实验动物质量控制

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内耳功能受损,易紧张、转圈,在中国和日本作为宠物。目前有400多种近交系小鼠,许多都来源于莱斯罗普维持的小鼠群。

近交小鼠的衍生是小鼠遗传研究历史的重要事件,也使癌症研究、组织移植和免疫学发生了革命性的变化。作为卡斯特的学生,近交小鼠培育的先驱之一,莱托曾在Bussey研究所研究小鼠毛色的遗传性,1929年,他在缅因州的Bar Harbor建立了杰克逊(Roscoe B.Jackson)实验室(Jackson Laboratory)。自1909年,最早培育的近交系小鼠有DBA,DBA的名称取自淡化(dilute,d)、褐色化(brown,b)、去杂色化(nonagouti,a)三种变异毛色的缩写。此外还有C57和C58,分别从Granby鼠场编号为57和58的雌鼠培育而来。培育近交系小鼠的先驱还有斯壮(Lionelle Strong)、利奥(Leo Leob)、福斯(Jacob furth)及英国遗传学家霍尔丹(John Burdon Sanderson Haldane)。1941年,杰克逊实验室出版了第一部小鼠专著《实验小鼠生理学》。

开发建立近交系小鼠的一个主要动力是要合理地研究癌症易感性的遗传基础,除经典的近交系外,还开发了重组近交系、同源近交系等。1948年,利用A系、C57BL和DBA近交小鼠,伦敦大学葛乐(Peter Gorer)和斯纳尔(George Snell)一起发现了组织相容性-2基因(MHC, H2),斯纳尔并于1980年获得诺贝尔生理学或医学奖。60年代在英国、80年代在美国先后发现培育的裸小鼠(nude mice)和联合缺陷免疫小鼠(severe combined immune deficiency,SCID)为免疫学、肿瘤学、药理学、组织或器官移植等研究提供了难得的模型。

第三节 实验动物机构的建立与实验动物学的发展

一、国外实验动物和实验动物学的发展

20世纪初,Little研究小鼠毛色基因,采用近亲繁殖的方法育成了第一株近交系DBA小鼠。Reynier育成无菌小鼠、大鼠、家兔和鸡。Gustafsson制成金属隔离器,饲养无菌动物的技术日益完善。20世纪40年代,实验动物科学得到了进一步的发展。随着实验动物用量的增加,生物医学工作者认识到动物饲养管理和质量问题亟需改善。1944年纽约科学与组织讨论这一问题,该会议的召开成为实验动物医学的起点。尽管二次世界大战硝烟未尽,美国便颁布了有关法规,1950年成立了实验动物管理小组,后改为美国实验动物科学协会(American Association for Laboratory Animal Science,AALAS),负责组织开展学术讨论,交流工作经验,举行论文报告等。1957年成立了美国实验动物医学会(American College of Laboratory Animal Medicine,ACLAM),它是一个兽医组织,任务是鼓励教育培训和颁发职业执照。1959年开始制定第一个官方的实验动物医学的进修教育计划,经费由美国卫

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生研究院的资料部、动物资源处拨款资助,从此实验动物科学进入飞速发展阶段。英国实验动物工作始于1947年。1970年在英国临床研究中心有实验动物部,其任务是向其他机构和科研单位供应标准的实验动物。日本于1951年开始进行实验动物的研究,成立了实验动物中心。法国于1953年,荷兰于1955年,西德于1956年相继设立实验动物机构。

在这些国家里均实现了实验动物生产社会化、标准化、商品化;完整的组织机构与完善的教育、科研、生产管理与应用体系,有力地推动着工农业的生产、医疗保健事业与科学技术的发展。

