实验动物研究发展和实验法规课件.ppt
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1、实验动物研究发展和实验动物法规,一、实验动物学的概念与基本内容,实验动物:指人工饲养,对其携带的微生物实行控制,遗传背景明确或来源清楚的,用于科学研究、教学、生产、检定及其他科学实验的动物。,实验用动物:用于科学实验的各种动物,包括从野外捕捉回来供实验用的野生动物。,实验动物内容,1.Laboratory Animal Science2.Comparative medicine3.Laboratory Animal medicine4.Animal experiment technique,内容提要,1.国内外实验动物科学发展.实验动物相关政策法规。2.大小鼠、豚鼠、仓鼠、兔、犬、猫、猴子和猪
2、生物学特性、应用范围、管理。3.开放系统、屏障系统和隔离系统;环境与实验动物;洁净设施及其管理;,4实验动物微生物、寄生虫质量控制5饲料与营养6 影响实验动物和动物实验的因素7动物模型8动物实验技术操作技能、动物的处死和感染废物安全处理,参考书目孙靖主编.实验动物学讲义.北京.1999年李厚达主编.实验动物学,2001.农业出版社魏泓主编,医学实验动物学,四川科学技术出版社,四川,1998年王建飞、陈莜侠译.实验动物饲养管理和使用手册.1997,上海科学技术出版社,网站:中国实验动物信息网 www.L中国生物制品检定所 北京科研条件信息网实验动物系统 广东实验动物网 国家啮齿类实验动物种子中心
3、,第二讲 实验动物事业的定位,19世纪是化学的世纪(周期表),20世纪是物理学世纪(核裂变、聚变),21世纪则是生命科学的世纪。实验动物事业在新世纪中扮演什么角色?1生命科学研究的支撑条件。由于生命现象的复杂性,使实验动物不可能被替代。也可以讲:没有实验动物则生命科学的研究立刻就停板。2生命科学研究的前沿哨兵。动物医学是生命科学的基础之一,比较医学把它扩展成为广义医学(Comprehensive Medicine),在不能用人进行科学实验的最低伦理要求线上,实验动物代替人类本身,披荆斩棘、舍身奉献,验证一个又一个生命科学真理。,实验动物的应用范围,1科学实验的载体。如:果蝇之于遗传学、狗之于生
4、理学、小鼠之于微生物学。2疾病动物模型。自发性动物模型、诱发性、转基因动物模型,人的乙型肝炎模型使用鸭肝炎病毒、乙肝病毒肝癌细胞株在裸鼠传代。3生物学检测工具。如热原、LD50、病原分离等。,4 生产药物 转基因生物发生器是药物工厂,活的反应罐。生物制品所用原料亦属此类。5 器官移植供体 转基因猪就可以为人类提供角膜、皮肤、血管、肝、心、肾、胰等救命器官。6 军事用途 化学战、生物战的杀伤效果和防护,不能用人试验。美国的化学战中心就有设备极先进的动物中心。,比较医学(Comparative Medicine),西方医学可以上朔到亚力斯多德和加伦,但几千年发展并不快,直到18世纪实验医学问世,只
5、用了100多年时间就发展出来现代医学。实验医学的核心是用动物建立疾病模型和精确的化验结果。比较医学在疾病控制方面贡献是很大的,史册中有千百事例。结核病、布氏杆菌病、钩体病、都有很好经验。它的名词解释是:“对不同物种的同一病原(病因)所导致的疾病发生、发展和转归进行类比,以求得此病原(病因)所致疾病的四维立体全息图象。”它包括比较解剖学、比较组织学、比较生理学、比较病理学、比较药理学、比较毒理学、比较免疫学、比较流行病学、比较心理学、比较行为学等。,第三讲 国内实验动物的发展史,1955年培育昆明小鼠(中国1号,C1),天津培育出TA1(1955)、TA2(1963)、615小鼠。1980年 美
6、国马里兰大学比较医学系徐兆光教授举办第一个全国高级实验动物学习班1983-1999 建立四个(北京、上海、天津、云南)国家级实验动物中心1985年北京农业大学成立实验动物专业1987年成立中国实验动物学会1988年国家科技部2号令 颁布实验动物管理条例,实验动物国内发展,1989年在组织机构建设,各省、自治区、直辖市相继建立了实验动物中心,专业研究室、动物实验室。1990年培育了多个新品系,联合免疫缺陷动物、中国白化地鼠、中国小型猪培育成功。1998年 国家实验动物种子中心(北京、上海)国家实验动物质量检测中心2001年国家遗传工程小鼠资源库(南京大学、扬州大学)2002年 实验动物管理条例重
