目前醫學上存在的許多問題大都是通過對試驗動物的觀察和分析來研究和解決的,臨床前動物實驗已成為醫學研究必不可少的重要手段。選擇合適的實驗動物建立動物模型是生物醫學科學研究中首先要考慮的問題,實驗動物分為四級,主要有:一般為教學示范用的普通級;國內科研工作要求的標準動物、適合于大多數科研課題的清潔級;國際標準實驗動物的SPF級和僅在特殊課題需要時使用的無菌動物。
新藥研究經歷臨床前動物實驗研究、臨床研究這兩個階段,臨床前動物實驗是臨床研究的基礎和前提。藥物臨床前研究需要使用用動物模型來測試藥物對疾病的潛在治療效果,美迪西藥理學服務部門經過多年的經驗累積,多方驗證和長期實踐考驗,已經建立了完善的動物模型庫,可根據客戶的需求提供各種有效的動物模型,用來檢測藥物的有效性。實驗動物有非人靈長類動物、犬、大小鼠、兔、豚鼠等種類。
1、在試驗過程中,應依據不同的試驗目的正確地選擇實驗動物
(1)呼吸系統實驗動物選擇
豚鼠對化學刺激或機械刺激都很敏感,是鎮咳藥篩選的首選動物。貓的生理條件很少咳嗽,可用于刺激喉上神經誘發咳嗽,在初篩基礎上進一步肯定藥物的鎮咳作用。支氣管擴張,常用豚鼠,因為它們的氣道平滑肌對致痙劑藥物反應敏感。大鼠的某些免疫和藥理學特點與人類較近,但是在呼吸系統研究中,實驗可靠性差。犬適用于觀察藥物的鎮咳作用持續時間,兔對化學、電刺激不敏感。
(2)神經系統實驗的動物選擇
應根據動物神經系統方面的特性而進行選擇。猴的高級神經系統發選,常用于行為學的研究,也可用作小兒麻痹癥的復方研究。選用家兔、蛙可進行中樞神經系統的麻醉作用的藥物研究。又如豚鼠對組胺十分敏感,致死量為
0.3 mg/kg,而小白鼠為250 mg/kg,差異很大。
(3)消化系統實驗動物選擇
犬有發達的消化系統,可用來做消化系統復方研究的長期實驗,胃潰瘍的實驗模型常選用大白鼠。
(4)泌尿生殖系統實驗的動物選擇
可選擇犬、大鼠、兔等動物來進行復方泌尿系統藥物的研究;猴的生殖生理與人類非常接近,是人類避孕復方藥物研究理想的動物;腹膜炎復方治療研究可選用小鼠。例如,利用裸鼠建立人泌尿生殖系統腫瘤細胞系的方法,無菌取下腫瘤標本后,將標本剪成大小約 10 mm*3的組織塊,在裸鼠右后肢皮下包埋,當皮下腫瘤塊發生明顯增殖并長到一定程度后,再行裸鼠體內傳代兩次,最后取下組織塊進行原代培養。培養細胞傳代超過 20 代后按建系標準進行檢測。實驗結果共取40 例標本,裸鼠體內傳代 F1 代成功6例,F3代成功3例,該3例標本行原代培養后建成3個無限細胞系,人腎透明細胞癌 RCC—9863,人膀胱癌 BC—6,人前列腺癌 PC—98106,全部細胞傳代 1 年以上,生長穩定,傳代周期固定,其形態結構,分化程度與原發瘤保持一致,染色體形態仍為人類核型。
(5)心血管系統實驗的動物選擇
犬、猴、豬有與人相似的循環系統,可用作微循環的復方藥物實驗研究。小型豬可自發產生動脈粥樣硬化,其病變特點及分布情況與人類相似,是粥樣硬化復方研究的理想動物。犬和大鼠可作為高血壓的研究,一些復方藥物做心血管系統實驗時用家兔較理想。
(6)中醫藥實驗動物選擇
寒證、熱證模型宜選用體重170~210g雌性大鼠。“血瘀”模型,高粘滯血癥模型選用家兔,耳緣靜脈注入10 %葡萄糖生理鹽水,每公斤體重注入5ml,可100%造型成功。此模型適用于“活血化瘀”藥物作用原理的研究。“血虛”模型,選用雄性大鼠,體重180~250g。此模型適用于血虛與氣虛藥物的研究。
2、生物醫學實驗中選擇實驗動物的基本原則
(1)選用與人的機能、代謝、機構和疾病特點相似的動物。
非人靈長類動物進化程度最高,如獼猴是最接近與人類的理想動物。其他動物雖進化程度低些,但可以達到實驗目的,如,犬、貓、豬等。
(2)選用解剖、生理特點符合實驗目的要求的實驗動物、充分利用不同品種品系實驗動物存在的某些特殊反應。
如對帶有雌激素活性的藥物進行避孕藥效研究,不能選用小鼠、大鼠;同時要注意同一品種不同品系的動物存在有很多特殊的反應,應注意選擇應用。
(3)根據課題研究目的內容選用相匹配的標準化動物
標準化動物系指,經遺傳學、微生物學、環境及營養控制而繁育的動物。微生物學、環境及營養的控制才能排除動物因攜帶影響實驗結果的微生物、寄生蟲及潛在疾病對結果準確性的影響。遺傳學的控制才能排除實驗動物因雜交、遺傳學污染而造成個體之間的差異,影響結果的可重復性。
實驗動物遺傳類別選擇:近交系,其動物遺傳的均質性保證了實驗反應的穩定性;封閉群,能較好地代表自然群體的遺傳特性;F1雜交群,在一定程度上,兼有近交系和封閉群的特點;突變動物,往往具有鮮明的人類疾病模型特征。
實驗動物具體品種品系選擇:如果實驗結論只針對某一品系則使用一個品系;如果實驗結論針對整個物種在內的一般性研究則使用多個不同來源的品種、品系。一般對多物種進行實驗時,應先選小型動物,再推廣到大型物種;要求只能建立在對多個物種進行實驗的基礎上,才能推廣到人類,也稱動物實驗外推。常用順序是小鼠、大鼠、兔、犬、猴。
(4)選用與實驗要求相適應的
實驗動物規格:年齡不同,其生物學特性往往不同,一般選性成熟后的青壯年動物。太小的動物的生理功能未達到成年水平。太老的動物的各器官老化,代謝功能下降,只在老年醫學研究中使用;在正常營養狀態和飼養條件下,體重與年齡有一定的相關性;許多實驗證明,同一品種(系)不同性別的動物對外界刺激的反應不一致。
(5)選用人獸共患疾病的實驗動物和傳統應用的實驗動物
有些病因造成人和動物共同患病,其臨床過程、病理變化也相似,所以就應選用這樣的動物來研究人類疾病;選擇科研、檢驗和生產中傳統使用的實驗動物。通過實踐積累,各個專業均會在某些方面的課題選定自己常用的動物品種系。
在臨床前動物實驗的選擇和應用需注意符合相應的國際規范國際上普遍要求動物實驗達到實驗室操作規范(GLP)和標準操作程序(SOP)。這些規范對實驗動物的選擇和應用、實驗室條件、工作人員素質、技術水平、操作方法都要求標準化。這是實驗動物選擇和應用的總的要求。