国内外实验动物发展趋势研究论文

生物医学动物实验研究论文

1实验设计

在开展生物医学研究时，研究者通过正确地运用统计学知识，可直接影响研究的质量。统计学设计的任务在于对研究的部署、实施，直到研究结果的解释进行系统的安排，力争做到以最少的人力、物力获得可靠的结论和信息。其目的在于确定某种处理是否会表现出某种特定的效应。在实验设计时应遵循惟一差异原则，即在进行两组比较时，两者之间仅有因处理因素不同而引起的差异，而其他实验条件相关的非处理因素都应保持等同。然而，处理组与对照组在反应上表现出的差别并不一定意味着是处理的结果。另有两种引起差别的可能性，即偏倚和偶然性。偏倚是指系统性差别，它不是因组间在处理上的不同所引起。生物医学实验中统计学设计和分析的目标就是消除潜在的偏倚，减少偶然性[2]。

实验的偏倚和控制

偏倚是在研究中从设计到实验实施和结果分析的各环节存在一些人为的、有系统倾向的非随机误差，它不是由于抽样造成的，而是某种偏性使得实验结果偏离它的真值。从所选择的生物医学问题到研究方案的制订与实施、实验的完成过程、实验的分析与解释，乃至实验结果的发表，均可能存在各式各样的偏倚[2]。这种偏倚常常表现为系统误差。偏倚的大小取决于研究的方法和具体的实验条件。常见的偏倚主要有选择性偏倚、观察性偏倚和混杂性偏倚。必须认识实验过程的偏倚，从实验设计起直到整个研究过程结束均要加以控制。正确的实验设计可控制选择性的偏倚，事前人为控制和采取相应的措施可避免和减少观察性的偏倚。对于混杂性偏倚，可将重要的混杂因素在设计阶段进行分层随机设计，使混杂因素在组间分布均衡；在统计分析阶段将混杂因素作为分层因素或采用有协变量分析方法，以消除混杂因素的影响。只有有效地控制或消除偏倚，方可减少结果的假阳性或假阴性。

减少偶然性的潜在影响

偶然性因素的作用可以减少，但不能完全排除。因为即使是在精心实施的研究中，接受同样处理的动物，其反应也不可能完全一样。适当的统计分析可使实验人员评估出现假阳性的概率，即根本不存在处理效应的情况下观察到差异的概率。这种概率越小，实验者发现真实效应的可能性就越大。为了更有把握地检测出真实效应，有必要减少偶然性的作用，并通过实验设计确保能在“噪声”之上识别真正的“信号”。

