动物疾病模型
二、人类疾病动物模型的设计原则
1.相似性:能再现所要研究的人类疾病,即动物疾病 表现与人类疾病相似要多。 2. 重复性:动物可重复产生该疾病,最好能在两种或 两种以上的动物身上复制。 3.可靠性:该疾病动物背景资料完整,生命周期能满 足实验需要,可靠性要强。
4.实用性:尽可能选用小动物,易获得标本,实用性 要好。
(4) 复合因素诱发动物模型
以上3种诱发动物模型的因素都是单一的,有些疾病模型应 用单一因素诱发难以达到实验的要求,必须使用多种复合因素 诱导才能复制成功,这些动物模型的复制往往需要时间较长, 方法比较繁琐,但其与人类疾病比较相似。如复制大鼠或豚鼠 慢性支气管炎动物模型可使用细菌加寒冷方法或香烟加寒冷, 也可使用细菌加二氧化硫等方法来复制;以四氯化碳(40%棉籽 油溶液)、胆固醇、乙醇等因素复制大鼠肝硬化动物模型;以二 甲基偶氮苯胺和60Co射线方法复制大鼠肝癌动物模型。
要求摸索有关实验条件。
• 物理因素:机械力、气压、温度、放射线、噪音等。
化学因素
• 化学因素可直接或间接(通过代谢)引起动物致病,造 成组织、器官或全身损害,出现某些类似人类疾病的功 能、代谢、形态结构方面的变化。如用各种化学致癌物 诱发各种肿瘤,用各种化学毒物或毒气诱发各种中毒性 疾病。 • 化学因素:强酸、强碱、致癌剂、诱变剂等。
1 .诱发性动物模型 (experimental animal model)又称为实验性动物模型。是指研究者通过
使用物理的、化学的、生物的和复合的致病因素 作用于动物,造成动物组织、器官或全身一定的 损害,出现某些类似人类疾病时的功能、代谢或 形态结构方面的病变,即为人工诱发出特定的疾 病动物模型。
3.抗疾病型动物模型
是指特定的疾病不会在某种动物身上发生, 从而可以用来探讨为何这种动物对该疾病有天 然的抵抗力。如哺乳动物均易感染血吸虫病, 而居于洞庭湖流域的东方田鼠却不能复制血吸 虫病,因此将之用于血吸虫病的发病机制和抗 病机制的研究。
4. 生物医学动物模型
指利用健康动物生物学特征来提供人类疾病相似表现的疾 病模型。如沙鼠缺乏完整的基底动脉环,左右大脑供血相对独 立,是研究中风的理想动物模型;鹿的正常红细胞是镰刀形的, 多年来被供作镰刀形红细胞贫血研究;兔胸腔的特殊结构用于 胸外手术研究比较方便;但这类动物模型与人类疾病存在着一 定的差异,研究人员应加以分析比较。
人类同一疾病可用多种方式、多种动物 诱发类似的动物模型。
如采用手术摘除狗、大鼠等胰腺;化学物质脲 佐菌素损失地鼠胰岛细胞;小鼠接种脑炎心肌炎病 毒等均可复制糖尿病动物模型。
2.自发性动物模型
指实验动物未经任何人工处臵,在自然条件下自发产生或
由于基因突变的异常表现通过遗传育种手段保留下来的动物模 型。自发性动物模型以肿瘤和遗传疾病居多,可分为代谢性疾 病、分子性疾病和特种蛋白合成异常性疾病等。 应用自发性动物模型的最大优点是其完全在自然条件下发 生的疾病,排除了人为的因素,疾病的发生、发展与人类相应 的疾病很相似,其应用价值很高,如自发性高血压大鼠、肥胖 症小鼠、脑中风大鼠等。
人类疾病动物模型
• 人类疾病动物模型是指医学研究中建立 的具有人类疾病表现的动物实验对象和 相关材料。应用动物模型是现代医学认 识生命科学客观规律的实验方法和手段。
人类疾病动物模型的研究,本质上是比较医学的 应用科学。研究人员可利用各种动物的生物特征和疾 病特点与人类疾病进行比较研究。长期以来,生物医 学研究的进展常常依赖于使用动物作为实验假说和临 床假说的基础。人类各种疾病的发生发展是十分复杂 的,疾病的发病机制和预防、治疗机制是不可能也不 允许在人体上试验研究的,但可以通过应用动物复制 出人类疾病的动物模型,对其生命现象进行研究,进 而推论到人类,以便探索人类生命的奥秘,控制人类 的疾病和衰老,延长人类的寿命。
(三) 按模型种类分类
疾病模型的种类包括整体动物、离体器官和 组织、细胞株和数学模型。整体动物模型是常用
的疾病模型,也是研究人类疾病常用的手段。
(四) 按中医药体系分类
祖国传统医学源远流长数千年,自1960年有人复制小 鼠阳虚动物模型至今已有 30 多年,在此期间中医药动物模 型迅猛发展,已形成独特的较完整的体系,以其独特的理 论体系“辨证论治”;独特的评价标准,证、病、症;独 特的处臵措施,中药、针灸、养生;独特的观察指标,舌、 脉、汗、神、色;独特的认识特色,审证求因,形成中医 药动物模型体系,进入了人类疾病动物模型的大家族,成 为一支不可缺少的生力军。
5.易行性与经济性:动物尽量廉价、来源充足、便于 实验操作,有较好的经济性和可利用性。
三、模型的复制
是用人为方法,使动物在一定的致病因素(物理 的、化学的、生物的)作用下,早餐动物组织、器官或 全身一定损害,出现某些类似人类疾病的功能、代谢、 形态结构方面的变化或各种疾病,通过这种手段来研究 人类疾病的发生、发展规律,为研究人类疾病的预防、 治疗(包括新药物的试用)提供理论依据。所以动物疾 病模型的复制,在医学科学研究中占有十分重要的地位。
