实验动物管理与法规PPT课件.ppt

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1、实验动物管理与法规,1,实验动物管理与法规,科学发展的保证,实验动物管理与法规,2,实验动物的重要性 实验动物的现状 实验动物立法的重要性 现有实验动物法规,实验动物管理与法规,3,什么是实验动物？,实验动物:是指经人工饲养、繁育，对其携带的微生物及寄生虫实行控制，遗传背景明确或者来源清楚，应用于科学研究、教学、生产和检定以及其他科学实验的动物。,小鼠 大鼠 豚鼠 兔 犬,实验动物管理与法规,4,实验动物的特点,遗传学控制 人工培育、遗传限定、特性稳定、基因纯合微生物学控制 无菌级动物、无特定病原体级动物、清洁级动物、普通级动物营养学控制 营养成分均衡稳定、适口性好、无污染环境生态学控制 恒温

2、、恒压、恒湿、无尘、无菌、全新风、周期光照、参数稳定、全封闭屏障环境,实验动物管理与法规,5,实验动物的来源,野生动物大鼠小鼠豚鼠地鼠猴,经济动物猪羊牛兔鸡,观赏动物犬猫,实验动物管理与法规,6,实验动物的用途,科学研究 教学实习生物制药 安全评价产品鉴定 环境评估,实验动物管理与法规,7,实验动物的重要性,实验动物是活的模型，是生命科学发展的助推器 实验动物是诺贝尔医学奖的幕后功臣实验动物是科学发展的基石 实验动物是人类的替身,实验动物管理与法规,8,实验动物是诺贝尔生理学和医学奖的幕后功臣 诺贝尔生理学和医学奖创立百年以来，三分之二的获奖者所取得的研究成果是依靠动物实验，共有75个奖项得益

3、于动物实验。在这75个奖项中，使用4种或以上实验动物的奖项有7项，使用3种的有11项，使用2种的有16项，使用1种的有41项,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,9,获奖项目所使用的实验动物，小鼠占15项，犬、鸡、牛各占14项，兔占11项，大鼠、豚鼠各占10项，蛙占8项，猫占7项，猪占3项，果蝇、线虫占2项，黑猩猩占1项,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,10,1904年度诺贝尔生理学和医学奖 俄国生理学家I.P.巴甫洛夫运用狗作了大量的动物实验，在心脏生理、消化生理和高级神经活动三个方面作出了重大贡献，提出了条件反射的概念，从而开辟了高级神经活动生理学研究。于1904年获诺贝尔生理学和

4、医学奖。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,11,德国细菌学家R.科赫通过母牛、绵羊的实验性感染，发现了结核杆菌，指出了传染病的发病原因，提出了沿用至今的科赫原则，作为判断某种微生物是否为某种疾病的病原的准则，并因此获得1905年的诺贝尔生理学和医学奖。,1905年度诺贝尔生理学和医学奖,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,12,1939年诺贝尔生理学和医学奖 德国科学家G.多马克为首的研究小组在抗菌药筛选试验中，坚持把所有的候选药物都在感染小鼠体内进行筛选，而不是仅仅以在琼脂培养基上生长的细菌进行筛选。结果发现候选药物百浪多息在小鼠体内试验中极为有效，但它对体外培养的细菌却无效，进一步

5、研究证明活性抗菌物质磺胺是在体内由百浪多息形成的，由于通过动物实验发现了抗菌特效药磺胺，挽救了无数感染者的生命，于1939年获得诺贝尔生理学和医学奖。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,13,1980年度诺贝尔生理学和医学奖 美国Jackson研究所的科学家G.D.斯内尔因运用近交系小鼠首次发现异体组织或器官移植中产生排异反应的控制基因主要组织相容性基因（MHC），为人类自身免疫和器官移植研究铺平了道路，而获得了1980年度诺贝尔生理学和医学奖。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,14,1984年度诺贝尔生理学和医学奖 英国剑桥大学科学家C.米尔斯坦因使用近交系小鼠成功建立淋巴细胞杂交

6、瘤技术，研制出单克隆抗体，为抗原鉴定、传染病诊断、肿瘤研究与治疗等带来革命性的进步，而获得1984年度的诺贝尔生理学和医学奖。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,15,1996年度诺贝尔生理学和医学奖 澳大利亚科学家P.C.多尔蒂和瑞士科学家R.M.青克纳格尔进行了关于病毒侵袭小鼠脑组织的动物实验研究，发现了T淋巴细胞如何识别入侵微生物并作出反应的奥秘，从而为传染病、免疫学、癌症和风湿病等的研究，提供了全新的研究途径。由此获得了1996年度诺贝尔生理学和医学奖。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,16,1990 年度诺贝尔生理学和医学奖的获得者美国器官移植学家J.E.默里说：没有动物实