实验设计的要素

要消除生物医学实验中潜在的偏倚，减少偶然性，就应对实验对象、处理因素和实验效应这三个实验设计要素，按照对照、重复、随机化和均衡四项原则进行周到的设计与控制[3]。实验对象实验中处理因素所作用的对象称为实验对象。不同性质的实验研究需要选取不同种类的实验对象，一个完整的实验设计中所需实验对象的总数称为样本含量。生物医学试验中考虑动物实验对象时应关注以下几个方面：①动物种属的选择：选择实验动物的种属与品系时，尤其需要注意其背景反应的水平。为了将反应“信号”水平最大化，常常意味着应避免选择那些背景反应水平极低的动物种属或品系，但如果采用过度反应的动物种属或品系也同样会出现问题。动物物种选择中的其他问题，无论是实际问题（寿命、体型、易得性、对动物学特征的了解情况）或是理论问题（生化、生理或解剖结构与人的相似性），都需要从专业的角度认真加以考虑和权衡。②动物的数量：虽然从统计设计角度考虑可得出某项实验所需的动物数（样本含量），但所得出的数值往往很大。因此，虽然样本含量估计是保证结论可靠性（精度和检验效能）的前提，但基于实验的可操作性及经济原则方面的考虑，应结合统计学的计算结果与以往的生物医学研究经验予以确定。③动物的体重与年龄：为确保实验对象的同质性，实验中所使用的动物体重与年龄应尽可能相近；动物体重的标准差不应超出平均值的10%；啮齿类等小动物年龄相差不应超出1周，大动物年龄相差不应超出1个月。④动物的分层：为了准确检测一种处理因素引起的差别，各处理组在可能影响实验结果的其他非处理因素方面应尽可能具有同质性。当存在动物亚系间的差别时，有两种方法可得到更为准确的结论。一是在结果分析阶段将亚系作为一个“分层变量”处理，包括对两个亚系的结果进行单独分析，然后将结果综合，得出处理效应的总结论；二是将亚系作为实验设计的“区组因素”，这种情况下可使对照组与处理组中每个亚系动物数量相等。除以上所讨论的“亚系”之外，其他的非处理因素，如性别、窝别、体重段等也可作为分层变量进行局部控制，并据此进行分层随机化分组。处理因素设计实验研究时，要明确研究中的处理因素和影响实验效应的非处理因素。研究者希望通过对研究设计进行有计划的安排，从而能科学地考察其效应大小的因素称为处理因素或实验因素；研究者往往忽略对评价实验因素作用大小有一定干扰的重要的非处理因素或非实验因素（如动物的窝别、体重等）；其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。实验结果是处理因素和非处理因素共同作用而产生的实验效应，因此如何控制和排除非处理因素的干扰，正确显示处理的效应，是实验设计的基本任务。实验效应实验效应是处理因素作用于受试对象的反应和结果，是反映实验因素作用强弱的标志，它通过观察指标（统计学常将指标称为变量）来体现。如果指标选择不当，未能准确反映处理因素的作用，获得的研究结果就缺乏科学性，因此选择好观察指标是关系整个研究成败的重要环节。指标的观察应避免带有偏性或偏倚，要结合专业知识，尽可能多地选用客观性强的指标，在仪器和试剂允许的条件下，应尽可能多选用特异性强、灵敏度高、准确可靠的客观指标。对一些半客观（如尿液pH试纸读数值）或主观指标（行为测量、病理观察），一定要事先规定读取数值的严格标准，只有这样才能准确地分析实验结果，从而提高实验结果的可信度。

实验设计的原则

为了防止结果的偏倚，保证实验结果的准确性和最大化的表达，在进行生物医学实验设计时必须遵循统计学设计的对照、重复、随机化和均衡四个基本原则。生物医学实验中对照组的设置必须具备三个条件：①对等原则，即惟一差别原则，除处理因素外，对照组具备与实验组对等的非处理因素。在相互比较的各组间，除了给予的处理因素不同外，其他方面应与实验组具有一致性，如相同的实验单位来源（动物种属、体重等）和相同的实验条件、操作方式和喂养环境等。②同步原则，对照组与实验组设立之后，在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。③专设原则，任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的记载或以往结果或其他研究资料作为本研究之对照。

生物医学中常用的实验设计类型

如果需要在同一实验中同时评价几种不同的效应，实验者应该安排能区别各自效应差别的实验设计方法。生物医学中常用的实验设计有以下几项。完全随机设计完全随机设计是生物医学动物实验中最为常用的一种实验设计方法，它是一种单因素有k个水平（k≥2）组的实验设计。即实验设计可设置一个对照或多个剂量组的实验方案。本设计保证每个实验动物都有相同机会接受任何一种处理，而不受实验人员主观倾向的影响。本设计应用了重复和随机化两个原则，因此能使实验结果受非处理因素的影响基本一致，真实反映出实验的处理效应。随机区组设计随机化完全区组设计，简称随机区组设计，又称配伍组设计，是配对设计的扩展，它将几个条件相同的受试者划分在同一个区组或配伍组，然后再按随机的原则，将同一配伍组的受试者随机分配到各实验组。该设计方法的优点是每个区组内的k个实验单位有较好的同质性，比完全随机设计更容易察觉处理间的差别。这种方法须特别注意的是要求区组内实验单位数与处理数相同，实验结果中若有缺失值，统计分析将损失部分信息。拉丁方设计拉丁方设计从横行和直列两个方向进行双重局部控制，使得横行和直列两向皆成区组，是比随机区组设计多一个区组因素的设计。在拉丁方设计中，每一行或每一列都成为一个完全区组，而每一处理在每一行或每一列都只出现一次，也就是说，在拉丁方设计中，实验处理数=横行区组数=直列区组数=实验处理的重复数。析因设计析因实验设计又称全因子实验设计，属于多因素、多水平单效应的设计。它不仅可以检验每一因素各水平之间的效应差异，而且可以检验各因素之间的交互作用。交互作用是指一个因素不同水平间的效应差受另一因素的影响，包括协同交互作用和拮抗交互作用。析因实验主要用于分析交互作用，当因素及水平数过多时，所需的实验对象数、处理组数和实验次数大幅度增加，故一般采用较简单的析因实验。含有较多因素和水平的实验一般采用正交实验设计[5]。

