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实验动物究竟给科研带来了什么?

时间:2022-03-23 浏览:

    实验动物是专门培育供实验用的动物,主要指做医学、药学、生物学、兽医学等的科研、教学、医疗、鉴定、诊断、生物制品制造等需要为目的而驯养、繁殖、育成的动物。


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图片来源于网络

       常见的实验动物有鼠类、蟾蜍、兔子等,这些动物都拥有繁殖速度快、易于控制以及成本低的特点。

       成熟的雌鼠一年可以怀8次胎,每胎10只左右,寿命一般约为2年,如果给予一对雌雄鼠充足的资源,可以让它们如脱缰野鼠般拼命繁殖。

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       目前国际上普遍要求动物实验达到实验室操作规范和标准操作规程,同时要遵循3R原则(最早由W.M.S拉塞尔和R.L伯奇于1959年提出):替代(Replacement)、减少(Reductoin)、优化(Refinement)。这些动物一般由机构统一采购,而处置之后需要进行无害化处理,动物实验发展成为当今这样一个标准化的产业经历了相当漫长且富有争议的历程。

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如果你做过动物实验,你是否有想过这些实验动物,到底来自于哪里?

       有动物实验的相关文献记载,早在公元前4世纪,希腊著名古典哲学家亚里士多德就已经开始使用活体动物做实验,亚里士多德被认为是世界上最早的自然历史学家之一,他的研究成果被【动物志】、【动物之生殖】和【论动物部分】等著作记录下来,而亚里士多德早在公元前4世纪开展他的动物实验。

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       早在公元前3世纪,希腊解剖学家埃拉西斯特拉图斯以动物实验为基础证实动物的脾脏与胆汁对动物本身一无是处。

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       但是从公元前2世纪开始,罗马法律禁止解剖人类尸体,于是古罗马的医学家、外科医生和希腊本土的哲学家-埃利与斯.盖伦从解剖人体改为解剖动物。盖伦主要利用和灵长类动研究管是尸体还是活体来进行解剖学实验。由于动物解剖一定程度上类似于人体解剖,因此他的大部分研究发现都被证实为正确的。正是因为他在活体动物上进行实验,所以他被称为“活体解剖学之父”。

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      在中国,最早有记录的动物药理学实验记载于公元8世纪,唐代本草学家陈藏器写的【本草拾遗】中记载:“赤铜屑主折殇,能焊入骨;凡六畜有损者,细研酒服,直入骨伤处,六畜死后取骨视之,犹有焊痕,可验。”最初来自于给受伤的大雁饲喂铜,雁骨伤愈后,就展翅高飞了,而现在科学实验已经证明,铜元素是骨骼中制造骨质的成骨细胞必不可少的物质。

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      12世纪期间,阿拉伯医生伊本.苏尔把即将用于人体的科研程序事先在动物身上进行测试,伊本.苏尔是在人体上进行解剖和尸检的第一人。他在羊身上练习外科手术治疗方法,最终,用动物在研究领域做实验越来越平常,并且在18-19世纪达到顶峰。而到目前为止,这些动物主要被用于解剖学。

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       1900年是小鼠开始称霸动物实验的开始,这一年尘封了30多年的孟德尔遗传定律被来自欧洲几个科学家重新发现, 使得生命科学家纷纷开始在不同物种中验证孟德尔遗传定律,鼠类作为哺乳动物一员当仁不让地成为研究对象之一。早期研究中,所用的小鼠遗传背景较为复杂,一定程度上增加了实验的变异性。因此科学家人为的连续让同胞兄弟展开反鼠伦的近亲繁殖以此来获得等位基金纯合,遗传背景相似的近交系小鼠们。近交系是指近交程度相当于20代以上连续全同胞或亲子交配,近交系数达98.6%以上,群体基因达到高度纯合和稳定的动物群,品系内所有个体均可追溯到同一祖先。

      1909年,DBA株系诞生,被公认为第一个现代实验小鼠株系。

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       规范的药理学动物实验的历史可以追溯到1933年,当时一位女性在染睫毛膏时,不幸发生意外导致失明,这迫使联邦政府开始选择制定联邦食品、药品和化妆品法案,联邦政府于1938通过该法案,强制规定公司必须要在他们药品上市使用之前在动物身上进行实验。

