国内外实验动物科学的发展
美国生物科学项目投资的40%涉及实验动物;60%的生物研究项目需要实验动物。美国卫生部每年支出4亿美元,用于培训654.38+0万人,支持2万个项目。这两项任务中,50%的任务只能用实验动物来完成。美国卫生部癌症研究中心每年研究经费2.2亿元,需要使用实验动物的研究项目占6543.8+0.4亿美元,占总经费的63%以上。生产实验的专业化动物公司有30多家,其中实验用小鼠250种,小型实验用猪15种,豚鼠30种,仓鼠30种,大鼠60种,兔14种,猴、狗、猫、鸟50种。美国1981年用了8000万只各种品系的小鼠;有7000万只老鼠,60-70万只豚鼠,60-70万只兔子,3.4万只非人灵长类动物。根据美国相关科学家的数量,每人每年的平均使用量不低于1000。美国有50多名高级实验动物专家,6000多名中级实验动物科学专家。他们不仅生产一般实验动物,还批量生产SPF、GF、GN等特殊动物。,年产量达几百万头/头,既满足各种研究的需要,又能满足近万种化学药物的年产量需要。在心血管、内分泌、器官移植、肿瘤、老年病、免疫等方面取得了一系列先进成果。
实验动物科学在日本也得到了大力发展。从1951开始,实验动物的现代化运动开始了,经历了1953-1958的启蒙期,实验动物科学现代化的普及期,实验动物科学产业的现代化发展期。目前,日本在实验动物的设施和技术方面具有国际优势。近交动物、不育动物、有学问的动物、没有特殊病原体的动物都已经社会化、商品化。每年使用小鼠数量为12万只,其中SPF为400万只,大鼠为360万只,其中SPF占一半。
在这些经济发达的国家,不仅有一系列实验动物的科学组织,而且在实验动物的研究、生产、应用、开发,以及相关的设施、建筑、笼舍、饲料、垫料、各种仪器等方面都有明确的分工和规定,直到人员培训、学位评定、考核和晋升。同时有专家和国会批准颁布的实验动物工作的法律法规。这种相对完整的科学管理体系保证和促进了实验动物科学的快速发展。
《美国实验动物管理条例》第一版是在1966之后由国会通过的。随着实验动物管理和应用知识的不断丰富,先后修订了四次。其主要内容是:不虐待动物,保证实验动物的质量,保证实验动物生长发育所需要的一切条件,对实验动物的疾病治疗、周围环境、工作人员的素质都有明确规定。达不到规定要求的不允许饲养动物,所做的实验不被认可。因此,条例颁布后,几乎所有实验动物生产公司、科研单位、药厂、高校的相关实验室都进行了改建或装修。农业部将每两个月检查一次规定的执行情况,不符合规定的单位有权进行制裁。不符合要求者,每日罚款65,438元+0,000元。逾期不改的,撤销研究经费或责令停业。《条例》的技术要求也非常具体。比如化学品、食品添加剂、部分化妆品的安全性试验,必须使用两种以上的动物实验进行。一种是大型动物,如猴子或家犬,另一种是小型动物,如大鼠和小鼠。新产品投放市场前,需要将所用动物的品系质量和两三年内所做的试验结果上报美国美国食品药品监督管理局审批。这不仅在法律法规上保证了新产品的质量,也促进了本学科的不断发展。
在这些经济发达的国家,也有独立的研究机构致力于实验动物科学的发展和动物质量的提高。在许多综合性大学、医学院、兽医学院、研究所和许多从事动物实验研究的单位,都有规模可观、水平较高、设施和环境条件现代化的实验动物中心。有各种实验动物和动物实验的科研工作。根据不同的研究需要和基因工程原理,他们培育了2607种实验动物。其中各种动物近交系772种(小鼠540种);部分自交系132种(小鼠46种);随机近交系79种(小鼠45种);重组近交系45种(18种小鼠);506个突变品系(60只小鼠);372个近交系(135只小鼠);同源系528种(小鼠390种);杂种F180种(小鼠60种);其他129种(小鼠93种)。
美国国立卫生研究院(NIH)有45个动物资源开发中心,其中37个位于大学医院的比较医学系、兽医学院的实验动物科学系和专门的研究所。日本中央实验动物研究所有三个部门、四个中心和一个研究所。其中三个是实验动物科学部、生物医学科学部和研发部门。这三个科室共有10个实验室:育种实验室、生殖实验室、营养实验室、动物医学实验室、环境影响实验室、育种技术开发实验室、发生实验室、免疫学实验室、内分泌实验室、肿瘤实验室。这四个中心分别是:疾病检验中心、学术信息中心、动物管理中心和灵长类动物实验中心。一个是基础医学研究所。研究所下设五个系,即管理系、药理系、病理毒物系、血液化学系和神经药理系。