2生物医学动物实验的描述统计学

生物医学实验资料的类型

生物医学实验对实验对象（动物）进行干预后测定的观测指标通常有以下类型：①连续性数据：测定结果表现为有数字大小和单位的数据，统计上称定量资料，如生理、生化指标，体重值，器官重量等。②分类数据：测定结果表现为按某属性划分的定性类别，统计上称为定性资料，具体又可以分为二值资料、多值名义资料和多值有序资料。如某反应为出现或不出现，死亡或未死亡，有畸形或无畸形；病理损害的严重程度（无、轻度、中度、重度）等。

统计描述指标

描述性统计学（或归纳统计学）是对样本观察/测量数据频率分布的定量研究，描述性统计的目的在于：①对测量值或观察值进行归纳浓缩，用统计量、统计图或统计表的形式表现；②估计总体分布的参数。资料的整理与探索对于某一测量指标，一般应从文献资料中了解其分布类型。如果没有判断概率分布的理论基础，应重复以大样本测定，绘制样本的频数分布图（理论上样本量要大于100），并经统计学检验拟合其分布。数据的描述统计量①连续性数据的频数分布：通过对样本资料编制频数分布表或做茎叶图，以确定资料分布的类型、频数分布的集中趋势和离散趋势、估计总体参数，也便于发现离群值。②中心位置的描述统计量：描述数据分布的集中趋势，常用指标为算术均数、中位数、众数、几何均数等。③离散程度的描述统计量：描述数据分布的离散趋势，常用指标为标准差和方差、极差和四分位数间距、变异系数和离散系数等。④统计学图表：统计图包括连续性数据分布的直方图、茎叶图，表示数据中心位置和离散程度的点杆图（做图时表示均数和标准差）和盒须图（做图时表示中位数、极差、四分位数间距），描述构成比数据资料的百分条图、饼图，描述经时变化趋势的线图，以及预测和检验分布类型的概率-概率图（P-P图）等[6]。统计表具有简单、明了、易于理解、便于比较的优点。编制统计表时原则上应当重点突出、层次分明、避免层次过多或结构混乱。一般的统计表应为三线表，表中只有横线，无竖线和斜线。统计表的标目应层次清楚，不宜过于复杂。

3生物医学动物实验的假设检验

生物医学动物实验中最常见的情况是给予不同受试物后进行组间比较，通过统计学中的假设检验，说明受试物的作用。假设检验时应注意以下问题。

检验方法的选用依据

资料的类型和变量的数目不同类型的资料（定量、定性）的组间比较应采用不同的统计检验方法。单变量、多变量的`统计检验方法也各不相同。实验设计类型应该根据实验设计的具体类型选择对应的统计检验方法，以便得到处理组效应的真实结论。检验方法的前提条件选用假设检验方法前，应了解所分析的数据资料是否满足相应检验方法的前提条件，如t检验和方差分析等参数检验方法要求数据满足正态性和方差齐性，2检验要求样本含量大于40且理论频数大于5。

正态性检验及拟合优度检验

统计学假设检验须判定样本的频数分布是否符合某一理论分布，如符合要求就可按此理论分布来进行统计学处理。对正态分布可采用正态性检验，其他分布可用拟合优度检验。通常可通过查阅文献，了解实验参数符合何种理论分布。

