一、比较医学概念是研究动物与人类的生命之间的关系,特别是研究对人类各种疾病进行类比的一门新兴综合性基础学科。
二、比较医学研究对象人与实验动物三、比较医学研究内容探讨比较研究方法、探索比较研究的具体应用横向比较—医学与其他学科间的比较纵向比较—医学母系与子系间的比较实验动物(动物与人的比较、实验动物的饲养与繁殖)动物实验(人类疾病动物模型的制作)四、比较医学的分类基础比较医学:是研究正常(无病)动物与人的生命现象之间的关系与区别的学科。
包括:比较生物学、比较解剖学、比较组织学、比较遗传学、比较营养学等。
专业比较医学:是研究不同种系动物与人类之间的生理病理,通过对建立人类疾病的动物模型,来研究和了解人类疾病的诊断、预防和治疗的科学。
包括:比较流行病学、比较毒理学、比较药理学等另外还包括人类疾病的动物模型。
临床比较医学和系统性比较医学5、“3R”原则“3R”即:替代(Replacement)高等动物—低等动物动物实验—体外培养、化学分析、电脑模拟减少(Reduction)减少实验动物数量—提高实验动物质量减少痛苦优化(Refinement)优化实验手段—降低痛苦优化实验设计—减少实验动物数量一、实验动物实验用动物:(Animals for research )泛指所有用于科学实验的动物。
(Experimental A.)包括:实验动物(Laboratory animal)家畜与家禽(Fowls and domestic animal)野生动物(Wild animal)实验动物:实验动物是指经人工培育,对其携带的微生物实行控制,遗传背景明确或来源清楚,用于科学研究、教学、生物制品或药品鉴定以及其他科学实验的动物。
分类(遗传控制)近交动物杂交动物封闭群动物基因突变动物分类(微生物控制)无菌动物(Germ Free animal GF)动物机体内外不带有任何现有方法可检测出微生物与寄生虫的动物。
悉生动物(Gnotobiotic animal GN)无菌动物体内、外植入带有已知生物体的动物。
无特定病原体动物(Specific Pathogen Free animal SPF)动物机体内不带有特定病原微生物与寄生虫的动物。
清洁动物(Clean Animal CA)动物机体内不带有人畜共患病与传染病病原的动物。
普通动物(Conventional animal CV)动物机体内无人畜共患病的动物。
二、动物实验主要研究人类疾病在各种实验动物上的体现,综合成一个“全息图像”,使人们对人类疾病更透彻的了解,并制作成各种“人类疾病动物模型”(Animal Model of Human Disease AMHD)动物实验手段:遗传突变:自然条件下的基因突变和诱导,可通过遗传保留。
人工诱导:物理诱导-外伤、放射线、气压、手术等手段。
化学诱导-药物致癌、化学品中毒、酸碱烧伤等。
生物诱导-细菌、病毒、寄生虫、生物毒素等。
复合诱导-采用三种或以上复合因素。
基因工程:通过转基因、基因敲除、基因替换、基因克隆等。
同种或异种移植:常用于肿瘤动物模型的制作动物实验效果的影响因素:1、环境因素- 温度、湿度、气流风速、空气洁净度、通风换气光照、音响噪音2、饲养因素- 饲养密度、饲养方式、垫料3、营养因素- 饲料类型、饲料硬度、饲料营养成分、饲料灭菌动物实验的动物选择:1、尽量选择与研究对象的机能、代谢、结构和疾病类似的动物。
2、根据实验目的、结合解剖生理特点选择动物。
3、选择对实验敏感的动物品种。
4、根据对实验质量的要求选择动物。