7、验，今天那些受益于器官移植和骨髓移植的人们将无一生存,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,17,实验动物是科学发展的基石 针对不同的实验目的而培育出的各种实验动物在各类科学研究中发挥着独特的作用近交系动物：活的精密分析天平无菌动物：活的分析纯试剂免疫缺陷动物：活的培养基转基因动物和克隆动物,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,18,DBA近交系小鼠,实验动物的重要性,-近交系动物的问世 1907年，世界著名实验动物研究保种机构美国Jackson研究所第一任所长Little教授利用近亲繁殖方式，首次培育成功DBA近交系小鼠，至今全球常用近交系小鼠品系已达465个。,实验动物管理与法规,19,

8、近交系小鼠由于遗传背景清晰、基因型稳定、等位基因高度纯合，因此等同于活的精密分析天平，对各种实验刺激的反应敏感，实验结果均一性好、重复性高。尤其是能携带和遗传人类疾病基因，并能表达性状，所以很快成了生命科学研究的宠儿，同时也成为转基因小鼠的背景鼠。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,20,实验动物的重要性,-无菌动物的诞生 1946年，美国Lobund实验室的科学家Reyniers等人首次育成无菌大鼠，开创了悉生生物学技术在实验动物培育领域中应用的先河，随后无菌小鼠、兔、犬、猫、猪、羊、牛、驴、猴等无菌动物相继培育成功。,塑料薄膜无菌隔离器,实验动物管理与法规,21,无菌动物等同于活的分析

9、纯试剂，由于排除了微生物对动物实验的背景性干扰，能够精确观察到动物机体自身的真实反应，实验结果的可靠性高、科学性强，因此一经问世，立刻被广泛应用到生物医学研究的各个领域。在此基础上育成的无特定病原体动物（SPF级动物）更是由于不携带影响人类和动物健康及对实验会产生背景性干扰的特定病原体，而广受欢迎，成为国际公认的标准实验动物。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,22,免疫缺陷动物的应用 1962年，英国医生Grist首先发现胸腺缺乏的免疫缺陷动物裸小鼠。1969年，丹麦科学家Rygaard首次将人类结肠腺癌移植裸小鼠获得成功，建立了人类结肠腺癌动物模型。随后，T淋巴细胞免疫缺陷的裸大鼠、B

10、淋巴细胞免疫缺陷的CBN/N小鼠、NK细胞活力缺乏的Beige小鼠、T淋巴细胞和B淋巴细胞联合免疫缺陷的Scid小鼠等免疫缺陷动物相继培育成功。免疫缺陷动物等同于活的培养基，除了可感染各种病原体研究人类传染病外，还可接受异种（包括人类）的细胞、组织和器官移植，能够存活并生长，不会发生免疫排斥反应，因此能建立几乎所有的人类肿瘤动物模型，进行肿瘤发病的机理研究和抗肿瘤药物的筛选及药效研究，所以受到肿瘤学家的一致青睐，其问世极大促进了传染病、肿瘤、免疫和遗传研究。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,23,-转基因动物的出现 转基因技术可将人类的致病基因导入背景清晰、各种条件得到严格控制的实验动物

11、遗传组成中去，通过精确地激活或增强这些基因的表达，制作各种人类遗传疾病的动物模型,其研究结果具有较高的真实性,可用于诊断、治疗和新药筛选。,实验动物的重要性,由美国密苏里大学培育出的 含有荧光水母基因的小猪。左为荧光小猪，右为正常小猪。,实验动物管理与法规,24,1982 年美国科学家Palmiter 等将大鼠生长激素(GH)基因导入小鼠受精卵中获得转基因“超级鼠”以来,转基因动物已经成为当今生命科学中发展最快,最热门的领域之一。1985 年,美国人用转移GH 基因、GRF基因和IGF1 基因的方法,生产出转基因兔、转基因羊和转基因猪;1987 年,美国的Gordon 等人首次报道在小鼠的乳腺

12、组织中表达了人的tPA 基因;1991年,英国人在绵羊乳腺中表达了人的抗胰蛋白酶基因。随后,世界各国先后开展此项技术的研究,并相继在兔、羊、猪、牛、鸡、鱼等动物上获得成功。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,25,-克隆动物的亮相,实验动物的重要性,1997年2月22日，英国遗传学家Wilmut运用体细胞无性繁殖技术，成功地克隆出多莉羊。在此之前，台湾已用胚胎细胞克隆出了目前最长寿且能繁殖的克隆猪。以后，美国又克隆出人类的近亲-两只猴子。转基因技术和克隆技术的运用，大大丰富了实验动物的资源，使生命科学研究步入了新纪元。,克隆猴,克隆羊多莉,实验动物管理与法规,26,实验动物是人类的替身-核

