《实验动物绪论》PPT课件.ppt

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1、主要内容,实验动物学绪论常用实验动物特点及其在生命科学研究中的应用实验动物国家标准和实验动物环境控制 实验动物微生物、寄生虫质量控制及在生命科学中的应用实验动物遗传学质量控制及在生命科学研究中的应用 实验动物的饲料与营养生命科学研究中实验动物的选择动物实验的基本操作技术和方法基因工程（转基因）动物人类疾病实验动物模型复制生命科学研究中动物实验课题设计免疫缺陷动物,实验动物科技人员上岗培训,一、培训的目的，意义 宣传实验动物法律、法规，规范实验动物的生产和使用。加强实验动物从业人员的管理，促进动物实验水平的提高。提高动物实验规范化水平，保障科学研究结论的可靠。,二、培训的依据 实验动物管理条例北

2、京从事实验动物科技人员的培训和考核管理办法（试行）及其相关法律法规中华人民共和国国家标准（实验动物）,第一节实验动物科学的基本概念,一、实验动物（一）定义 实验动物(Laboratory animals)是指经人工（环境）饲育，对其携带的微生物和寄生虫实行控制，遗传背景明确或者来源清楚的，用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。,（二）实验动物的分类 1.在动物学上分类 界、门、纲、目、科、属、种 2.按遗传学控制分类 近交系(inbred strain)封闭群（closed colony）或远交系(outbred stock)杂交群(hybrids),普通动物(conventi

3、onal animal,CV)清洁动物(cleaning animal,CL)无特定病原体动物(specific pathogen free animal,SPF)无菌动物(germ free animal,GF),3.按微生物学控制分类,定义 凡是以研究、实验、教学、药品生产为目的而使用的动物，统称实验用动物。如：实验动物(laboratory animals)经济动物(economical animals)野生动物(wild animals)观赏动物(exhibiting animals),二、实验用动物,定义 实验动物学（Laboratory animal sciences）是以实验动物

4、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综合性、应用性学科。概括地讲，实验动物学是研究实验动物和动物实验的一门学科。,三、实验动物学,（一）实验动物学的基本概念,1.实验动物遗传育种学 实验动物遗传育种学（Laboratory animal genetic breeding science）是利用遗传调控机理采用传统的和现代生物技术手段，控制动物的遗传特性，培育新的动物品种品系和各种动物模型，家畜和野生动物的实验动物化，实验动物繁殖。2.比较医学 比较医学（Comparative medicine）是比较研究动物与人类生命现象的异同，特别对各种人类疾病进行类比研究，采用

5、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。比较医学又可分成比较解剖学、比较生理学、比较病理学、比较外科学和比较基因组学等,（二）实验动物学的基本内容,3.实验动物医学 实验动物医学（Laboratory animal medicine）是专门研究和阐明实验动物疾病的诊断、治疗和预防及其在生物医学领域中应用的科学。4.实验动物营养学 实验动物营养学（Laboratory animal nutriology）是研究动物摄入、利用营养物质全过程与生命活动相互关系的科学。,5.实验动物微生物学与寄生虫学 实验动物微生物学与寄生虫学（Laboratory animal microbiolo

6、gy and parasitology）是研究实验动物的微生物、寄生虫分类学、与人类的相互关系和对科学试验的干扰作用，探讨实验动物疾病防控的措施，实行对实验动物微生物与寄生虫的质量监控，以达到控制和消灭实验动物疾病。6.实验动物环境生态学 实验动物环境生态学（Laboratory animal environmental ecology）是研究影响实验动物生存的环境与条件。例如饲养动物的房舍、通风、温度、湿度、光照、饲养噪声、笼具、社会关系、饲养密度、饲料、饮水以及各种垫料等,7.实验动物（饲养管理）技术 实验动物技术（Laboratory animal techniques）包括研究实验动物