5、符合实验动物选择的一般原则(年龄、体重、性别、生理状态、健康状况、实验条件、节约投入、多种动物联合应用)四、常用的实验动物的生物学特征及主要品种(一)、小鼠1、一般生物学特性:①、体型小、摄食少、杂食性、易于管理。
②、性情温顺、胆小怕惊。
③、发育迅速、性成熟早。
④、性周期短、繁殖力强。
⑤、对外界刺激敏感、适应性差。
⑥、产子多、便于提供全同胞或半同胞实验材料。
⑦、喜居于安静黑暗环境、昼伏夜出、喜啃咬。
⑧、性周期4-5天、性成熟40天、妊娠期21天、哺乳期21天。
(二)、大鼠1、一般生物学特性:①、性情温顺,行动迟缓,易捕捉。
②、嗅觉发达,味觉差。
③、食性杂,以谷物为主兼食肉类。
④、喜欢安静环境,夜间活跃。
⑤、对外界刺激敏感、但适应力较强。
⑥、对营养中维生素和氨基酸缺乏敏感,可发生典型缺乏症。
⑦、性周期4-5天、性成熟60天、妊娠期21天、哺乳期21天、窝产子数3-15只。
(三)、豚鼠1、一般生物学特性:①、性情温顺,四肢短小,不善攀爬。
②、喜群居,胆小怕惊,常表现神经质,喜安静环境。
③、草食性动物,食量较大,有食粪癖。
④、体内不能合成VC,对饲料变化敏感。
⑤、对温度变化敏感,孕鼠后期易流产。
⑥、对抗菌素敏感,对青霉素的敏感性是小鼠的千倍。
⑦、听觉非常发达。
⑧、繁殖力较强。
(性成熟♀1.5♂2个月、性周期15-17天)(妊娠期2-2.5个月、哺乳期21天)2、在比较医学中的应用目前我国主要饲养的豚鼠为1919年引入的短毛豚鼠(英国种)。
(我中心为单色、两色与三色豚鼠)①、致敏实验。
豚鼠>兔>犬>小鼠>大鼠②、营养学研究。
是目前唯一用于VC缺乏病的动物。
③、传染病学研究。
对多种病菌和病毒敏感。
④、药理学研究。
(对组胺敏感)抗组胺药、平喘药研究⑤、生理、毒理学研究。
出血和血管通透性实验。
(四)、兔1、一般生物学特性:①、具有夜行性和嗜眠性、喜独居。
②、胆小怕惊,对环境敏感。
③、嗅觉和视觉十分灵敏。
④、耐寒不耐热,耐干不耐湿。
⑤、草食动物、具有食粪性。
⑥、喜磨牙、啃木、啃土、扒穴。
⑦、繁殖力较强。
(性成熟5-8个月、性周期3-5天)(妊娠期1个月、哺乳期42天)(五)、犬1、一般生物学特性:①、聪明,能领会人的简单意图。
②、视力不发达,无色觉;听觉和嗅觉极为发达。
③、肉食性动物。
④、对外界环境适应性强。
⑤、雄性爱斗、有合群与欺弱的特点。
⑥、有A、B、C、D、E五种血型(A型能引起输液反应)。
⑦、有四种神经类型(Ⅰ型多血质型活泼、Ⅱ粘液型安静)(Ⅲ型胆汁型冲动、Ⅳ衰弱型忧郁)。
⑧、繁殖期长。
(性成熟6-10个月、性周期8-14天)年两次发情。
(妊娠期55-65天、哺乳期45-60天)第一节、SPF动物的饲养一、SPF动物饲育器材1、独立通风笼盒(Individually Ventilated Cages IVC)工作原理:净化(超净)工作台操作原则:1、紫外线消毒工作台。
2、操作人员手消毒。
3、进入工作台的鼠盒、垫料、饲料等任何物品都必需消毒。
4、一切操作必需在工作台内完成。
2、SPF屏障系统(SPF-Barrier System SPF-BS)屏障设施的组成: 屏障内(清洁区、污染区)、屏障外屏障设施的内外交换二、SPF动物的环境(屏障)要求(国家标准BG14925-2001)温度:20-26 ℃湿度:40-70 %换气:10-20 次照度:15-20 lx噪音:≤60 dB三、SPF动物的饲料和用具的(屏障)传递消毒空气:通过初效、中效、高效三级滤过(滤除细菌等)。