13、试验的牺牲品 在核武器爆炸的试验中，实验动物被予先放置在爆炸现场，以观察光辐射、冲击波和电离辐射对生物机体的损伤。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,27,实验动物的重要性,1964年10月16日，在我国第一颗原子弹爆炸现场放置了大到骆驼、小到豚鼠的成千上万只各种种属的动物。爆炸过后，无防护的实验动物被烧成焦炭；有防护的，例如一些猴子或狗，依然活蹦乱跳，但回收后不到几天也相继死亡。通过对上述实验动物的回收和测试，研究人员得出各种实验动物在各种距离被核弹杀伤破坏的效应。每次核爆后，距离核爆点两公里范围内的实验动物们被烧得不见踪影，而八公里以外的实验动物有的可以存活下来，但是这个位置的猴子被取

14、回来后一般是没有精神，昏昏欲睡，有的也在不久后就死掉了。为了获取核爆范围内豚鼠耳鼓被穿透的几率，至少要收取1000个豚鼠样品。,实验动物管理与法规,28,-先行一步的动物宇航员莱卡太空第一“人”扳动拉杆的哈姆绕月球飞行的龟,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,29,莱卡太空第一“人”莱卡不到6公斤，适合在狭小的火箭头锥和卫星中居住。身为流浪狗的它非常适应恶劣的环境。经过各项身体检查，莱卡和其他一些狗被前苏联的载人航天研究机构录取了。被选中的狗，每天都要进行呼吸、心跳和体温测试，还要经常进行X 光透视。为了适应飞行环境，它们要穿狗太空服，吃狗航天食品，在振动台上振动，在离心机上耐受高加速度，经

15、受空间发射等训练。在最后的评定中，莱卡脱颖而出，确定为上天的小狗。1 9 5 7 年1 1 月3 日，莱卡伴着前苏联的第二颗人造卫星“斯普特尼克”2 号上天了，它由此成为乘卫星进入太空的第一“人”。遥测资料说明，从卫星起飞到进入轨道前的阶段，小狗表现得非常正常。轨道飞行阶段，莱卡出现异常的失重状态，但运动仍然稳健，生理功能没有明显变化。莱卡最后死亡的原因，不是由于太空的失重环境，而是因为舱内的高温和逐渐消耗完的氧气。人们通过这次飞行终于知道，高等动物完全能适应太空飞行中严峻的环境，在进入轨道飞行的过程中无异常的生理反应，在失重状态下能长时间生存。莱卡的飞行为第一名航天员加加林的上天铺平了道路.

16、2007年11月3日俄罗斯太空研究部门为世界第一只太空狗“莱卡”举行纪念碑揭幕仪式，纪念碑的雕像由人类的手与青铜色的“莱卡”形象组成。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,30,扳动拉杆的哈姆 太空舱门一打开，电视机前的人们惊奇地发现，航天员居然是一只身穿特制太空服的黑猩猩。它就是美国2 0 世纪6 0 年代载人航天计划“水星”计划中发射入太空的第一只黑猩猩哈姆。美国霍洛曼空军基地保存着一份特殊的档案，上面写道：6 5号，雄性，4 岁，体重1 8 k g，出生于喀麦隆，在实际的空间飞行中心理和身体反应很好，返回到地面后再进行训练试验，没有发现由于飞行引起的生理和心理异常。这份珍贵的档案就属于

17、小家伙哈姆。黑猩猩们在霍洛曼空军基地经受了严格的训练，包括在当时十分先进的心理训练。人们要求黑猩猩监视各种信号，并通过操纵杆做出即刻反应、延迟反应或数种反应组合来回答给出的信号。反应正确将会奖励食物和水，如果做错则受到无情的电击，从而使它们吸取经验教训，学会操作。发射前3 天，人们对6 只合格的黑猩猩进行了最后的选拔，哈姆被选为首次太空飞行的动物。1 9 6 1 年1 月3 1 日，哈姆乘坐太空舱进入离地2 5 3 公里的太空。它的任务就是看到仪表盘上闪蓝光的时候扳动拉杆。在太空舱进入太空后不久，哈姆的小手就顺利地扳动了拉杆，太空舱成功地降落在海洋里。3 个月后，美国宇航员阿兰谢泼德成为第一个

18、进入太空的美国人。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,31,绕月球飞行的龟 1 9 6 8 年9 月1 5 日，前苏联成功发射“探测器-5”，载有龟和其他生物，这是历史上第一次完成环绕月球后再返回地球的飞行。1 8 日它飞到距月球1 9 5 0 千米处，并绕到月球的背面，然后返回地球，2 1 日再入大气层，随之张开降落伞，降落在印度洋。8 只雄性草原龟，体重3 4 0 4 0 0 克，两只放在探测器内，两只运到发射场后运回，4 只仍在动物园内饲养。这次和接着的3 次“探测器”号飞行的结果表明：飞行过程中的失重和辐射因素没有使龟的生理功能和结构发生明显改变。结合“探测器”号上果蝇和植物的试验