在美国,有65,438+0,300个生产和研究单位从事实验动物的工作。日本有50多家专门生产实验动物的公司。实验动物工作已经成为专业化、规范化、商业化、社会化的科研和经济体系。
NIH实验动物资源中心和杰克逊实验室是世界上最大的基因保护和基因研究中心。仅NIH实验动物资源中心就维持着250种近交系小鼠和大鼠,还有20多种不同背景的裸鼠。重组近交系的成功选育是哺乳动物遗传学的重要进展,已广泛应用于新的多态基因位点和新的组织相容性位点的鉴定,多效性位点及其连锁关系的研究。同时也广泛应用于感染性、自发性和诱发性疾病的研究以及生物学、药理学、形态学和行为学的研究。
目前各国都是利用基因调控的原理来研究嵌合体以及单亲纯合和多倍体动物。嵌合动物也称为异型动物或四倍体动物,可用于细胞谱系、实验胚胎学、遗传遗传学和免疫学。单亲纯合二倍体动物的繁育技术,又称雌核发育技术,是近年来发展起来的一项技术。这项新技术的成功可以大大加快新品种的培育。繁殖实验动物需要100年,只需要一年就可以完成,而且在纯合过程中可以解决致死基因导致的胚胎死亡问题。各国实验动物研究的另一个趋势是培育各种病理模型动物。已经成功培育出多种基因突变的免疫缺陷动物。日本成立了“疑难杂症”疾病模型研究机构。据初步调查,“疑难病”有40多种,每一种“疑难病”都有专门的疾病模型研究组。以小鼠为例,已发现893个突变基因位点,培育出417个与人类疾病相似的病理模型。美国的三所兽医学院(康奈尔、宾夕法尼亚、俄亥俄)正在进行这方面的研究。美国宾夕法尼亚大学兽医学院筛选出加拿大纽芬兰犬,可与人类先天性心脏病几乎相同的心脏病,运用组织病理学、细胞遗传学和分子生物学方法进行基因图谱研究。为了清楚地知道基因突变的秘密,他们正在探索直接测定DNA的技术。与此同时,这所大学的代谢实验室还利用生化方法对先天性碳水化合物紊乱的猫和氨基酸代谢紊乱的家犬进行了筛查。它们类似于许多儿童的代谢性疾病。美国卫生部为他们的研究划拨了专项资金。此外,他们正在为老年人培养具有多种特征和效果的动物模型。成功培养的有:无胸腺、无脾脏的动物模型;高血压、糖尿病和肥胖症的动物模型;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)中国实验动物科学的发展。
我国实验动物科学发展相对缓慢。解放前,只有少数大学和医学系开展一些实验动物工作,主要是繁育一定数量的各种实验动物。
解放后,在党和政府的重视和关怀下,在我国医学、兽医和实验动物科学家的共同努力下,我们在实验动物的研究和生产方面做了大量工作,取得了许多成绩。全国已形成一支约500-600只实验动物的专业队伍。成功培育了低癌品系金白1号、高癌品系金白2号、白血病实验小鼠615等有价值的近交系小鼠,从国外引起了C3H、C57BL、DBA/2、BALB/c、裸鼠等20个品系,并得到了广泛的保存、繁殖和应用。SPF鸡、猪、裸鼠微生物监测技术八种以上(统计81年);实验动物的保护、繁育、饲养、管理、繁殖、疾病预防、环境控制等监测技术也取得了初步进展;在医学、兽医学及其他相关生物科学的应用方面,取得了一些世界一流的成果,为科学研究和工农业生产的发展创造了条件,为保护人民健康和发展国民经济作出了贡献。
但是,由于我国长期受“左”的干扰,特别是“四人帮”的严重破坏和许多同志对实验动物的重要性认识不足,我国没有一个现代化的实验动物科学研究中心,大多数是在设备差、技术力量弱、人员少的情况下,处于自我培育、自我繁殖、自我供养、自我利用的自然发展状态。比如,世界上有250个品系的近交系小鼠,146个品系的突变小鼠,而中国有30多个不同品系的近交系小鼠(81年的统计数据),包括进口小鼠,很多都没有经过遗传监测和鉴定。突变系还是空白,与国际水平相比还有很大差距。很多实验动物不合格,导致一些科研项目无法进行。许多研究课题为了获得更可靠的数据,不得不多次重复实验,造成人力、物力、财力和时间的严重浪费。一些成果被允许在国际上交流,引起国际关注。由于缺乏符合国际验证标准的实验动物,许多药物和生物制品无法投入生产并销往国际市场。部分生物药掺入了烈性病毒(菌),缺乏合格的实验动物进行验证。比如,由于在猪瘟疫苗的生产和验证中没有出现无特定病原体的猪,造成大面积猪瘟,一次性死亡165万头,给国家造成了重大损失,国家赔付300多万元,也给养殖户带来了重大损失。由于实验动物不纯,实验结果不可靠,甚至得出错误结论,带来严重危害。因此,实验动物科学已成为我国科学研究、生物制药生产、人民健康和工农业现代化中迫切需要重视、研究和解决的问题。
