名称必须准确、规范,避免使用通俗称谓,如SD大鼠不要写成SD大白鼠,昆明种小鼠应写成“KM小鼠”(因其已获国际认可),BALB/c小鼠不能写成Balb/c小鼠,更不能写成B小鼠。

(2)背景资料:动物从何处获得,寄生虫分类属于哪一类,微生物等级属于哪一级,必须交代清楚。实验动物供应单位的生产许可证编号及合格证情况。避免使用模糊的描述,如将封闭群日本大耳白兔描述成纯种大白兔或纯种兔等错误概念。

(3)性别和规格:应准确描述实验所使用的雌雄性别数量、年龄、体重等。

(4)动物实验条件:实验动物使用许可证编号,实验动物饲养方式(饲料来源、质量标准、饲喂方式、饮水方式、饲养密度、笼具与垫料种类等),实验观察环境的级别,都应做出详尽的描述。

(5)动物的处理方式:动物实验使用的麻醉剂的种类、剂量与方法、给药途径与方法、动物的标本采集方式、动物的处死方式等都要尽可能注明。

371.有哪些实验动物方面的因素会影响动物实验的结果?

实验动物方面的因素主要有以下几点:

(1)种属:不同种属哺乳动物的生命现象,特别是一些最基本的生命过程,有一定共性,这是医学研究中应用动物实验的基础。但不同种属的动物在对各种实验施加因子的反应上,又各有不同。不同种属动物由于代谢、免疫系统等许多方面的差异,对同一致病因素的易感性不同,对药物的反应也有明显差异。不同种属动物所进行的实验结果常常有较大的变化。

(2)品种、品系:由于延期选择和人式定向培育的结果,同一种属动物,也有不同品种、品系。不同品种、品系动物均有各自的品种特征、品系特点,它们对同一刺激的反应程度不一样,对实验因子的耐受性不一样,实验结果也不一样。

(3)年龄、体重及性别:动物的解剖生理特征和反应随年龄增加而有明显的变化,一般情况幼年动物比成年动物敏感,成年动物较幼年动物的反应性稳定。年龄与体重成一定的正比关系,故大、小鼠常根据其体重来推算年龄。因此实验时应根据实验目的和要求选择不同体重和年龄的实验动物。某些实验只能局限于某个性别。对无性别限制要求的实验则应尽可能雌雄性别均选用。

(4)生理状态:处于不同生理状态下(如发情、怀孕、哺乳期)的动物对实验的反应性不一样,一般实验研究中应尽量避开这些时期。

(5)健康状况:一般来说,健康动物对药物的耐受量、对应激反应的耐受性比有病动物要大得多。动物潜在感染,对实验结果影响较大。

372.有哪些实验环境方面的因素会影响动物实验的结果?

实验动物被限制于一个特定的环境中,因此,周围的环境对其生理功能、行为方式、健康状况、刺激反应均有一定程度的影响。尽可能保持环境的恒定,对取得正确可靠的实验结果是非常必要的。

(1)温、湿度:温、湿度过高、过低都可导致机体抵抗力下降,耐受性降低,甚至造成死亡。适宜的环境温度为21~27℃,湿度40%~70%。

(2)气流和清洁度:实验动物大多局限在窄小的笼具中,其中不仅有动物,还有铺垫物、排泄物,易致空气污浊,造成呼吸道传染病的传播,对动物产生不良的刺激反应,从而影响实验结果。实验动物房舍中应保持一定的气流,氨浓度应不超过14mg/m3。

(3)光照:光照长短与动物的性周期有密切关系,对动物的生物钟有重要影响。光照过强对哺乳动物有害,特别是啮齿类动物应避免强的光照,但也不应总是漆黑一片,国家标准对实验动物的工作照度、动物照度均有规定。

