國內外實驗動物科學發展情況
國內外實驗動物科學發展情況
一、國外發展情況
實驗動物在科學技術領域的廣泛應用,對各國的國民經濟發展發揮了重要作用,已經受到世界各國的高度重視。被世界衛生組織(WHO)所承認,并協同國際上其它組織一起向世界各國提供實驗動物科學的培訓、技術資料及咨詢服務等。在許多經濟發達的國家中,實驗動物已經發展成為獨立的科學研究與生產部門。例如美、英、德、法及日本等都已建立了全國性的、現代化的實驗動物中心、研究中心及輔助用品規程化的生產公司。如英國目前的實驗動物中心,即Laboratory?Animal Centre(LAC),其前身就是1947年以前的實驗動物局(Laoratory Animal Bureau,LAB);美國實驗動物協會(American Association of Laboratory Animals Science, AALAS),其前身就是1948年設立的動物管理者小組(Animal Care Panel,ACP)日本有實驗動物研究會。法國于1953年,荷蘭于1955年,西德于1956年相繼設立了中心機構。同時在1956年聯合國又創立了國際實驗動物委員會(ICLA)。在這些國家里均實現了實驗動物生產社會化、標準化、商品化;完整的組織機構與完善的教育、科研、生產管理與應用體系,有力地推動著工農業的生產、醫療保健事業與科學技術的發展。
美國生物科學課題投資的百分之四十涉及實驗動物;百分之六十的生物學科研課題需要實驗動物。美國衛生署每年的經費是4億美元,用于培養1萬人和資助2萬個課題,這兩項工作中,有百分之五十的任務要利用實驗動物進行研究才得以完成。美國衛生署的腫瘤研究中心,每年的研究經費的2.2億元,而需要利用實驗動物進行研究的課題占1.4億美元,即占總經費的百分之六十三以上。生產實驗的動物專業公司就有30余個,已擁有實驗小鼠品系250個,小型實驗豬15種,豚鼠品系30余個,地鼠品系30余個,大鼠品系60余個,兔子14個品種,猴子50余種以及狗、貓、禽等。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。根據全美國有關科學家的人數來計算,每人每年的平均使用量不少于1000只,美國現有高級實驗動物專家50多人,中級實驗動物科學專家6000多人。他們不但生產一般實驗動物而且大量生產特種動物如SPF、GF、GN等年產幾百萬頭/只,不僅滿足了各種研究的需要,而且還滿足了年產近萬種化學藥物檢定的需要。先后在心血管、內分泌、器官移植、腫瘤、老年病、免疫等研究方面取得了一系列的先進成果。
實驗動物科學在日本也得到了大力發展,自1951年就開始了實驗動物現代化運動,經過1953――1958年實驗動物科學工作的啟蒙時期,和以后的實驗動物科學工作現代化的普及時期,及實驗動物科學工業的現代化發展時期。現在日本在實驗動物的設施和技術方面在國際上是占優勢的。近交系動物、無菌動物、悉生動物、無特殊病原體動物等均已社會化、商品化。小鼠每年使用數為1,200萬只,其中SPF的達400萬只,大鼠使用數為360萬只,其中SPF的占半數。
在這些經濟發達國家中,不僅有一系列的實驗動物科學組織機構,而且在實驗動物的研究、生產、應用、開發以及有關設施、建筑、籠具、飼料、墊料、各種儀器,直到人員培訓、學位評審、考核晉升等方面的工業都有明確的分工和規定。同時,還有由專家制品、國會批準頒布的有關實驗動物工作法規。這一套比較完整的科學管理體系,保證和促進了實驗動物科學這門學科的迅速發展。
美國實驗動物管理法規的第一版,是在1966后經國會批準的。隨著實驗動物的管理和應用知識不斷豐富,相繼修改過四次,其主要內容是:不得虐待動物,保證實驗動物的質量,對實驗動物生長發育所需的各種條件必須保證,并對實驗動物疾病的處理、周圍環境、工作人員的素質等都做了明確規定。達不到規定的要求者,不準飼養動物,所做的實驗不被承認。因此,在法規頒布后,幾乎全部實驗動物生產公司、研究單位、制藥廠、大學的有關實驗室都進行了改建、翻修,由農業部每兩個月檢查一次法規執行情況,對不符合要求的單位,有權作出制裁。如對不符合要求者每天罰款1000美元,如限期不改,即撤銷研究經費或勒令停業。法規對技術上的要求也很具體。如對化學藥品,食品添加劑以及某些化妝品等物的安全性試驗,必須通過使用兩種以上的動物實驗。一種是大動物,如猴或家犬,另一種是小動物如大鼠、小鼠等。新產品投入市場前,需要將使用動物的品系質量,試驗工作的操作過程經過二、三年所做的試驗結果,報請美國食品藥品管理委員會審查批準。這不僅在法規上保證了新產品的質量,也促進了本學科的不斷發展。