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,为适应四化建设的要求,我国实验动物科学有了新的发展,取得了显著成绩。
65438-0982年,国家科委在云南西双版纳召开了第一次全国实验动物会议,各地区、各部门也召开了本行业实验动物会议。1984年,国务院批准成立中国实验动物科技发展中心。在国家科技发展大政方针的指导下,研究提出发展中国实验动物科技的方针、政策、法规和规划。协调和管理实验动物科学技术的发展、研究和人才培养;安排和落实实验动物科学技术相关条件的开发、建设和业务;组织实施实验动物科学技术领域的国际合作和学术交流;做好实验动物的科技信息、学术活动和科技咨询工作,对促进我国实验动物科技工作的发展具有重要作用。65438-0985年,国家科委在北京召开了第二次全国实验动物科学技术会议,制定了实验动物发展规划和条例,有力地推动了我国实验动物科学的发展。
从65438到0982,我国先后建立了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、云南灵长类实验动物中心四个国家级实验动物中心。隶属于行业系统的实验动物机构有:中国科学院生命科学研究部动物中心、中国医药卫生系统动物中心、农牧渔业系统实验动物研究中心、化工系统动物中心。在这些行业系统中,有一定规模的卫生系统医学实验动物中心。在卫生部的领导下,有七个动物中心。如中国医学科学院实验动物研究所,是科研、生产、教学并重的大型实验动物研究单位;卫生部生物制品与药品研究所实验动物监测中心。此外,还有7个实验动物繁殖场。在地方单位中,各省(自治区)建立了省级动物中心,以满足各省(自治区)有关部门对实验动物的需求。很多大学、医院、研究所都有实验动物系、部。这些都构成了一个多层次的实验动物网络系统。
十一届三中全会以来,我国实验动物科学的发展取得了显著成就。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,初步形成了多层次的实验动物科学网络体系,初步形成了一定规模的实验动物科技队伍。
(2)实验动物的进展
建立了实验动物监测系统。北京、上海、哈尔滨等地建立了较为完善的监测体系,开展了对大鼠、小鼠、鸡、犬等实验动物的微生物学、遗传学、营养学、环境卫生、传染病等方面的监测。此外,北京、上海和军队单位还建立了实验动物质量监控系统,使实验动物的遗传污染和传染病能随时发现,并得到及时控制。
在实验动物疾病防治方面,加强了动物饲料、垫料、笼舍的检疫工作和卫生管理,改善了消毒、动物房等卫生条件,有效控制了实验动物疾病的发生和流行。
近年来,中国建立了实验动物种子库,引起了国家和国际同行的关注。从65438年到0984年,联合国世界卫生组织、美国NIH实验动物部、英国Oila育种中心、日本实验动物中央研究所先后以不同方式向中国提供了育种小鼠。目前,中国医学科学院实验动物研究所保存的近交系动物有40个不同品系,其中裸鼠有5个不同品系。
开展了关于信息动物和信息生物学的研究。我国用国产塑料透明膜隔离器成功培育出不育兔和豚鼠,并能培育生产出无特定病原体的鸡和猪。
野生动物实验动物化的研究也取得了可喜的进展。我国陆栖脊椎动物2000多种,占世界物种数的10%,其中两栖类196种,爬行类315种,鸟类165438种,哺乳动物414种。其中一些物种具有很高的开发价值。比如很早就传入欧美的拉萨犬,早已是举世瞩目的动物数据。本世纪初,中国成功地将一些野生动物培育成生命科学研究的模式动物,其中一些已被国内外科学家认定为实验动物,并在国际上得到广泛应用。如黑线仓鼠、长爪沙鼠、树鼩、旱獭等。