方差齐性检验

连续性数据未达到参数法统计分析前提的第二种原因即为方差不齐。一般而言，数值愈大，其固有的变异性也愈大。例如，若某组动物的平均反应值为100，其数值范围可能为80~120；而另一组动物的平均反应值为300，其数值范围可能会扩大至240~360。解决方差不齐的措施是进行数据转换。若数据的标准差与平均值成正比，在统计分析前宜将数据转换为对数值之后再进行分析，据此，不仅数据的变异度与平均值大小无关，同时还可确保其更符合正态分布。若数据变异度增加幅度与平均值的关系不太明显，采用平方根转换则更易使数据的变异度与平均值大小无关。某些数据经对数或平方根转换后可能仍存在方差不齐，此时宜采用非参数检验。

单侧检验与双侧检验

检验假设选择单侧检验或双侧检验，应事先根据专业知识做出选择。一般而言，若研究目的仅须了解是否存在组间差异、实验者无法预测组间变化的方向以及实验者希望获得正负两方面的结果时，应采用双侧检验。若事先可预测组间差异的变化方向，实验者仅对某一方面的重要性感兴趣，实验者仅希望了解与对照组差异或正或负一个方向，则应采用单侧检验。此外，剂量设计预试验中应采用双侧检验，正式试验在了解相关信息后可采用单侧检验。

多重比较及多重性问题

生物医学实验经常在处理组和对照组之间做多个变量的比较。即使不存在真正的实验效应，也有可能纯粹由于偶然性而有一个或多个变量在5%检验水平出现显著性差别。除了上述均数多重比较导致Ⅰ类错误概率增加的多重性问题之外，其他的多重性问题还包括多次的中期分析、关注多个结局、亚组间的多重比较。处理多重性问题的原则包括：①预先计划进行多重比较；②限制比较的次数；③多重比较时采用更严格的界值标准；④多重比较具有生物学方面的依据。

观察值或实验对象的独立性

许多统计检验方法要求比较的观察值或实验对象相互独立，如二项分布的率检验、t检验和方差分析等。但是，有的生物医学实验中观察单位并不独立。例如，生殖和发育研究中就存在窝效应：由于遗传因素、宫内的发育环境和药物的代谢环境相似，与异窝胎仔相比，同窝胎仔之间对毒性效应的反应概率趋于系统，即同窝内数据为聚集性数据，这就是一种常见的非独立数据。在统计学分析时，忽略数据的窝内相关性具有潜在的风险；因同窝母鼠所产k个胎仔的观察值存在共性，其所提供的信息不及k个独立的来自不同母鼠所产胎仔所提供的信息；窝内相关性愈大，其信息量愈少。聚集性数据的均数标准误小于独立的数据，因此，若基于观察值独立的统计分析方法，就会增加犯Ⅰ类错误的概率，即假阳性的风险增加，降低实验的有效性。

历史对照数据的应用

某些情况下，尤其是在发生率较低的情况下，单项研究可能提示处理可影响肿瘤发生率，但无法得出明确的结论。可能想到的分析办法之一是将处理组的数据与来自其他研究的对照组动物相比较。虽然历史对照数据具有重要意义，但值得强调的是，众多原因可导致不同研究之间的变异度大于研究之内的变异度。动物来源、饲料及饲养条件，研究期限，研究中的动物死亡率、读片的病理学家等均可能影响最终的肿瘤发生率。故此，忽视这些差异，将处理组的肿瘤发生率与合并的对照组发生率相比较，可能得出严重错误的结果，并进而明显夸大统计显著性水平。Tarone[4]曾对历史对照组的比率数据分析进行过综述。