饲料:真空包装后,采用Co60照射。
——渡槽饮水:高温、高压。
(包装)——传递窗或消毒柜垫料:高温、高压。
(包装)——传递窗或消毒柜用具:表面擦拭消毒(包装)——传递窗或消毒柜衣裤鞋:清洗消毒——传递窗四、SPF动物的营养与饲料1、动物机体所需要的营养物质(营养素)水:机体组成、化学反应、溶剂、运输、润滑、调解体温蛋白质:维持生命、生长发育、繁殖等不可缺少。
氨基酸——必需氨基酸、非必需氨基酸限制性氨基酸、第一、第二限制氨基酸碳水化合物与脂肪:提供热源与构成机体。
脂肪酸和甘油构成。
必需脂肪酸和非必需脂肪酸。
矿物质:构成机体、维持生理、参与代谢。
常量元素、微量元素。
维生素:控制和调解机体代谢。
脂溶性维生素和水溶性维生素。
2、饲料的养分组成3、实验动物的营养需要与饲养标准营养需要:是不同动物在自然状态下,在不同生理时期,每头每天所需要的各种营养物质的量。
影响营养需要的因素:动物种类、性别、年龄、采食量、生理期研究方法:饲养试验法、平衡试验法、屠宰试验法饲养标准:是在大量的实验基础上,根据动物的种类、性别、年龄、体重、不同生理时期等,规定的每头动物每天正常获得的各种营养物质量。
◎是国家行政管理部门颁布的,并且强制执行的标准。
GB14924.1-01 实验动物配合饲料通用标准GB14924.2-01 实验动物配合饲料卫生标准GB14924.3-8-01 实验动物大小鼠、兔、豚鼠、地鼠、犬、猴配合饲料标准4、饲料原料的种类(按国际标准分类)粗饲料—干物质中粗纤维含量18%以上。
(牧草、秸秆)青绿饲料—天然水分在60%以上的饲草。
(鲜草、野菜)青贮饲料—通过微生物发酵而调制的饲料。
能量饲料—粗纤维低于18%、蛋白质低于20%。
(玉米、小麦)蛋白质饲料—粗纤维低于18%、蛋白质高于20%。
(大豆、豆饼粕、鱼粉)矿物质饲料—富含矿物质的饲料。
(食盐、贝壳粉、骨粉)维生素饲料—富含维生素的饲料。
(鱼肝、胡萝卜)5、配合饲料两种以上饲料原料,按动物饲养标准和配方,经工业生产、成分齐全、养分平衡、混合均匀的饲料。
种类(按饲料的形态)(粉状饲料、颗粒饲料、液体饲料、膨化饲料)6、饲料的灭菌化学药物熏蒸法——环氧乙烷气体(易造成残留)干热消毒法——80-100℃下烘烤(易造成营养破坏)高温高压法——121℃、110kPa、20min (易造成营养破坏)放射线照射法——60Co、3-5 Mrad的γ射线(VB少量破坏)第二节、SPF动物的繁殖一、繁殖生理(略)二、繁育体系1、各种实验动物的配种方法多配偶法—一雄多雌(1比2-10法,一对一循环法)优点:最大程度减少雄性饲养量,减少争斗带来的幼子损失。
单配偶法—一雄一雌长期同居法(沙鼠、兔、地鼠)优点:管理简单,记录清晰利于制作系谱。
多配偶繁殖体系的公母比1 1 1 1 11 111102、SPF 大、小鼠的近交系的繁育 基本繁育方法:\群体繁育方法(近交系的生产):保种群 — 保种,并为核心群提供种群。
(全同胞交配) 核心群 — 扩繁,并为生产群提供种鼠。
(全同胞交配) 生产群 — 为实验提供近交小鼠。
(不超过4代内的随机 交配) 3、SPF 大、小鼠的封闭群的繁育 交配方法:繁育原则:1、应有一定数量(至少25对或组以上)。
2、采用循环交配法,尽量减少近交。
3、确保每代的近郊系数在1%以下。
三、繁殖技术在实验动物中的应用 1、发情控制(FSH 、LH 、PMSG 、HCG )( PGs 、孕激素、雌激素) 目的:人工授精与胚胎移植的前期手段。
转基因动物与克隆动物制作的必需的技术。