美国生物科学课题投资的40%涉及实验动物;60%的生物学科研课题需要实验动物。美国卫生署每年的经费是4亿美元,用于培养1万人和资助2万个课题,这两项工作中,有50%的任务要利用实验动物进行研究才得以完成。美国卫生署的肿瘤研究中心,每年的研究经费的2.2亿元,而需要利用实验动物进行研究的课题占1.4亿美元,即占总经费的63%以上。生产实验的动物专业公司就有30余个,已拥有实验小鼠品系250个,小型实验猪15种,豚鼠品系30余个,地鼠品系30余个,大鼠品系60余个,兔子14个品种,猴子50余种以及狗、猫、禽等。美国1981年用了各种品系的小鼠共8000万只;大鼠7000万只,豚鼠60~70万只,家兔60~70万只,非人灵长类3.4万只。根据全美国有关科学家的人数来计算,每人每年的平均使用量不少于1000只,美国现有高级实验动物专家50多人,中级实验动物科学专家6000多人。他们不但生产一般实验动物而且大量生产特种动物如SPF、GF、GN等年产几百万头/只,不仅满足了各种研究的需要,而且还满足了年产近万种化学药物检定的需要。先后在心血管、内分泌、器官移植、肿瘤、老年病、免疫等研究方面取得了一系列的先进成果。

实验动物科学在日本也得到了大力发展,自1951年就开始了实验动物现代化运动,经过1953~1958年实验动物科学工作的启蒙时期,和以后的实验动物科学工作现代化的普及时期,及实验动物科学工业的现代化发展时期。现在日本在实验动物的设施和技术方面在国际上是占优势的。近交系动物、无菌动物、悉生动物、无特殊病原体动物等均已社会化、商品化。小鼠每年使用数为1,200万只,其中SPF的达400万只,大鼠使用数为360万只,其中SPF的占半数。

在这些经济发达国家中,不仅有一系列的实验动物科学组织机构,而且在实验动物的研究、生产、应用、开发以及有关设施、建筑、笼具、饲料、垫料、各种仪器,直到人员培训、学位评审、考核晋升等方面的工业都有明确的分工和规定。同时,还有由专家制订、国会批准颁布的有关实验动物工作法规。这一套比较完整的科学管理体系,保证和促进了

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实验动物科学这门学科的迅速发展。

美国实验动物管理法规的第一版,是在1966后经国会批准的。随着实验动物的管理和应用知识不断丰富,相继修改过四次,其主要内容是:不得虐待动物,保证实验动物的质量,对实验动物生长发育所需的各种条件必须保证,并对实验动物疾病的处理、周围环境、工作人员的素质等都做了明确规定。达不到规定要求者,不准饲养动物,所做的实验不被承认。因此,在法规颁布后,几乎全部实验动物生产公司、研究单位、制药厂、大学的有关实验室都进行了改建、翻修,由农业部每两个月检查一次法规执行情况,对不符合要求的单位,有权作出制裁,如对不符合要求者每天罚款1000美元,如限期不改,即撤销研究经费或勒令停业。法规对技术上的要求也很具体,如对化学药品,食品添加剂以及某些化妆品等物的安全性试验,必须通过使用两种以上的动物实验,一种是大动物,如猴或家犬,另一种是小动物如大鼠、小鼠等。新产品投入市场前,需要将使用动物的品系质量、试验工作的操作过程及经过2~3年所做的试验结果,报请美国食品药品管理委员会审查批准。这不仅在法规上保证了新产品的质量,也促进了本学科的不断发展。

在这些经济发达国家中还专门设有为了实验动物科学的发展和动物质量提高的独立研究机构。在许多综合性大学、医学院、兽医学院、研究所和许多进行动物实验研究的单位,都设有规模相当大、水平相当高、设施和环境条件现代化的实验动物中心。在那里进行着实验动物和动物实验的各方面的科学研究工作。他们根据研究的不同需要,按照遗传工程原理,共培育着2607种实验动物。其中,各类动物的近交系达772种(小鼠计540种);部分近交系132种(小鼠46种);随机近交系79种(小鼠45种);重组近交系45种(小鼠18种);突变系506种(小鼠60种);远交系372种(小鼠135种);同源系528种(小鼠390种);杂交F180种(小鼠60种);其它129种(小鼠93种)。