(4)噪声:噪声可引起动物紧张,使动物受到刺激,引起动物在行为上和生理上的反应,直接影响动物实验的结果。一般要求动物室的噪声不得高于65dB。

(5)动物饲养密度:动物都有一定的活动空间,过分拥挤,会影响动物的健康,从而影响实验结果。不同种类的动物对空间的要求是不同的。

(6)动物营养:提供足够的食物和营养是维系动物生命及保持动物健康的重要保证,也是确保动物实验结果准确可靠不容忽视的重要因素。不同种属、不同品种、不同品系的实验动物,其营养要求是不一样的,应根据不同的营养要求满足其各自的营养需求,同时,要注意饲料配方的相对稳定。

(7)饲喂环节:不同的饲喂方式、饲喂技术、饲喂人员均会影响动物的采食,所以,在慢性动物实验时,应采用一致的饲喂方式和技术,不应经常更换饲喂人员。

(8)环境微生物:实际上就是指实验动物所达到的等级标准以及环境条件控制所达到的标准,这些与实验动物的健康状况是密切关联的。

373.有哪些实验技术方面的因素会影响动物实验的结果?

为确保动物实验的圆满成功,除去动物因素及环境因素以外,实验者选择的动物、实验时机、操作技术的熟练程度等均不同程度地影响实验结果的准确性和可靠性。

(1)动物选择:正确地选择动物是保证动物实验成功的第一步。如进行肿瘤研究,就必须弄清哪些品系是高癌系,哪些是低癌系;哪些品系自发率高,哪些品系容易诱发等。

(2)实验季节:生物体的许多功能随着季节性的变换产生规律性的变动,所以动物对某些刺激的反应也受季节的影响。如家兔的放射敏感性在春夏两季升高,秋冬两季降低。

而大鼠的放射敏感性则没有明显的季节波动。

(3)昼夜过程:机体的有些功能还有昼夜规律性波动,实验证明,实验动物的体温、血糖、基础代谢率、内分泌均发生昼夜节律性变化。这方面的研究工作应选择固定时间测试,必须设有相应的对照,同时要注意某种处理的时间顺序对结果的影响。

(4)麻醉深度:动物实验中往往需要将动物麻醉后才能进行各种手术和实验。麻醉深度要适度,这是顺利完成实验并获得正确实验结果的保证。麻醉过深,动物处于深度抑制,甚至濒临死亡,动物各种正常反应受到抑制。麻醉过浅,手术或实验时,疼痛刺激使动物全身,特别是呼吸、循环、内分泌功能发生改变。因此,麻醉深度的改变,会使实验结果产生前后不一致的变化,给实验结果带来误差。

(5)手术技巧:动物实验所用的试剂要纯,仪器要灵敏,方法要准确。此外,操作技术的熟练可以减少对动物的刺激,动物所受创伤、出血等就少,将会提高实验成功率和实验结果的正确性。

(6)实验用药:动物实验中常常需要给动物体内注入各种药物以观察其作用和变化,因此,给药途径、制剂和剂量是影响实验很重要的因素。动物实验中常遇到的问题是动物和人的剂量换算,以体表面积计算比以体重换算要好。

(7)对照问题:在动物实验中对照问题也是非常重要的问题,常有忽视或错误地应用对照的情况,从而造成实验失败。对照的方法有空白对照、实验对照、标准对照、配对对照、组间对照、历史对照以及正常值对照等。各种对照要正确选用,要注意可比性。

(8)实验准备和实验重复:每进行一项动物实验均应做好充分准备。动物是活的有生命的有机体,不可先准备好动物再准备试剂、药品、仪器设备或其他条件,而应是在确定好动物使用计划的前提下,充分准备好实验条件,待有了动物时,即马上开展实验。实验前应先进行预试验,以确定实验设计的可行性,并使操作熟练、方法得当。慢性动物实验亦应有一个预试阶段,以便让实验动物充分适应实验室的环境条件,减少因应激反应而造成的误差。

374.使用灵长类实验动物进行实验有什么特殊要求?

须同时符合下列要求:

(1)灵长类实验动物的使用仅限于非用灵长类动物不可的实验。

(2)必须在具有实验动物使用许可证(灵长类)的实验设施内进行实验,动物来源必须符合国家相关法律、法规和行政许可的要求并履行相关手续。

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