19、结果，当太阳活动处于低水平时进行地月航线的飞行，辐射环境不会对人身体造成损伤。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,32,实验动物的重要性,实验动物是活的试剂，是安全性评价的终极裁判实验动物是用药安全的首要保证实验动物是检验农药毒性的银勺实验动物是环境检测的哨兵,实验动物管理与法规,33,实验动物的重要性,实验动物是用药安全的首要保证 药品研发中，除了要用人类疾病动物模型进行药效研究外，还要使用小鼠或大鼠进行急性毒性实验，使用犬或猴进行长期毒性实验，甚至要连续观察多代以判断是否具有生殖毒性和蓄积效应。同样，药品即使通过安全性评价研究，获得批号定型生产后，在每一批次产品出厂前，都必须使用实验动

20、物进行药品产品质量检定。-药效研究-安全性评价-质量检定,实验动物管理与法规,34,一切与人类密切接触的产品，尤其是药物和化工产品的副作用，对生命的影响程度包括致癌、致病、致畸、致毒、致突变、致残、致死，都是从实验动物的试验中获得结果。制药和化学工业产品如不用实验动物进行安全试验，直接给人类应用将会造成十分严重的恶果。仅从1922年至1979年，国外报道的重大药害事件就有20起左右，累计死亡万余人，伤残数万人。而适当的动物试验正式检验药物有害与否的试金石。世界卫生组织于上世纪七十年代指出，全球死亡患者中有三分之一并不是死于自然疾病本身，而是死于不合理用药。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规

21、,35,“反应停”事件,被美国科学杂志月球列为20世纪十大科学错误之一的“反应停”事件曾见证了药品检测失控的恶果。,实验动物的重要性,美国”反应停“事件受害儿童,荷兰”反应停“事件受害儿童,实验动物管理与法规,36,“反应停”事件,在20世纪的医学史上，1956-1962年的“反应停”事件堪称最大的药物灾难，给全世界敲响了药品安全的警钟。反应停（沙利度胺）最早于1956年在原西德上市，主要治疗妊娠呕吐反应，期临床疗效明显，因此迅速流行于欧洲、亚洲（以日本为主）、北美、拉丁美洲的17个国家。到1960年左右，上述国家突然发现许多新生儿的上肢、下肢特别短小，甚至没有臂部和腿部，手脚支接连在身体上，

22、其形状酷似“海豹”部分新生儿还伴有心脏和消化道畸形、多发性神经炎等。大量的流行病学调查和大量的动物实验证明这种“海豹肢畸形”是由于患儿的母亲在妊娠期间服用沙利度胺所引起。从1957年到1962年，英国有8000多名海豹儿诞生，联邦德国有5500多名海豹儿诞生，日本也有800多名这样的孩子。究其原因就是与未选用合适的实验动物开展真实有效的致畸动物试验有关。最终全球先后诞生了1.2万多名畸形患儿。美国国会在1962年通过法案强化药物管理，要求新药在获准上市前必须经过严格的试验，提供药物副作用和中长期毒性的数据，必须对至少两种怀孕动物进行致畸性试验。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,37,孕激

23、素事件,黄体酮等孕激素是上世纪三、四十年代治疗习惯性流产等妇科疾病的常用药物，在50年代美国霍普金斯大学医院的医生发现有许多女婴（大约有600名）出现外生殖器男性化畸形，并对此进行了大量的调查，结果发现这种异常现象与女婴的母亲在孕期曾服用孕激素有关。经过多种动物实验证实孕激素能引起动物雌性幼仔发生外生殖器雄性化现象。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,38,华联事件,实验动物的重要性,307医院血液科，一位女性患者因为注射该问题甲氨蝶呤导致生活无法自理。,由于华联制药厂的产品检定是参照传统的化学分析方法只检测药品的有效成分，没有采用直观的生物分析方法做动物试验，以致污染药品顺利过关流入市场

24、，使本该避免的悲剧发生。,本市的华联制药厂因使用同一条生产流水线生产不同的药品，期间未进行有效清场，致使脊柱注射用甲氨蝶呤和阿糖胞苷两种药品中都混入了微量的静脉注射用硫酸长春新碱，导致197名用药患者非死即残。,实验动物管理与法规,39,欣弗事件,实验动物的重要性,欣弗事件中的安徽受害者,如果按照注射液检测常规，使用实验兔进行热源测试，就可及时发现污染问题，阻止悲剧的发生。,安徽华源生物药业有限公司生产的克林霉素磷酸酯葡萄糖注射液（商品名：欣弗注射液），未按批准的工艺参数灭菌、降低灭菌温度、缩短灭菌时间、增加灭菌柜装载量，影响了灭菌效果，导致药品被细菌污染，致使用药患者11人死亡，数十人遭遇不