假设检验的局限性

首先，假设检验中的P值并未提供有关处理诱发效应大小的直接信息。某一受试物可诱发一定量的、反应的增加，但增加的幅度是否具有统计显著性则取决于研究的规模和数据的变异性。在规模较小的研究中，有可能错失较大、重要的效应，尤其是在检测终点测量精度不高的情况下。相反，在规模较大的研究中，较小、非重要的效应则具有统计显著性。例如，D药与C药相比，降血压效应相差近30mmHg，但因为例数仅10例，假设检验未发现显著性差异（P=）；相反，B药与A药相比，降血压效应仅相差，但因为例数达500例，假设检验却发现存在显著性差异（P<）。由此可见，统计学显著性与效应大小无直接相关性。因此，愈来愈多的统计学家主张以处理组与对照组差异值的95%置信区间表述处理的效应。据此，若处理反应的增加值为10个单位（95%置信区间3~17单位），则该区间包含真实差异的几率为95%。若置信区间的下限大于零，则双侧检验的P值小于。其次，假设检验无法消除实验设计或实施不当所带来的影响。虽然前述的分层分析等有助于发现真实的差异，但若实验设计存在偏倚，或实验实施过程中存在偏差或失误，假设检验方法一般也于事无补。因此，在生物医学实验过程中应注重对实验设计或实施过程进行严格的质量控制和质量保证措施，强化GLP规范意识。其三，对统计学分析本身的质量控制和质量保证也是确保研究质量的重要环节。所用统计分析软件包应经过充分的认证，以确保分析结果的准确、可靠性。数据的录入、核对和分析结果的报告与归档，均应制订并严格执行相关的标准操作规程。综上所述，在动物实验研究的多个环节，统计学中的相关理论和方法都能够发挥重要作用。统计学不仅可以保证结果的科学性和可靠性，在很多情况下也可以极大地提高研究效率，节约研究成本。在这里还必须强调，除了实验后期的数据分析以外，在实验方案的制定阶段也需要统计学人员的早期介入，这样有助于避免实验设计出现大的偏差和漏洞，有利于研究目标的顺利实现。