7、的饲养管理技术，各种监测方法和动物实验方法和技术标准等。8.动物实验技术（Animal experiment Techniques）是进行动物实验时的各种实验手段、技术、方法和标准化操作程序，探讨生命科学中的疑难问题，获得新的认识。探索新的规律。同时也探讨实验动物科学中的减少、替代、优化问题。科学合理地使用实验动物进行实验，观察实验动物处理的反应和表现，包括应用新的技术与手段,第二节 实验动物科学的发展概况,1949年，美国率先提出了实验动物标准化问题，1950年成立了美国实验动物科学学会；1952年，日本成立了实验动物中央研究所，专门从事实验动物标准化工作；1956年，联合国科教文组织、国际

8、医学组织、国际生物学协会共同发起成立了“实验动物国际委员会”，后更名为国际实验动物协会；1956年，美国开始建立“实验动物饲养与应用认可程序”，为实验动物研究的专业性提供了标准化的程序1961年，加拿大生物联合会建立了动物管理常务委员会，开始实验动物饲养管理标准化工作。,一、国际发展概况（一）实验动物标准化管理,在实验动物科学发展历程中，近交系（1909年）、无菌动物（1943年）的成功培育和应用以及免疫缺陷动物（1962年）的问世是实验动物科学发展的里程碑。近年来，随着分子生物学技术和胚胎工程技术在实验动物领域的广泛应用，成功培育出了大量的遗传修饰动物，如：人工诱变、基因剔除和转基因动物。,

9、（二）实验动物,(三)实验动物发展趋势,实验动物使用总量下降，但高质量实验动物使用量增加 实验动物品种、品系增加 基因工程实验动物的基因型剧增实验动物模型走向商品化 实验动物替代材料的应用和替代方法的研究发展加快,二、国内发展概况,1988年10月31日经国务院批准，国家科委颁布实验动物管理条例。1994年10月，颁布了实验动物中华人民共和国国家标准，2001年对1994年版国标进行了修订并于2001年8月发布，2002年5月1日实施.2008年对2002年版国标进行了部分修订并于2010年发布和实施,(一)加大对实验动物工作的依法管 理力度，不断提高标准化水平,完善实验动物管理体系国家标准与

10、要求提高建立实验动物质量管理技术体系（追溯体系）加强实验动物标准化科学研究改善实验动物与动物实验设施,(二)实验动物科学与生命科学 其它领域的结合更加紧密,实验动物遗传工程成为功能基因组时代的重要研究平台 遗传工程小鼠质量控制与标准化是实验动物科学重要的 研究与工作内容根据生命科学、医学发展的要求，开展医学实验动物模 型与实验动物科学的研究转基因、基因打靶、染色体工程、随机诱变等分子生物 学技术、锌指蛋白酶技术的应用，产生大量遗传修饰动物，为实验动物模型化提供了革命性的技术手段和无限的发展空间。,生物医学研究对模式生物的需求量越来越大，与实验 动物科学的发展关系更加紧密。,新的药品必须以大量的

11、动物实验进行严格的安全性、有效性评价，GLP实验室的建立对实验动物的质量要 求越来越高。,新增传染性疾病的发病机理及防制方法的研究要求 更多品种和数量的敏感的实验动物成为人类的替难者。,生命科学学方面，人们利用实验动物在各种武器杀伤效果，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，取得越来越多的科学数据。,(三)我国实验动物科学研究的特色逐渐突出,我国重要资源昆明种小鼠问题受到关注。基因工程小鼠发展迅速实动物资源的评估、实验动物化、标准化、应用研 究取得成效：如：小型猪、东方田鼠、中国地鼠、长沙鼠、鼠兔、树鼩。,(四)实验动物商品化、社会化、产业化,在一定程度上，一个国家

12、实验动物商品化、社会化程度是其实验动物科学发展水平的重要标志之一，我国与发达国家实验动物科学水平的主要差距也在于此。中国的入世、生命科学的迅猛发展、医药工业与生物产业的迅速崛起，为中国实验动物科学及其产业带来了前所未有的挑战与机遇，实验动物只有实行商品化、社会化、产业化，才能缩小与先进发达国家水平的差异，方能从机制上保证我国的实验动物及其相关技术服务进入一个良性发展的轨道。,三、3R原则,3R原则作为一个系统理论最早是由英国动物学家William Russell和微生物学家Rex Burch提出，见于1959年出版的仁慈实验技术原理一书。随后逐渐得到世界范围内广大科技工作者的认同，被广为采用。