25、良反应。经中国药品生物制品检定所对相关样品进行检测，结果表明：无菌检查和热原检查不符合规定。,实验动物管理与法规,40,完达山事件,实验动物的重要性,如果该厂按照注射液检测常规，使用实验兔进行热源测试，就可及时发现污染问题，阻止悲剧的发生。,2008年10月6日，国家食品药品监督管理局接到云南省食品药品监督管理局报告，云南省红河州6名患者使用了标示为黑龙江省完 达山制药厂生产的两批刺五加注射液（批号：2007122721、2007121511，规格：100ml/瓶）出现严重不良反应，其中有3例死亡。2008年10月14日，卫生部、国家食品药品监督管理局联合通报，中国药品生物制品检定所检验初步结

26、果显示，黑龙江省完达山制药厂生产的刺五加注射液部分批号的部分样品有被细菌污染的问题。被污染的原因正在抓紧调查当中。,完达山事件中的黑龙江受害者,实验动物管理与法规,41,实验动物是检验农药毒性的银勺现代“神农”尝百草 食品、食品添加剂、皮毛制品、化妆品等上市销售，化学肥科、农药的残毒检测，粮食、经济作物品质的优劣等，最后也还是要通过利用实验动物的试验来确定。化肥和农药是提高农业生产的重要材料，由于未经严格的动物试验而发生的问题很多。在合成的多种新农药化合物中，真正能通过动物试验对人体和动物没有危害的只占1/30，000，其余都因发现对人的健康有危害而禁用。美国国会科技评估局曾经评估，美国每年为

27、做中毒测验用了数百万只动物。美国农业部估计，1983 年毒性测试用了55 785 只兔子，化学公司另外用了22 034只兔子。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,42,杀虫眯事件,1970年代，我国从瑞士的汽巴嘉基公司进口杀虫眯的生产流水线，化了大量投资建立了生产厂和20个车间，但就是因为忽略了动物的安全性试验而造成了很大损失。因为投产后，才从国外知道消息，杀虫眯能致癌，国外已经不用。以后我国只好停止发展，但已造成损失。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,43,三鹿奶粉事件的延续,实验动物的重要性,事实证明：任何化学检测方法都不可能检出所有的人为添加剂，只有采用动物试验安全评价的方法，

28、才能发现人为添加剂对机体的有毒有害效应。,实验动物管理与法规,44,三鹿奶粉事件的延续,2007年4月，中国徐州一家宠物食品公司在出口美国的宠物食品中添加三聚氰胺冒充蛋白质导致大批宠物肾衰竭死亡的事件。美国食品和药物管理局（FDA）通报我国部分企业在出口的用于制造宠物食品的小麦蛋白、大米蛋白及麸皮等植物源性蛋白中违规添加三聚氰胺，导致4000多只宠物猫、狗死亡，FDA接到的投诉就有1万多起。这一事件曾一度在国际社会闹得沸沸扬扬。时隔不到一年半的时间，甘肃等地报告多例婴幼儿泌尿系统结石病例，经相关部门调查，高度怀疑石家庄三鹿集团股份有限公司生产的三鹿牌婴幼儿配方奶粉受到三聚氰胺污染 国内某研究中

29、心近期对全国主要省区近1000个饲料原料和成品饲料的监测发现,有近10%的饲料被三聚氰胺污染。香港特区政府食物及卫生局局长周一岳2008年10月26日表示，香港市场上一种从内地进口的鸡蛋被检测出含有三聚氰胺。9月中旬，辽宁省一村庄数百只结石貉子陆续死亡，饲料中检出三聚氰胺，含量最高达510毫克/公斤。在动物饲料中加三聚氰胺，已成公开的“行业秘密”。在饲料中加三聚氰胺，五年前从水产养殖行业开始，后逐渐向畜禽养殖等行业蔓延。更令人吃惊的是，加入动物饲料中的三聚氰胺，基本来自于化工厂废渣。三聚氰胺废渣变身后的假蛋白添加剂“蛋白精”，在饲料行业内生存的历史至少已有五年，其覆盖的范围可能已经波及到畜禽、

30、水产等绝大多数养殖产业，其影响将远远超过“问题奶粉”事件。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,45,实验动物是环境检测的哨兵-太湖水的检验者 太湖蓝藻对饮用水影响几何？得用小鼠做急性经口毒性测试。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,46,实验动物的重要性,-苏州河的监测者 苏州河河水污染程度如何？还得水生实验动物斑马鱼说了算。,实验动物管理与法规,47,-新居民的保护者 在工厂原址上能否造住宅？只得用大鼠做长期毒性测试。-垃圾无害化的鉴定者 垃圾无害化处理效果如何？也只有通过豚鼠做致敏实验才能判断。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,48,实验动物是活的原材料，是生物医药产业腾飞的