7、新修订,国外实验动物发展史,1909年美国杰克逊研究所,Li.Ttle近亲繁殖法培育成功DBA近交系小鼠,“美国老鼠人”Clarence Cook Little。(The Jackson laboratory),世界遗传学研究中心 1913年Bagg培育出BALB/C小鼠。1928年1930年研制成功金属隔离器。1936年美国培育出无菌鸡。,1956年成立国际实验动物科学委员会(ICLAS),1987年中国被子接纳为成员1957年研究出塑料薄膜隔离器,推动了无菌动物发展。1959年培育出无菌小鼠。1961年加拿大动物管理委员会。1967年成立美国实验动物科学协会(AALAS)1963年免疫缺陷
8、动物培育成功。Charles River laboratory世界上最大的实验动物公司,美国8个、其它18个国家合资公司,美国60%和欧洲80%市场。转基因和遗传定位修饰建立动物模型,培育品种多样化:近交系小鼠252种,大鼠100种,豚鼠10种,家兔38种,突变系小鼠146种,大鼠22种,豚鼠4种。管理设施方面:标准化、现代化、设备与器具,饲养已系列化生产,并有庞大的技术队伍。,人类基因组计划与模式化实验动物建立,人与小鼠的差别 2000.6.20人类基因组测定完成.小鼠30亿个核苷酸序列,3万个基因,与人的同源性高达90%.黑猩猩98-99%的结构基因和蛋白是相同的,人与猿区别在那里?1遗传
9、、发育和进化的综合研究动物整体-基因组-蛋白质组(功能基因组)-整体2基因组结构与遗传语言海胆内胚层发育调控基因Endo16启动子的功能发现-基因组顺式调控逻辑系统提供了思路。3生物优势性状的研究产肉、产蛋、产奶基因的基因组扫描。太湖猪影响产仔的主要基因,雌激素受体基因(ESR)和促卵泡素(FSH)亚基基因。4病原体基因组工程:141个病毒(最大痘苗病毒、天花病毒)、酵母、大肠杆菌、幽门螺杆菌、麻风杆菌、血吸虫。,我国实验动物科学的发展,小鼠基因组的研究小型猪克隆技术和应用治疗性克隆技术,小鼠基因组的研究,国家863疾病动物模型研发中心:通过对小鼠基因组的改造和操作,制备疾病动物模型。高通量基
10、因敲除技术:利用慢病毒载体构建转基因小鼠。,我国小型猪转基因技术,转人血红蛋白技术转人皮肤基因技术人体器官克隆技术,治疗性克隆技术,将病人体细胞核移植到去核的卵母细胞中,在核重新编码后,供体体细胞核重新获得发育的全能性,并可能启动胚胎发育,产生携带有病人基因组的多潜能干细胞;然后,经过诱导分化成各种类型的替代细胞,来修复损伤组织或器官的过程。,病原体基因组到药物开发图,病原体基因组序列分析基因鉴定寻找同源性序列 同源性基因 独特性基因 体内表达技术 基因指纹图 比较分析 基因敲除分析 诊断试剂 抗菌素开发 疫苗研制,禽流感新型疫苗研究思路,禽流感H5N1病毒保护性蛋白H和N蛋白基因 鸡痘病毒载
11、体 病毒弱毒化 鸡胚繁殖 收集病毒 转基因疫苗灭活 免疫鸡、鸭子、鹅,动物保护运动和动物福利的兴起,动物福利主义:1868年实验动物福利中心,是世界最大动物保护组织,1926年英国伦敦大学成立动物福利大学联合会。1951年成立动物福利研究所,促进人道对待实验动物,强调动物的社会性、运动和环境的重要。动物保护主义:美国慈善协会、美国人道主义社团(HSUS),动物行动主义分子整装待发。加强法规及其设施,提高各科研机构透明度和责任心;制止蔑待动物。,动物保护主义的来历,几乎是在实验医学出现的同时,反对“虐待”动物或干脆禁止用动物进行医学实验的浪潮就一波接一波出现了:1866年美国防虐待动物组织成立(
12、ASPCA)。1877年美国善待动物组织出现(AHA)。1883年美国抗活体解剖动物组织成立(AAVSS)。1952年动物福利组织成立(AWI)。1954年美国人道主义团体成立(HSOS)。上述组织多年来多次企图迫使通过立法、禁止在科研和教学中使用动物,但未得逞。但引起科技界的警惕,也促使动物设施条件有所改善,实验设计和操作有改进。目前美国国内的形形色色动物保护组织有3000多个,有温和的也有激进的。,伦理向科学叫板1975年英国人辛格(Peter Singer)所著动物解放Animal Liberation出版,这本书被尊为“动物保护运动的圣经”和“生命伦理学的经典之作”,重版26次,译为2
13、0多种文字,发行面极广。他认为动物实验是人类对非人类的暴行,比之以当年白人对黑人的暴行。他认为这是“物种歧视”、它与“性别歧视”、“种族歧视”等属同一类型。他最后提出推行“素食主义”。本书有中文译本。作者特别写了“致中国读者”一文向动物性食品生产和消费大国的人们致意,希望减少肉食、保护健康。而他影响最大的对动物实验的冲击却不曾提起,更没有说出因他的这本书引出了全世界的“动物解放运动”,,动物保护主义反对科学的例证,行为学、心理学实验(电击试验):导致动物发抖、惨叫、畏缩、大小便失禁、咬撞器材。减压病试验。毒物试验:LD50,吸入毒气试验,毒液浸泡试验、点眼试验。中暑试验。辐射试验。兵器试验。杀