实验动物在科学技术领域的广泛应用，对各国的国民经济发展发挥了重要作用，已经受到世界各国的高度重视。被世界卫生组织（WHO）所承认，并协同国际上其它组织一起向世界各国提供实验动物科学的培训、技术资料及咨询服务等。在许多经济发达的国家中，实验动物已经发展成为独立的科学研究与生产部门。例如美、英、德、法及日本等都已建立了全国性的、现代化的实验动物中心、研究中心及辅助用品规程化的生产公司。如英国目前的实验动物中心，即Laboratory Animal Centre(LAC)，其前身就是1947年以前的实验动物局(Laoratory Animal Bureau,LAB)；美国实验动物协会（American Association of Laboratory Animals Science, AALAS），其前身就是1948年设立的动物管理者小组（Animal Care Panel,ACP）日本有实验动物研究会。法国于1953年，荷兰于1955年，西德于1956年相继设立了中心机构。同时在1956年联合国又创立了国际实验动物委员会（ICLA）。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百分之四十涉及实验动物；百分之六十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，有百分之五十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，每年的研究经费的亿元，而需要利用实验动物进行研究的课题占亿美元，即占总经费的百分之六十三以上。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，还有由专家制品、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。达不到规定的要求者，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经过二、三年所做的试验结果，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。 （一）中国实验动物科学发展简况中国实验动物科学的发展比较缓慢。解放前只有少数的高等院校、医药部门进行一些实验动物工作，主要是繁殖一定数量的各种实验动物。解放后，中国的实验动物科学，在党和政府的重视、关怀下，加上中国广大医学、兽医学和实验动物科学工作者的共同努力，我们在实验动物的研究与生产方面作了大量工作，取得了不少成绩，全国已形成了一支约500-600人的实验动物专业队伍，先后培育成功了象低癌系津白一号、高癌系津白二号和白血病试验小鼠615这样有价值的近交系小鼠，从国外引起并经过保种、繁殖与应用较多的有C3H、C57BL、DBA/2、BALB/c以及裸鼠等共20个品系；培育SPF鸡、猪和裸鼠的微生物监测技术已达八种以上（81年的统计）；在实验动物的保种、育种、饲养、管理、繁殖、疾病防治、环境控制以及其它监测技术方面，也都取得了初步进展；在医学、兽医学以及其它有关生物科学的应用上，获得了一些具有世界水平的成果，这些成果都为科研、工农业生产的发展创造了条件，为保障人民健康与国民经济发展作了贡献。但由于中国长期受“左”的干扰，特别是“四人帮”的严重破坏与不少同志对实验动物的重要性认识的不足，在实验动物科学方面，全国还没有一个现代化的研究中心，绝大多数都在设备差、技术力量薄弱、人员少、从属于研究所（室）的情况下，小规模分散饲料，处于自育、自繁、自养、自用的自然发展情况下，不但数量少、质量差、品种和品系也不多。例如国际上现有近交系小鼠250个品系，突变系小鼠146个品系，而中国目前包括引进的在内，其有不同品系的近交系小鼠30余个（81年统计材料），其中很多种尚未进行遗传监测鉴定。突变系至今还是空白，与国际水平相比，还有较大差距。很多实验动物都不合标准的等外品，造成有些科研项目无法进行，不少研究课题为了获得较可靠的数据而不得不靠多次重复试验，造成人力、物力、财力和时间的严重浪费，有的成果则准以在国际上进行交流，引起国际间的重视。有不少药品、生物制品因缺乏符合国际标准的实验动物进行检定而无法投产和向国际市场推销。有些生物药品混入强毒（菌），缺乏合格的实验动物进行检定，如由于猪部瘟疫苗生产和检定上没有无特定病原体猪结果造成大面积猪瘟，一下死了万头猪，使国家蒙受重大损失，国此国家赔款300多万元，也给农民带来了重大的损失。由于实验动物不纯造成的实验结果不可靠，甚至得出错误的结论而带来严重祸害的例子还时有发生。因此，实验动物科学已成为当前中国科学研究、生物药品的生产，人民的健康与工农业现代化中一个急待重视、研究、解决的问题。