美国国立卫生研究院(NIH)内设有45个动物资源开发中心,其中有37个设在各大学医院的比较医学系、兽医学院的实验动物科学系以及专门研究所内。日本实验动物中央研究所设有三个部、四个中心、一个所。其中三个部为实验动物科学部、生物医学科学部、研究开发部。在这三个部内设有10个研究室:育种研究室、生殖研究室、营养研究室、动物医学研究室、环境影响研究室、饲养技术开发研究室、发生研究室、免疫研究室、内分泌研究室以及肿瘤研究室等。四个中心为:疾病检查中心、学术情报中心、动物管理中心和灵长类实验中心。一个所是临床前医学研究所。该所内设有五个部,即管理部,药理部、病理毒理部、血液化学部和神经药理部。

在美国有1300个有关实验动物工作的生产与研究单位。日本专门生产实验动物的公司

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有50多个。实验动物工作已形成为一个专业化、规格化、商品化和社会化的科研和经济体系。

美国NIH实验动物资源中心和杰克逊实验室,是世界上最大的遗传保种和遗传研究中心。仅NIH实验动物资源中心就维持着250种近交系大小鼠,不同背景的无胸腺裸鼠有20多种,其中重组近交系的培育成功是哺乳类动物遗传学中的一个重要进展,并已广泛用于新的多态型基因位点和新的组织相溶性位点的鉴定和多态型位点的多效性以及其连锁关系的研究。同时,也广泛应用于感染性、自发性、诱发性等病变的研究及生物学、药理学、形态学和行为学等方面的研究。

目前,各国都利用基因调控原理进行嵌合体和单亲纯合又倍体动物的研究。嵌合体动物也称异型动物或四亲动物,这种动物可用于细胞谱系、实验胚胎学、发生遗传学以及免疫学等研究领域。单亲纯合双倍体动物育成技术又称为雌核发育技术,是近几年中发展起来的技术,这种新技术的试验成功,可大大加快新品种的培育。使需要100年才能育成的实验动物,只用一年的时间就可完成,并可在纯合过程中,解决致死基因造成的胚胎期死亡问题。各国实验动物研究的另一个动向是各种病理模型动物的培育。现已培育成功许多种遗传突变型的免疫缺陷动物。日本专门成立了难病疾病模型研究组织。初步调查,有40多种难病,每种难病都设有专门的疾病模型研究小组。以小鼠为例,已发现的突变基因位点有893个,已育成与人类疾病类似的病理模型417种。美国三个兽医学院(康奈尔、宾州、俄亥俄州)中,都在进行这方面研究。美国宾州大学兽医学院,已筛选出加拿大纽芬兰犬,能够发生与人类先天性心脏病几乎一样的心脏病,并采用病理组织学,细胞遗传学和分子生物学方法进行基因定位研究。为了清楚地知道基因突变的奥妙,他们正在探索直接测定DNA的技术。同时,这个大学的代谢研究室还采用生物化学方法筛选出具有先天性碳水化合物失调的猫,以及氨基酸代谢机能失调的家犬。它们与许多儿童的代谢性疾病相似。美国卫生署为此拨给他们专款作为研究经费。除此以外,他们正在为老年多发病培育具有多特性、多效性的动物模型。已培育成功的有:既无胸腺、又无脾脏的动物模型;既有高血压和糖尿病又肥胖症的动物模型;无B细胞功能的动物模型;无K细胞功能的动物模型;无巨噬细胞功能的动物模型等。

二、国内实验动物和实验动物学的发展

我国最早饲养繁殖小鼠是在1918年原北平中央防疫处齐长庆教授首先开始的。1919年,谢增恩用中国野生色鼠作肺炎球菌的试验,这个鼠种已被许多国家引入而称中国地鼠。1930年,原中央防疫处由北平迁往南京,在北平设分处。1937年,在我国西北地区也成立

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