31、聚宝盆 实验动物是生物制品的生产基质 实验动物是会走路的袖珍药厂 实验动物是器官捐赠的不竭来源 实验动物是发达国家的新宠 实验动物是生命科学研究和生物医药产业不可或缺的重要支撑条件 实验动物是我国科技、经济和社会发展的保障,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,49,实验动物是生物制品的生产基质-实验动物是生物医药工业生产疫苗，诊断用血清，某些诊断用抗原，免疫血清等的重要材料-牛体制备牛痘苗-猴肾制备小儿麻痹症疫苗-马体制备白喉、破伤风或气性坏疽等血清-金黄地鼠肾制备乙脑、出血热和狂犬病疫苗-兔肾制备风疹疫苗-鸡胚制备麻疹、腮腺炎和黄热疫苗-小鼠脑内接种脑炎病毒后的脑组织制备血清学检验用的抗原

32、,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,50,-实验动物是生物医药工业生产疫苗，诊断用血清，某些诊断用抗原，免疫血清等的重要材料 这些产品都是将菌种或毒种等接种于动物体内而制成。例如从牛体制备牛痘苗，猴肾制备小儿麻痹症疫苗，马体制备白喉、破伤风或气性坏疽等血清，金黄地鼠肾制备乙脑、出血热和狂犬病疫苗，兔肾制备风疹疫苗，鸡胚制备麻疹、腮腺炎和黄热疫苗，小鼠脑内接种脑炎病毒后的脑组织制备血清学检验用的抗原等。利用动物细胞、组织或鸡胚作为生产基质，已成为生物制品行业的主要生产方式。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,51,-从动物组织中直接提取药用成分，也是生物制药最基本的生产方式 如用经过乙型

33、肝炎疫苗免疫的健康猪的脾和淋巴结,以冻融法破碎细胞,通过超滤等方法制成的抗乙型肝炎转移因子,其主要成分为寡核糖核苷肽,具有调节和增强机体特异性乙型肝炎病毒感染的细胞免疫和体液免疫的功能,用于治疗乙型肝炎。从新生、新鲜的小牛胸腺中提取的胸腺肽是一类小分子的酸性蛋白。实验证明,胸腺肽具有免疫调节作用,它能够使未成熟的T 淋巴细胞分化、转化为成熟有免疫活性的T 淋巴细胞,并使T 淋巴细胞数量增加,从而达到增强或抑止B 淋巴细胞产生抗体的作用,使机体免疫功能相对平衡,主要用于免疫功能缺陷疾病、病毒和细菌感染性疾病。胸腺肽制剂作为免疫调节剂已广泛用于临床。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,52,实

34、验动物是会走路的袖珍药厂-利用转基因动物生产基因药物是一种全新的革命性模式,具有传统生物制药技术无可比拟的优越性 转基因牛 转基因羊 转基因猪,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,53,转基因技术的出现和应用,不仅为生物技术药物生产开辟了一条崭新的途径,而且也形成了一个医药产业。把转基因动物开发成活体“发酵罐”,使动物像机器一样,根据人们的需要和设计要求,生产预期的蛋白类药物(或称基因工程药物)。由于动物生物反应器的投资少,效益高,又无公害,故受到发达国家政府和企业的高度重视和支持。1991年英国Pharmaceutical Proteins 有限公司(PPL 公司)培育出了转基因山羊,其奶

35、中能分泌-1 抗胰蛋白酶,每公斤羊奶价值可达4000 英镑;同一年,美国DNA 公司获得了能产生人血红蛋白的转基因猪,估计可年产20 万单位人血红蛋白,产值可达5000 万美元;芬兰科学家研制成功了红细胞生成素转基因牛,年产奶的价值可达40 多亿美元。因此,有人把转基因动物比作“分子农场”不无道理。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,54,借助转基因动物生产药物，具有成本低、效益高、产量高、无公害等优点，可大大降低制药成本和投资风险。有人算过，若用其他工艺生产1克药用蛋白质，成本需8005000美元，而利用转基因动物只需0.020.5美元。以防治A型血友病的凝血因子为例，美国目前的需求总量

36、是120克，如从血浆中提取，需要120万升血浆，由1200万人次捐血；而由转基因动物“代劳”，只需1.2头转基因牛就够了。在转基因动物体内建“药厂”，乳腺是最佳“厂址”。因为乳汁不会进入体内循环，不会影响转基因动物本身的新陈代谢；而且，从乳汁中提取蛋白，产量高、生物活性稳定。同时，转基因动物也可促使药物开发成倍“提速”。目前，一种新药从研制开发、通过药审直到上市，约需1015年的周期；用转基因动物生产药物，周期仅5年左右。荷兰PHP公司用转基因牛生产具有抗菌作用的乳铁蛋白，预计每年从牛奶生产出的营养奶粉的销售额是50亿美元。英国罗斯林研究所研制成功的转基因羊的乳汁中含有可治疗肺气肿病的a,1抗