13、3R即替代(replacement）、减少（reduction）和优化(refinement）。3R原则的推进，最终将使实验动物的使用量逐渐减少，动物实验结果的准确性、可靠性不断提高。,四、实验动物福利（Animal Welfare）,实验动物福利是指实验动物在饲养和实验过程中生理和心理上处于健康和舒适的状态。动物福利不是片面的保护动物，而是在兼顾对动物利用的同时，考虑到动物的健康舒适，并反对使用那些极端的利用手段和方式进行动物实验。动物福利更加强调保证动物健康和舒适的生存状态制定动物福利标准不应该光凭人类的良心道德，而是要依据科学，达到使动物维持生理和心理上处于健康和舒适的状态来进行制定。我

14、们是通过实验动物国际AAALAC认证单位,1.实验动物质量的标准化 实验动物微生物学质量的影响 a威胁人的健康和生命 b影响动物生产 c干扰实验结果，导致实验终止 实验动物遗传学质量的影响 2.实验动物繁殖与实验（应用）条件标准化 3.建立实验动物标准化法规体系 4.实行实验动物合格证制度,五、实验动物的标准化与法规,六、医学研究中实验动物的选择 1.选择与人的功能、代谢、结构和疾病特点相似的实验动物 2.选择遗传背景明确、体内微生物得到控制或模型症状显著的动物 3.选用解剖、生理特点符合实验目的要求的动物 4.选择对实验因素最敏感的动物 5.选择与实验目的相适应的动物,七、人类疾病的动物模型

15、 1.概念人类疾病动物模型：是指为阐明人类疾病的发生机理及建立预防、诊断和治疗方法而制作的具有人类疾病模拟表现的实验动物。2.人类疾病动物模型的意义避免人体实验造成的危害提供发病率低、潜伏期长和病程长的疾病材料可增加方法学上的可比性样品易得，分析实验简化有助于更全面地认识疾病本质 3.人类疾病动物模型的复制原则相似性重复性可靠性适用性和可控制易行性和经济性,4.人类疾病动物模型的分类（1）按产生原因分类实验（诱发）性动物模型自发性动物模型抗疾病型动物模型生物医学动物模型（2）按系统范围分类疾病的基本病理过程动物模型各系统疾病动物模型（3）按模型种类分类（4）按中医药体系分类,八、实验动物的描述

16、 1.标题中实验动物种名的记述 2.实验动物的品种（系）3.实验动物的来源 4.动物性别 5.动物年龄和体重 6.动物饲养方式 7.实验环境 8.实验动物和动物试验条件合格证 9.使用的麻醉剂 10.施加实验因素所采用的方式 11.处死方式,第三节 实验动物在医学生物 学中的地位和作用,一、在医学生物学发展中发挥了重要作用 在医学生物学发展过程中，许多重要的发现和研究成果，往往与实验动物及动物实验密切相关。巴甫洛夫指出，没有对活动物的实验和观察，人们就无法认识有机界的各种规律，这是无可争辩的事实,动物实验,大量人类疾病起因于传染原,发现,抗原抗体反应,发现,实验肿瘤学,创立,一些多发病的基本性

17、质,认清,“应激学说”,创立,临床医学许多重大技术创造和发展,微生物在传染病发病中的作用,证明,防治传染病起了重大作用,免疫性紊乱疾患的本质和补体的作用,了解,推动变态反应性疾病研究,发现化学致癌物质和致癌病毒,推动肿瘤学研究,根除和控制这些疾病,临床广泛应用激素疗法,起作用,起指导作用,医学上许多重大发现与动物实验的关系,著名医学科学家的重大发现与动物实验的关系,表1：早年医学研究,表2 现代医学研究,二、现代医学生物学研究的重要支撑条件,在医学生物学研究领域里，进行实验研究的条件可概括为AEIR四个基本要素。AAnimal(动物)E Equipment(设备)I Information(信