14、伤性休克试验。毒品、迷幻药材药瘾试验。眼眶取血,暴力处死。,动物保护主义反对畜牧业,1 笼养鸡(欧共体已有几个国家禁止)。2 淘汰小公鸡残暴处死。3 阉割、去势、断喙、烙印。4 击头屠宰、活体倒挂放血。5 禽类倒挂运输。6 囚禁式养猪。7过量使用激素。8 强迫进食或禁食。9 活体采熊胆、割鹿茸。10 限制动物五种自由:转身自由。舔梳自由。站起自由。卧下自由。伸腿自由。,动物保护主义干预生活,反对吃肉、推崇素食主义反对吃生猛海鲜。反对粗暴马戏训练反对动物园猛兽吃活羊。反对穿裘皮,反对穿皮鞋反对滥猎。反对恐吓动物、谩骂动物。反对用贬低动物字眼骂人,如“禽兽不如”、SOB(狗养的)等。,Photo
15、1*:Solitary confinement is a severe punishment even for monkeys,Photos 3 Being housed in a single-cage is boring and depressing for any social animal,particularly for intelligent animals such as primates(photo 4).,实验动物替代研究,1959年英国生物学家William Russel 和Rex Burch提出Replacement、Reduction、Refinement。距今有40年
16、历史。Replacement:其原来是指使用无知觉(non-sentient)材料的科学方法来代替有知觉的(conscious)脊椎动物的方法.,AWIs Goals Strict enforcement of the Animal Welfare Act-the major federal statute on protection of animals-is a primary goal of the Animal Welfare Institute.Random source,Class B animal dealers are of great concern to AWI becau
17、se of the suffering many of them inflict on dogs and cats obtained by illegal means.Class B dealers are major suppliers of dogs and cats for laboratories.The Animal Welfare Institute strongly supports the 3 Rs:Replacement of experimental animals by alternatives.Refinement of housing,handling and exp
18、erimental procedures to reduce discomfort,pain,fear,stress and suffering.Reduction of numbers of animals used.,实验动物的代替(Replacement),1生命系统 包括离体培养的器官、组织、细胞等。在单克隆抗体生产、病毒疫苗制备、效力和安全试验、细胞毒(CPE)、细胞膜研究等项目中已广泛应用。用低等代替动物亦可行。如:用果蝇研究致畸致突变(代小鼠),海洋无脊椎动物研究神经生理学,微生物代替动物(Ames试验),还可利用植物细胞。2 非生命系统 包括物理、化学方法代替动物。医学基础教学
19、现已有用物理学系统和机械系统者(如心肺复活等病理过程)。免疫化学可用结合力很高的抗体来搜寻抗原、或鉴定毒素存在。酶化学亦可通过测定特定酶的存在而了解毒素存在。3 电脑模拟 电脑毒理学(Computer Toxicology)已出现,用软件运算、可测出新药毒价,前途远大。,减少实验动物使用量(Reduction),1 合用动物。用死亡动物实施外科手术,病理解剖时提供器官或组织。关键在于协调。大的研究单位都有专人负责,使不同课题、不同人员尽可能合用动物。2 改进统计学设计。诸如拉丁方等交叉分析,少量动物可获较多结果。目前、市场上软件很多,可试试。3 使用低等动物,代替高价的实验动物。4 使用高质量