       在众多用于动物实验的方法中,最常用的两个是德勒兹实验以及半数致死量实验,1959年出版的人道主义实验基础原理一书中,第一次全面系统的提出3R理论,即:Replacement、Reductoin、Refinement的简称。

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       著名的巴甫洛夫公寓40条狗洞实验,其中献出生命的就有30条。有一位实验室研究员给每条狗起了自己的名字以纪念对人类科学发展的贡献。

模型动物在此次新冠疫情做出了什么贡献?

       此次新冠科技攻关,动物模型是五大主攻方向之一。由于秦川团队在非典以来历次传染病动物模型研制和应用中的积累,科技部安排该团队主持动物模型攻关任务。研究团队针对病毒的感染与体内复制、疾病临床症状及影像学、病理学和免疫学反应,通过感染冠状病毒受体人源化的转基因小鼠,率先建立了新型冠状病毒感染肺炎的转基因小鼠模型,突破了疫苗、药物从实验室向临床转化的关键技术瓶颈。
       秦川团队基于该模型进行了病毒经呼吸道飞沫、密切接触、气溶胶、粪口等途径的传播能力研究,解答了公众关心的问题,为疫情控制、消除公众恐慌和恢复经济秩序提供了科学依据;同时,承担了国务院联防联控机制攻关组部署的5条技术路线疫苗的有效性评价任务,完成了20余种应急药物的筛选,服务于疫情控制和临床救治。在疫情攻关的特殊时期,作为实验室里培育的特殊“病人”,转基因小鼠模型做出了重要的历史贡献。

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为科研作出贡献的那些动物们

动物贡献——鼠

       当我们敲掉小白鼠的特定基因,或者用特殊饲料喂养,它就会患上糖尿病或免疫缺陷等疾病。糖尿病鼠不仅可以用来做糖尿病的研究,还可以做肥胖症等研究;免疫缺陷小鼠也在各种肿瘤的研究中做出了巨大的贡献。大鼠由于踝关节对炎症反应敏感,所以适合用来做抗关节炎药物的研究。豚鼠由于自身不能够合成维生素C,是目前唯一用于研究坏血病的动物。仓鼠由于对缺乏维生素非常敏感,所以适合用作维生素缺乏的研究。

动物贡献——牛

       由于牛痘病毒与天花病毒具有相同的抗原性,所以人接种牛痘疫苗后,也可以同时抵抗天花病毒。18世纪后,牛痘用于免疫接种以预防高传染性的天花,也是免疫接种的首例成功案例,1979年天花在全球实现了免疫。

动物贡献——兔

       家兔对体温变化十分敏感,最易产生发热反应,而且发热反应最为典型、恒定,所以常常用来做发热、解热和致热源研究;且有些骨相关实验、解剖手术等也在兔子身上进行。

动物贡献——羊

      1996年克隆羊多利诞生,对生物学和医药学的研究意义重大。 2017年早产的小羊在人造子宫里成功存活了四个月并顺利出生。

动物贡献——猴

       猴由于和人类非常相似,它成为了试药猿,新冠疫苗恒河猴,行为研究短尾猴。因为和人类血液、大脑都相似,因此可进行器官移植、疾病研究等。

动物贡献——鸡

      将鸡蛋消毒和注射流感病毒。注入流感病毒的鸡胚原液经过加工成为疫苗的主要成分。

动物贡献——狗

       狗由于内脏与人相似,常被用作外科动物实验,由于毒理反应与人相似,也常被用作毒理学实验。

动物贡献——猪

      猪由于皮肤与人相似,可以用作皮肤烧伤研究,而且胆汁能够有效预防糖尿病,特别适合做糖尿病的研究。

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     感谢所有动物朋友们的付出,为人类的疾病带来了许多解决办法。为多种疾病的治疗与预防,药物的研发作出了巨大贡献。在今后的研究中,我们更应严格的遵循3R原则,减轻与减少实验动物们所受到的痛苦。