37、胰蛋白酶，这种羊奶每升可售6000美元，1头转基因小羊可售30万美元。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,55,-近年来,我国在转基因动物研究领域已取得了较大进展。在我国,施履吉院士早在80 年代初就提出乳腺生物反应器的构想,并与他的合作者一起成功地获得了乙肝病毒表面抗原的转基因兔,为通过转基因动物途径获得药物蛋白打下了基础。上世纪90 年代,国家“863”已将转基因山羊乳腺生物反应器的研究列入重大项目,并与地方政府密切合作,积极支持我国科学家进行转基因山羊的研究开发,获得令人惊喜的成果。本市儿童医院医学遗传研究所曾溢滔院士领衔的课题组于1998年和1999年分别培育出能分泌含有人凝血因子

38、羊乳的转基因山羊和携带人血清白蛋白基因的奶牛。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,56,-目前,国外在乳腺生物反应器技术研究上取得了巨大的进展,已有数十种产品在多种实验动物特异和高效表达的技术已日渐成熟。据美国红十字会和美国遗传学会估算,到2005 年仅美国的乳腺生物反应器生产的药物年销售额可达到350 亿美元。到2010 年,所有基因工程药物中利用乳腺生物反应器生产的份额可达到95%。与此同时,转基因动物产业的发展也异常迅猛。据统计,全球现有以转基因技术为核心的公司超过40 家,已成为21 世纪生物技术领域的支柱产业。1998 年全球动物生物技术产品销售额估计为6.2 亿美元。预计到20

39、10 年仅在农业领域销售额将达到110 亿美元,其中75 亿美元来自转基因动物品种;而利用转基因动物制作生物反应器生产药物和功能蛋白的销售额预计可达500 亿美元。由此可以看出,转基因动物带来的不仅仅是一种全新的药物生产模式,极大地降低生物药品的成本和投资风险,而且还为人类社会带来了新的经济增长点，具有巨大的市场价值,从而使该项产业成为具有高额利润的新型工业。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,57,实验动物是器官捐赠的不竭来源-异种器官移植-异种细胞移植,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,58,-目前全世界大约有250 000人依靠合适的人体器官移植维持生活 但大多数情况下,同种器官

40、移植面临着供移植用的器官来源不足和人类移入的器官多发生免疫排斥现象等难题。譬如在美国,心脏坏死的人数是患艾滋病死亡人数的4 倍,每年为此付出80 350 亿美元。据报道,2001 年美国可以进行器官移植的人数与需要进行器官移植人数的比例大约为14。在英国、法国、德国等其他国家也存在类似情况,由此可见供体器官严重匮乏,这使得人们不得不重视异种器官移植。利用转基因技术改造异种来源器官的遗传性状,使之能适用于人体器官或组织的移植,是解决移植短缺的最有效途径。,实验动物的重要性,图为2001年12月底出生的5只可爱的转基因克隆小猪。据培育者英国PPL医疗公司称，这些转基因小猪将为研究和“生产”适用于人

41、体移植手术使用的动物器官提供巨大的帮助,实验动物管理与法规,59,-目前最为理想的转基因动物是猪,因其在器官大小、结构和功能上与人类较为相似。Rosengard 等将人的补体抑制因子,衰退加速因子(hDAF),转移至猪胚中,有27 头转基因猪的hDAF在其内皮细胞、血管平滑肌和鳞状上皮细胞等细胞中有不同程度的表达,这可以解决器官移植中的超敏排斥反应,为异种器官移植展示了良好的前景。Lai等和Dai等结合基因打靶和体细胞核移植技术,采用敲除21,3半乳糖转移酶基因的胎儿成纤维细胞作核供体,成功地获得了21,3半乳糖转移酶基因敲除猪。21,3 半乳糖转移酶为21,3 半乳糖合成所必需,该半乳糖能被

42、人体免疫细胞所识别,引发排斥反应。将猪基因组中该基因敲除后,可直接阻止猪细胞表面21,3半乳糖的存在,从而消除了猪作为人类器官供体的一个主要障碍,进一步推动了器官移植的发展与应用。这项研究具有重要的实用价值,相信以后会有更多、更完善的改造器官用于人类疾病的治疗。我国“863”计划和国家自然科学基金委在过去近10年中,也对该领域进行了较为全面的支持,中国科学院遗传发育所等单位合作研制了转有人类DAF 和CD59基因的转基因猪,并在灵长类动物进行异种心脏移植试验,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,60,已知很多疑难疾病、生理功能紊乱都与细胞凋亡或细胞功能异常有关。但到目前为止,人类细胞还不能很