党的十一届三中全会以后，在对外开放和对内搞活的经济政策指导下，为适应四化的要求，中国的实验动物科学又有了新的发展，并取得了显著成绩。1982年，国家科委在云南西双版纳主持召开了全国第一届实验动物工作会议，各地区、各部门也相继召开了本行业的实验动物工作会议。1984年国务院批准建立了中国实验动物科学技术开发中心，它在国家科学技术发展总方针的指导下，研究提出发展中国实验动物科学技术的方针、政策、法规和规划；协调管理实验动物科学技术的开发研究和人才培训；安排落实实验动物科技有关条件的开发建设和经营业务；组织实施实验动物科技领域的国际合作和学术交流；抓好实验动物科学技术情报、学术活动以及提供科技咨询等，这对促进中国实验动物科技工作的发展起着重要的作用。1985年，国家科委在北京召开了全国第二次实验动物科技工作会议，会议制定了发展规划和实验动物法规，有力地推动了中国实验动物科学事业的发展。从1982年到现在，中国已建立起四个国家级实验动物中心，即：天津实验动物研究中心、北京实验动物研究中心、上海实验动物研究中心和云南灵长类实验动物中心。属于行业系统的实验动物机构有：中国科学院生物科学研究部门的动物中心，中国医药卫生系统的动物中心，农牧渔业系统的实验动物研究及化工系统的动物中心。在这些行业系统中具有一定规模的是卫生系统的医学实验动物中心，在卫生部的领导下，共有七个动物中心。如中国医学科院实验动物研究所是规模较大的科研、生产、教学兼备的实验动物科研单位；卫生部生物制品药品检定所的实验动物监测中心等。此外，还有七个实验动物繁殖场。在地方单位中，各省（区）也相继建立了省级动物中心，以满足各省（区）有关部门实验动物的需要。在许多高等院校、医院、研究所中设有实验动物部、科。所有这些，组成了实验动物的多层次的网络系统。十一届三中全会以来，中国实验动物科学的发展取得了其显著的成绩，由于各级组织和广大生命科学工作者的重视，加强了领导，协调了各方面的关系，建立了相应的机构和专业单位，初步形成了一个多层次的实验动物科学网络系统，并且初步形成了一定规模的实验动物科技队伍。（二）实验动物方面的进展情况建立了实验动物监控系统。北京、上海、哈尔滨等地已建立了较完整的监控系统，开展了对大鼠、小鼠、鸡、狗等实验动物的微生物学、遗传学、营养、环境卫生、传染病等监测。此外北京、上海、军事单位也建立了对实验动物质量的监控系统，对实验动物所发生的遗传污染和传染病，可随时发现，及时控制。在实验动物疾病防治方面，加强了检疫工作和动物饲料、垫料、笼架具的卫生管理，加强了消毒和动物房等卫生条件的改善，有力地控制了实验动物疾病的发性和流行。近年来中国建立了实验动物种子库，受到国家和国际同行的重视。1984年，联合国世界卫生组织、美国NIH实验动物部、英国Oila繁殖中心、日本实验动物中央研究所等相继以不同方式向中国提供种鼠。目前，保存在中国医学科学院实验动物研究所的近交动物达40个不同品系，其中包括5个不同品系的裸鼠。开展了悉生动物和悉生生物学的研究。中国已能用国产的塑料透明膜隔离器饲育成功了无菌兔和无菌豚鼠，并能培育生产无特定病原体鸡和猪。野生动物实验动物化的研究也取得了可喜的进展。中国陆栖脊椎动物有2000多种，约占世界种属的10%，两栖类196种，爬行类315种，鸟种1187种，哺乳种414种。其中有些种属具有很高的开发价值。例如，很早就被引入欧美的拉萨狗，早已是为世界瞩目的动物资料。中国在本世纪初就把一些野生动物成功的育为生命科学研究的模型动物，有的已被国内外科学家公认为实验动物，已在国际上广泛应用。如黑线仓鼠(Crictulus carabensis)、长爪沙鼠（Meriones unguiculatus）、树鼩（Tupaia belangeris）、旱獭（Marmota）等。中国已建立了实验动物情报咨询、图书出版与信息网络系统。各地实验动物中心，均建立了不同规模的情报组或情报研究室，负责有关实验动物科学发展情报信息的搜集整理和储存工作，并通过有关杂志进行学术交流，向实验动物科学工作者提供信息，中国现有的各大图书馆，均有不同数量的实验动物存书。全国已有一些质量较好的实验动物方面的专著出版发行。有关专门的实验动物杂志，包括内部通讯在内，至少有七、八种之多。中国已经开始通过电视、录像、摄影、幻灯片等方式开展电化教育，普及实验动物科学知识。中国已加强了实验动物的科学教育与专业训练工作。随着实验动物科学的发展，人们逐渐认识到实验动物和实验动物科学在生命科学研究中的意义。目前已有许多科学工作者转向实验动物科学研究工作，有些专家、教授招收实验动物的硕士研究生和博士研究生。国家也不断向国外派出留学生，培养高级研究人员。