20、动物。英国剑桥大学动物病理研究所一为教授介绍说,研究饲料中乳蛋白对泌的影响。用同种、同胎、同性别的两只牛犊,一为试验、一为对照,其结果可信度与110只普通小牛的结果无两样。但注意:只能以质量代替数量,不可以用数量代替质量。,动物实验的优化(Refinement),1 改良仪器设备。过去需处死大量动物以获取组织样品分析曲线。现在有了核磁共振(MRI)、只需1只动物而且不需处死。用导管装置(Vascular Access Device)就能在一个动物体内重复取得样品或反复注射。减少对动物侵扰。改善实验室条件、提高实验质量。国外很多实验室用光纤、导线、导管、激光来远程控制,甚至不保定动物,尽量减少对
21、动物的刺激,避免应激反应。,动物实验的优化(Refinement),3 进一步控制疼痛。美国“动物福利法”规定:“项目主持人应考虑使用一切手段以减少动物在实验过程中所产生的疼痛。必需咨询兽医师、使用必要的麻醉剂、镇痛剂或镇静剂”。4 改进动物保定技术。正确而熟练地抓取动物、固定动物,动物就不会剧烈反抗。动物是可以训练调教的,能温顺接受人的摆布,这样的实验结果要可信的多。美国在约翰霍浦金斯大学(巴尔的摩)和农业部图书馆(华盛顿)设有“动物代替中心”。国家15个部门(FDA、NIH、农业部、国防部、能源部、内务部、运输部、环保署等)、成立了“代替方法协调委员会”(CCVAM),可见非常重视此事。,
22、我国动物实验替代方法研究进展,1外贸中壁垒性技术-化妆品、药品安全替代研究眼刺激实验代替1-受精鸡胚尿囊膜、绒毛膜测定方法建立,测定出血、溶血和凝血指标,与传统的Draize test 比较,相关系数达0.718。眼刺激实验代替2-人红细胞溶血试验.测定溶血率,适用于水溶性和无色的化学物质测定.眼刺激实验代替3-血红蛋白变性实验建立,测定血红蛋白与化学物质孵育后的OD值.皮肤刺激实验代替-人皮肤成纤维细胞毒性检测,分离人皮肤成纤维细胞与化学物质培养.,细胞培养替代家兔热源实验,1全血培养法:全血与细菌内毒素共同培养,测定产生内源性细胞因子如白细胞介素、肿瘤坏死因子的含量.2细胞培养法:将THP
23、-1细胞与细菌内毒素共培养,测定白细胞介素、肿瘤坏死因子的含量.,其它实验动物替代研究,肿瘤耐药基因芯片研究剑尾鱼水生实验动物化 珠江水产研究所小型猪SPF化,实验动物法规,实验动物管理形式国外实验动物法规国内实验动物法规农业实验动物现状,中国实验动物的管理,国家科技部条材司省、市实验动物管理委员会大学、研究所、生药企业实验动物管理委员会,国外实验动物管理,国家食品与药品管理局 研究机构的动物管理和使用委员会组成成员:具有兽医执照的兽医博士(1名)、动物科研人员(至少1名,兽医执照)、社会代表(至少1名)职责:监督和评定研究机构有关动物的计划(使用动物理由、数量、饲养条件、从业人员训练)操作程
24、序和设施条件(动物保定、多项重大外科手术操作、饮食限制、兽医护理),二、国内实验动物法规介绍,1、1982年:中华人民共和国进出口动植物检疫条例2、1986年6月:北京医学实验动物合格证暂行条例(卫生部)3、1988年10月:实验动物管理条例(国家科委发布2号令)4、1989年:医学实验动物管理实施细则(卫生部)5、1992年:医学实验动物标准(卫生部),6、1992年6月:医学实验动物质量监测手册(卫生部动管会)7、1992年9月:合格证管理办法(卫生部动管会)8、1994年1月:药品非临床研究质量管理规定(试行)(GLP)科委16号令9、1995年:实验动物国家标准(科委)10、1997年
25、12月:实验动物质量管理办法(国家科委),北京市发布的法规,1996年10月:北京市实验动物管理条例(北京市人大通过)1997年7月:北京市实验动物许可证管理办法(试行)(市科委)1997年:北京市实验动物质量检测机构管理办法(试行)(市科委)1997年:北京市实验动物从业人员培训考核管理办法(试行)(市科委)1997年:关于认证北京市实验动物培训机构的请示批复,实验动物管理条例(科委2号令),2条本条例所称实验动物,是指经人工饲育,对其携带的微生物实行控制,遗传背景明确或者来源清楚的,用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。3条本条例适用于从事实验动物的研究、保种、饲育、供应、
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