18、息)R Reagent(试剂),免疫缺陷动物的培育为人类恶性肿瘤异种移植及体外研究带来了生机。具有鲜明人类疾病模型特征的模型动物品系达数千种。通过转基因和基因敲除来创造动物新品系及新的动物模型将成为实验动物科学发展的新领域。,三、新的动物种系及模型动物为生 物医学的发展开辟了广阔前景,（一）医学生物学方面（二）制药工业方面（三）生物制品方面（四）轻工业与食品工业方面（五）农业和畜牧兽医方面（六）国防和军事科学方面（七）环保和地震监测等方面,四、在医学生物学、工农业 等各个领域的广泛应用,一、我国实验动物管理体系,我国实验动物工作的管理模式是统一规划，条块结合，共同管理。根据实验动物管理条例，我

19、国实验动物工作实行政府逐级管理。科学技术部主管全国实验动物的管理工作，统一制定我国实验动物的发展规划，确定发展方向、发展目标和实施方案。省、自治区、直辖市科技厅（委、局）主管本地区的实验动物工作；总后勤部卫生部主管军队实验动物工作。国务院各有关部门负责管理本部门的实验动物工作。有关部门和地区设立实验动物管理委员会（办公室），专门负责实验动物的日常管理工作。,第四节 实验动物管理法规,37,实验动物组织机构体系框架,北京实验动物行政许可-国家实验动物管理政策法规体系,1988年10月31日经国务院批准了我国第一部实验动物管理条例 1988年11月4日，国家科委（现国家科技部）第2号令发布施行。1

20、994年国家技术监督局颁布了实验动物国家标准2001年重新修订，2002年5月1日实施。1988年，第7届全国人大通过中华人民共和国野生动物保护法。1997年12月，国家科委（现国家科技部）颁布的实验动物质量管理办法,二、国家有关政策规：,实验动物从业人员的基本要求,实验动物从业人员范围实验动物从业人员是指从事实验动物和动物实验的科技人员、专业管理人员和技术工人。主要分为实验动物管理人员、实验动物饲养繁育人员和动物实验人员。实验动物从业人员必须经科技主管部门组织的相关考试，并取得岗位资格证书。实验动物从业人员应身体健康，定期体检。热爱实验动物、珍惜实验动物,实验动物从业人员的基本要求,实验动物

21、从业人员必须了解或掌握实验动物科学相关的基础知识，包括实验动物的基本概念、动物福利、动物保护、政策法规；实验动物的环境与设施；实验动物的遗传与繁殖；实验动物的生产管理、疾病知识、兽医监护；实验动物的营养；实验动物的标准化与质量管理；常用实验动物的品种、品系与应用选择；人类疾病的动物模型；影响动物实验结果的因素、风险性动物实验的安全防护；动物实验常规技术。,实验动物从业人员的职责,实验动物从业人员应自觉遵守实验动物管理的有关法律、法规，自觉遵守饲养管理操作规程及实验规范要求。按相应标准和规范对实验动物饲料、饮水、设施环境质量进行有效的调控，保证给予实验动物舒适的生活环境和待遇，维持实验动物的质量

22、标准以合理的设计、周密的安排、仁慈的手段、熟练的技能开展动物实验，并对动物的行为、表现、反应进行细致的观察和记录，保证实验结果有高度的可靠性和重复性,禁止猎捕、杀害国家重点保护野生动物。因科学研究、驯养繁殖、展览或者其他特殊情况，需要捕捉、捕捞国家一级保护野生动物的，必须向国务院野生动物行政主管部门申请特许猎捕证；猎捕国家二级保护野生动物的（如恒河猴），必须向省、自治区、直辖市政府野生动物行政主管部门申请特许猎捕证。需要出售、收购、利用国家二级保护野生动物或者其产品的，必须经省、自治区、直辖市政府野生动物行政主管部门或者其授权的单位批准。,中华人民共和国野生动物保护法,教材：实验动物学 孙靖一般参考书：（1）医学实验动物学 方喜业（2）中医实验动物学 邹移海等（3）实验动物标准系列丛书(4）动物实验方法学 孙敬方,实验动物信息,基因工程动物模型资源信息共享平台北京实验动物信息网全国实验动物人才培训考核系统全国实验动物许可证管理系统中国实验动物信息网等,