二、动物模型的评估
• 应再现所要研究的人类疾病,动物疾病应表现出与人类疾 病相似性。 • 动物能复制产生该疾病,最好能在2种动物体复制该病。 • 实验动物合格,动物背景资料完整,生命周期能满足实验 需要。 • 动物要廉价、来源充足、便于运送。 • 尽可能选用体型小的动物。如果“复制”的发病率高,模 型价值也高;若一种方法可复制多种模型,缺乏专一性, 则降低该模型价值。
(2) 化学因素诱发动物模型
常见的化学因素如化学药物致癌、化学毒物中毒、强酸强
碱烧伤、某种有机成分的增加或减少导致营养性疾病等。应用 化学物质复制动物模型,如应用羟基乙胺复制大鼠急性十二指 肠溃疡动物模型、应用 D- 氨基半乳糖复制大鼠肝硬化动物模型、 以乙基亚硝基脲复制大鼠神经系统肿瘤动物模型、以缺碘饲料 复制大鼠缺碘性甲状腺肿动物模型和应用胆固醇、胆盐、甲基 巯氧嘧啶及动物脂肪油复制鸡、兔、大鼠的动脉粥样硬化症动 物模型。 不同品种、品系的动物对化学药物耐受量不同,在应用时 应引起注意。有些化学药物代谢易造成许多组织、器官损伤, 有可能影响实验观察,应在预实验中摸索好稳定的实验条件。
生物因素
• 用生物因素复制人类疾病动物模型,一定要了解动物 与人在疾病易感性和临床表现等方面的异同。
• 生物因素:细胞、细菌、病毒、寄生虫、生物毒素、 激素等作为致病原,可通过接种使健康动物发生疾病。
物理因素
• 用物理因素复制各种模型时,必须严格考虑不同对象 应采用的不同刺激强度、频率和作用时间,即按设计
3、应用动物模型可研究平时不易 见到的疾病。
平时临床上很难见到的放射病、毒气中毒、烈性 传染病、战伤等疾病,根据实验要求能复制该疾病的 动物模型,供研究使用。
4、克服复杂因素,增加方法学上 的可比性。
• 临床上许多疾病是十分复杂的:病人并非患有一种疾病,有 的几种疾病同时并存。 • 即使某单一疾病,由于年龄、性别、体质、遗传以及社会因 素对其疾病发生发展都会有影响,产生不同的效果。而用动 物复制的疾病模型,就可以选择相同品种、品系、性别、年 龄、体重、健康状态以及在相同的环境因素内进行观察研究, 这样对该疾病及其发展过程的研究就可以排除其他影响因素, 使得到的结果更加准确,也可单一变换某一因素,使实验研 究的结果更加深入,增加了因素的可比性。
5、样品收集方便,实验结果易分析。
作为人类疾病“复制品”的模型动物,可按 照需要采集各种样品,包括处死动物收集标本。 且取材操作较容易,简化了实验方法。
6、有利于更全面地认识疾病的本质。
由于有相当数量的不同背景样品,就可对样品进 行不同角度的分析,有利于全面了解疾病的本质,开 展临床上不能进行的研究。利用动物疾病模型间接研 究人类疾病,可克服研究中的困难,还可进行单一的 病因分析。在短期内复制出动物疾病模型,对研究人 类的疾病的发生、发展、治疗和预防是极为重要的手 段和工具。
四、影响动物模型质量的因素
1.致模因素对动物模型复制的影响
选择好致模因素是复制动物模型的第一步。应
明确研究目的,清楚相应人类疾病的发生、临床症
状和发病机制,熟悉致病因素对动物所产生的临床
症状和发病情况,致病因素的剂量。
2.动物因素对动物模型复制的影响
复制动物模型的动物种类繁多,如实验动物、家养 动物和野生动物。野生动物属自然生态类型,其微生物 感染复杂,遗传背景不清楚,来源困难,很难饲养,因 此不便使用;家养动物饲养方便,来源容易,但微生物 控制不严,遗传背景不清楚也不提倡使用;应尽可能使 用标准化实验动物。
二、动物模型的评估
没有一种动物模型能够完全复制人类疾病真实情 况,动物毕竟不是人体的缩影。模型实验只是一种间 接性研究,只可能在一个局部或几个方面与人类疾病 相似。因此,模型实验结论的正确性是相对的,最终 必须在人体上得到验证。复制过程中一旦出现与人类 疾病不同的情况,必须分析其分歧范围和成都,找到 相平行的共同点,正确评价那些是有价值的。
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意义 模型评估 模型分类 设计原则和注意事项 模型的制作
Hale Waihona Puke 1、避免人体实验造成的危害 (人类替代者)
临床的外伤、中毒、肿瘤等研究,不可能在 人体上进行有效、大规模的实验。动物可作为人
的替身,通过人为设计,可在特定条件下反复实
验观察。解决了社会伦理道德和法律问题,给人 类学研究和医学研究开辟了一条路径。
2、可提供发病率低,潜伏期 和病程长的疾病的动物模型。
通常遗传疾病、传染病、内分泌疾病以及一些肿瘤的发 病率较低,病因较复杂,均给研究带来困难。研究人员可复 制相应的动物模型如再生障碍性贫血、艾滋病、糖尿病、肝 癌等,以开展人类疾病的研究。
临床常见的动脉粥样硬化、慢性哮喘、甲亢等疾病,其 发展缓慢、潜伏期长、病程长,可达数年至数十年。因动物 生命的周期较短,世代交替快,通过相应的动物模型,可在 较短时间里,了解疾病的机理,从而建立治疗方案。