在這些經濟發達國家中還專門設有為了實驗動物科學的發展和動物質量提高的獨立研究機構。在許多綜合性大學、醫學院、獸醫學院、研究所和許多進行動物實驗研究的單位,都設有規模相當大、水平相當高、設施和環境條件現代化的實驗動物中心。在那里進行著實驗動物和動物實驗的各方面的科學研究工作。他們根據研究的不同需要,按照遺傳工程原理,共培育著2607種實驗動物。其中,各類動物的近交系達772種(小鼠計540種);部分近交系132種(小鼠46種);隨機近交系79種(小鼠45種);重組近交系45種(小鼠18種);突變系506種(小鼠60種);遠交系372種(小鼠135種);同源系528種(小鼠390種);雜交F180種(小鼠60種);其它129種(小鼠93種)。
美國國立衛生研究院(NIH)內設有45個動物資源開發中心,其中有37個設在各大學醫院的比較醫學系、獸醫學院的實驗動物科學系以及專門研究所內。日本實驗動物中央研究所設有三個部、四個中心、一個所。其中三個部為實驗動物科學部、生物醫學科學部、研究開發部。在這三個部內設有10個研究室:育種研究室、生殖研究室、營養研究室、動物醫學研究室、環境影響研究室、飼養技術開發研究室、發生研究室、免疫研究室、內分泌研究室以及腫瘤研究室等。四個中心為:疾病檢查中心、學術情報中心、動物管理中心和靈長類實驗中心。一個所是臨床前醫學研究所。該所內設有五個部,即管理部,藥理部、病理毒理部、血液化學部和神經藥理部。
在美國有1300個有關實驗動物工作的生產與研究單位。日本專門生產實驗動物的公司有50多個。實驗動物工作已形成為一個專業化、規格化、商品化和社會化的科研和經濟體系。
美國NIH實驗動物資源中心和杰克遜實驗室,是世界上最大的遺傳保種和遺傳研究中心。僅NIH實驗動物資源中心就維持著250種近交系大小鼠,不同背景的無胸腺裸鼠有20多種,其中重組近交系的培育成功是哺乳類動物遺傳學中的一個重要進展,并已廣泛用于新的多態型基因位點和新的組織相溶性位點的鑒定和多態型位點的多效性以及其連鎖關系的研究。同時,也廣泛應用于感染性、自發性、誘發性等病變的研究及生物學、藥理學、形態學和行為學等方面的研究。
目前,各國都利用基因調控原理進行嵌合體和單親純合又倍體動物的研究。嵌合體動物也稱異型動物或四親動物,這種動物可用于細胞譜系、實驗胚胎學、發生遺傳學以及免疫學等研究領域。單親純合雙倍體動物育成技術又稱為雌核發育技術,是近幾年中發展起來的技術,這種新技術的試驗成功,可大大加快新品種的培育。使需要100年才能育成的實驗動物,只用一年的時間就可完成,并可在純合過程中,解決致死基因造成的胚胎期死亡問題。各國實驗動物研究的另一個動向是各種病理模型動物的培育。現已培育成功許多種遺傳突變型的免疫缺陷動物。日本專門成立了“難病”疾病模型研究組織。初步調查,有40多種“難病”,每種“難病”都設有專門的疾病模型研究小組。以小鼠為例,已發現的突變基因位點有893個,已育成與人類疾病類似的病理模型417種。美國三個獸醫學院(康奈爾、賓州、俄亥俄州)中,都在進行這方面研究。美國賓州大學獸醫學院,已篩選出加拿大紐芬蘭犬,能夠發生與人類先天性心臟病幾乎一樣的心臟病,并采用病理組織學,細胞遺傳學和分子生物學方法進行基因定位研究。為了清楚地知道基因突變的奧妙,他們正在探索直接測定DNA的技術。同時,這個大學的代謝研究室還采用生物化學方法篩選出具有先天性碳水化合物失調的貓,以及氨基酸代謝機能失調的家犬。它們與許多兒童的代謝性疾病相似。美國衛生署為此撥給他們專款作為研究經費。除此以外,他們正在為老年多發病培育具有多特性、多效性的動物模型。已培育成功的有:既無胸腺、又無脾臟的動物模型;既有高血壓和糖尿病又肥胖癥的動物模型;無B細胞功能的動物模型;無K細胞功能的動物模型;無巨噬細胞功能的動物模型等。
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