在医学院、农学院、畜牧学院里开设了实验动物学课程，北京农业大学还专门办了实验动物专业班、系。有关研究所、动物中心还以各种不同方式，如通过进修、短期培训等，培养中、初级专业人员。所有这些，使中国实验动物科技人员的学术素质有了很大提高。中国已相继成立了实验动物学术团体并积极与国际实验动物界开展了学术交流。全国性的实验动物学会已经成立。目前，中国各地区建立了省的实验动物（协）会，它对团结广大实验动物学工作者，促进国内外学者交流，加强国内外的横向联系，发展中国实验动物科学起到了积极作用。1984年在上海，1986年在北京先后发起成立了区域性实验动物管理委员会，它是由有关行政管理人员和科学工作者共同组成的实验动物立法执行机构，对实验物质量和动物实验效果进行检查、监督，在评议通过的有关单位发放实验动物合格证，以保证实验动物、饲料、垫料、仪器设备的质量，促进中国实验动物标准化。中国还积极地开展了实验动物仪器设备和工程的研究工作。我们已能生产正负压各种类型的无菌隔离器、真空高压灭菌器和各种不诱钠实验动物笼具，一举取代了原始的动物生产工具，它予示着在不久的将来，中国实验动物生产和实验将向现代化迈进。中国的动物饲养室将在调控系统中生产，使我们的实验动物基本上达到国际统一的标准。在饲料、垫料方面，现已能生产大鼠、小鼠、兔、鸡、豚鼠用颗粒饲料和狗用膨化饲料，并能够自己设计建造SPF动物房，研制供各种疾病使用的诊断制品。（三）动物实验方面的进展情况应用大、小鼠和兔子进行了生殖生理和计划生育的研究。观察了兔卵巢中卵子成熟和分裂胚胎形成的过程，子宫内膜细胞核雌激素受体的分布。发现了微波照射睾丸能抑制睾丸的生殖作用。大鼠应用黄酮—RHA肽类能抑制蜕膜形成，并能终止妊娠。还进行了睾丸间质组织的研究，证明其可能存在着生殖细胞粒。此外，还就棉酚对小鼠抗生育、消旋15甲基前列腺素F2甲酯溶解黄体的作用进行了研究。在心血管系统研究中作了狗、大鼠的正常心电图分析及神经核与血压关系的研究。近十年免疫学的进展极快，用小鼠和大鼠进行了体液和细胞免疫的研究。并用小鼠和大鼠研制各种杂交瘤和单克隆抗体。观察狗的造血的细胞分布（以胸椎最活跃，是中央向末稍递减的分布）及其功能，和放射对狗红细胞微核出现的影响。用实验动物研究肿瘤，这一领域十分活跃，包括用各种致癌物诱发肿瘤形成模型，研究肿瘤形成的机理，探讨抑瘤的作用及药物治疗的作用。1979年以来建立了实验动物肿瘤模型50多个，占解放以来36年形成肿瘤总数的。已形成肺癌、胃癌、肝癌、乳腺癌、淋巴细胞及白细胞白血病、淋巴瘤、纤维瘤、脑瘤、睾丸瘤、大肠癌、食管癌等肿瘤。研究了云芝多糖的抗癌作用；白地雷诱发前胃癌的机理；用裸鼠培养麻风杆菌，接种人类肿瘤，研究肿瘤的发生和药物治疗作用。在寄生虫学方面，研究了家犬中华分枝睾吸虫；不同品系小鼠对疟原虫的感染率；放射钴照射对寄生虫的影响。研究激素对神经介质的影响，可用大鼠研究乳品铁、维生素D抑制肝内镉吸收的作用。此外，对实验动物的正常值、形成学和功能也进行了不少研究，如615小鼠的食管、前胃、胸腺和肺在发育过程中的动态变化，并发现猫肾表面静脉的分布具有品系的特征等。（四）中国实验动物科学的展望人才是发展实验动物科学的首要条件，必须把人才培训放在重要地位，加速人才培养，调动实验动物工作人员的积极性，以满足发展实验动物工作的需要。制定并执行有关实验动物管理法规，保证实验动物质量。实验动物管理必须科学化，符合国际统一的标准和规定，从中国实际情况出发，参考国外的有关法则条例，从实验动物质量标准、饲养设施和操作规程入手，提出一个既符合国际公认的标准，又切实可行的国家统一管理法规，建立监控机构，逐步执行。坚持人、财、物同步发展，鼓励实验动物学工作者发扬艰苦奋斗、深入钻研的精神，也要为他们创造必要的条件，在经费上争取国家每年拨专款重点支持，同时发挥部门、地方和单位各方面积极性，共同办好事业。组织协调好实验动物科技工作所需要的建筑、用具、用料设备的试用、鉴定、标准通行和批量生产，使之系列标准化、商品化、社会化。国家科委推动建立国家实验动物研究所和中国实验动物学会，创办全国性实验动物刊物。在实验动物标准化方面，制定并监督执行全国统一的管理法规和管理条例。在下列工作中按国际公认的标准工作：实验动物引种、保种、育种中心；实验动物繁殖生产基地；实验动物质量控制中心；实验动物饲料、垫料生产基地；实验动物科技装备和用具生产基地；实验动物科技管理技术和信息交流中心；实验动物人才培训中心。中国已加入国际实验动物科学委员会。争取多派学者参加国际实验动物科学年会。尽快装备用于实验动物科技情报的电子计算机网络的终端。扩大国际信息学术交流和人员的友好往来，争取使中国生产的实验动物、科学技术、仪器设备、实验动物工程更广泛地打入国际市场，以寻找自我发展的新途径，为世界人民作出贡献！