43、好地传代培养,因此将异种细胞尤其是猪的细胞,移植到合适的位点,将使得人类实现细胞治疗成为可能。在异种细胞治疗上目前已有很多成功的应用。1994年,Groth等将猪的胰岛细胞移植给糖尿病人,取得了一定的成效。1997年,Deacon等将猪胎儿神经细胞移植到患有帕金森疾病的病人大脑中,研究发现移植后的细胞能长久保持活力。Edge 等用猪的细胞修复受损的皮肤和软骨损伤。由于已产生出很多有效的方案用来对供体猪进行遗传修饰,因此,异种细胞治疗必将发展成为一种可以有效治疗人类疾病的重要手段。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,61,实验动物是发达国家的新宠-美国 生物科学课题投资的40%涉及实验动物；

44、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。美国卫生署的肿瘤研究中心，每年的研究经费为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。在美国有1300个有关实验动物工作的生产与研究单位。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。全美生产实验动物的专业公司就有30余个，

45、根据全美国有关科学家的人数来计算，每人每年实验动物的平均使用量不少于1000只。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,62,-日本 专门生产实验动物的公司有50多个，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。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,63,实验动物是生命科学研究和生物医药产业不可或缺的重要支撑条件医药行业是永续增长的朝阳行业，生物医药则是朝阳中的朝阳，年复合增长率达到15%以上，远超全球药品市场增长率以及全球GDP成长水平。随着人类基因组图谱的破译，

46、将有力地促进生物药物的研究与开发。到2020年，利用生物技术研制的新药可能将达到3000种左右。目前发达国家生物医药产业均在整个国民经济中占有重要地位，比如美国相关产业已占GDP的14。生物经济已经成为新的经济增长点，其市场空间可能是信息产业的10倍。生物技术已经成为许多国家政府科技投入支持最多的领域。美国生物技术研究开发的总投资在400多亿美元以上.欧盟第六研究框架计划中45%的经费用于生物技术及其相关领域。欧洲2006年将启动的第七个研究框架计划明确提出了发展的重点是以知识为基础的生物经济。据统计，1992年2002年，生物技术与医学方面的论文占全球自然科学论文49%。不少国家政府投入基础

47、研究经费的50%左右用于生命科学与生物技术领域。生物技术产业已经是国际科技竞争乃至经济竞争的重点。全球生物产业的年增长率在30%左右，是世界经济平均年增长率的10倍左右，专家估计，未来15年左右生物产业将在一些国家和地区率先成为支柱产业。全球已能生产针对200多种疾病的500多种生物药物，使3.25亿人受益，近700个生物药正在临床试验阶段。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,64,我国生物药研发与制造能力大幅度提高。截止2004年底，我国已经生产使用25种生物药，还有150余种生物药已经进入临床试验阶段，其中一类新药占1/3左右。生物制药正在成为新兴产业。2006年，国务院出台了国家中长

48、期科学和技术发展纲要（2006-2020年）指出，未来15年，中国要在生物技术领域部署一批前沿技术。国家科技部在“十一五”计划期间将加大对生物科技的投入，包括生物医药在内的投资额达到100亿人民币。据统计，我国在研发方面的投入在世界上处于第四位，在过去的25年间成长了18倍，是世界上增长最快的国家。目前占据GDP的1.4%，计划在2020年达到GDP的2.5%，将位居世界第二位。据专家统计，全球生物技术领域高水平学术论文中有40%以上是华人主持或参与完成的。中国已研发成功12个一类生物技术药，单品种研发时间为10年，花费1亿元人民币，动物试验成本为国外成本的20%，生产成本可节约30%。中国是

49、世界上最大的潜在生物技术用品市场，目前有7000亿市场容量，占GDP10%，2020年预计能够达到40万亿人民币。全国超过300个的高科技园区中有100多个含有生物科技内涵，其中疫苗、抗体和微生物产量占世界第一位。这一切均离不开实验动物的支撑保障。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,65,实验动物是我国科技、经济和社会发展的保障我国对实验动物的需用量特别大据估计国家每年约需1，5002，000万头只（包括特殊实验动物在内）。目前我国国内有近千家科研、教学单位和企业从事实验动物相关的研发工作，每年约投入经费12.5亿元人民币；年产大鼠、小鼠、兔等各类实验动物800万至1000万只；实验动物从

50、业人员约15000人。随着科学技术与工农业生产的发展，对实验动物质量的要求愈来愈高。,实验动物的重要性,实验动物管理与法规,66,本市实验动物的现状,实验动物使用量逐年增大、使用品种日益增多 实验动物设施建设方兴未艾、产业化发展迅速 从业人员规模扩大、人员结构显著变化 实验动物科技发展迅速、国内外交流日益频繁 实验动物市场初步建立、流通领域有待规范 实验动物规范化管理有序推进、为法制化监管奠定基础,实验动物管理与法规,67,实验动物使用量逐年增大、使用品种日益增多上海每年实验动物的使用量超过200万只，约占全国总使用量的1/5至1/4上海也是实验动物生产供应的重要基地之一使用的实验动物种类飞速