中国建立了实验动物信息咨询、图书出版和信息网络系统。各地实验动物中心都建立了不同规模的信息小组或信息实验室,负责收集、整理和储存实验动物科学发展的信息,并通过相关杂志进行学术交流,向实验动物科学家提供信息。中国现有的各大图书馆都有不同数量的实验动物。国内出版了一些质量较好的实验动物专著。专门的实验动物杂志至少有七八种,包括内部交流。中国开始通过电视、录像、摄影、幻灯等手段开展电化教育,普及实验动物科学知识。
中国加强了实验动物的科学教育和专业培训。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重要意义。目前,许多科学工作者已经转向实验动物的科学研究,一些专家教授招收实验动物的硕士和博士研究生。该国还派遣海外学生培养高级研究人员。医学院、农学院、畜牧学院开设实验动物学课程,北京农业大学还开设实验动物专业课和系。相关研究机构和动物中心也通过各种方式培养中初级专业人员,比如通过进修和短期培训。这些都大大提高了我国实验动物科技人员的学术素质。
中国先后成立了实验动物学术团体,积极开展与国际实验动物界的学术交流。成立了国家实验动物协会。目前,我国各地区都成立了省级实验动物协会,对团结广大实验动物科学工作者,促进国内外学者交流,加强国内外横向联系,发展我国实验动物科学起到了积极作用。上海1984,北京1986,相继成立了实验动物地区管理委员会。它们是由有关行政人员和科学工作者组成的实验动物立法的执行机构。他们检查和监督实验材料的质量和动物实验的效果,并向通过鉴定的有关单位颁发实验动物证书,以保证实验动物、饲料、垫料和仪器设备的质量。
中国还积极开展实验动物设备和工程研究。我们已经能够生产各种类型的无菌隔离器、真空高压灭菌器和各种不诱导钠的实验动物用笼子,一举取代了原来的动物生产工具。表明在不久的将来,我国实验动物的生产和实验将走向现代化。我国的动物饲养室将在控制系统中生产,使我们的实验动物基本达到国际统一标准。在饲料和填料方面,我们现在可以生产大鼠、小鼠、兔、鸡和豚鼠的颗粒饲料和狗的膨化饲料,并可以自行设计和建造SPF动物舍,开发各种疾病的诊断产品。
(三)动物实验的进展
用大鼠、小鼠和家兔研究了生殖生理和计划生育。观察了兔卵巢卵子成熟和卵裂胚胎形成的过程以及子宫内膜细胞核内雌激素受体的分布。研究发现,微波照射睾丸可抑制睾丸的生殖功能。在大鼠中应用类黄酮—RHA肽可以抑制蜕膜形成和终止妊娠。对睾丸间质组织也进行了研究,证明其中可能存在生殖细胞。此外,还研究了棉酚对15甲基前列腺素F2小鼠的抗生育和外消旋作用。
在心血管系统的研究中,研究了狗和大鼠的正常心电图以及神经核团与血压的关系。
免疫学在近十年有了很大的发展,在小鼠和大鼠中研究了体液免疫和细胞免疫。用小鼠和大鼠研制了各种杂交瘤和单克隆抗体。
观察造血细胞在犬体内的分布(胸椎最活跃,由中心向末端分布略有减少)及其功能,以及辐射对犬红细胞微核出现的影响。
用实验动物研究肿瘤非常活跃,包括用各种致癌物诱导肿瘤形成模型,研究肿瘤形成机制,探讨肿瘤抑制作用和药物治疗。
1979以来,已建立实验动物肿瘤模型50余个,占解放36年来形成肿瘤总数的45.5%。形成了肺癌、胃癌、肝癌、乳腺癌、淋巴细胞白血病、淋巴瘤、纤维瘤、脑肿瘤、睾丸肿瘤、结直肠癌、食道癌等肿瘤。研究了云芝多糖的抗癌作用。白矿诱发胃癌癌前病变的机制:用裸鼠培养麻风杆菌,接种人肿瘤,研究肿瘤的发生和药物的治疗作用。
在寄生虫学中,对家犬华支睾吸虫进行了研究。不同品系小鼠对疟原虫的感染率;钴辐射对寄生虫的影响。
为了研究激素对神经递质的影响,可以用大鼠来研究乳铁和维生素D对肝脏吸收镉的抑制作用。此外,还对实验动物的正常值、形态发生和功能进行了研究,如615小鼠的食管、前胃、胸腺和肺在发育过程中的动态变化,发现猫肾表面的静脉分布具有应变特征。
(四)中国实验动物科学的前景。
人才是实验动物科学发展的首要条件,必须把人才培养放在重要位置,加快人才培养,调动实验动物工作人员的积极性,以适应发展实验动物工作的需要。
制定并实施实验动物管理的相关规定,确保实验动物质量。实验动物的管理必须科学,符合国际统一的标准和规定。从我国的实际情况出发,参考国外的相关法律法规,从实验动物的质量标准、饲养设施、操作程序等方面入手,提出既符合国际公认标准又切实可行的国家统一管理规定,建立监测机构并分步实施。
坚持人、财、物同步发展,鼓励实验动物科学工作者发扬艰苦奋斗、深入研究的精神,也要为他们创造必要的条件,在经费上争取国家每年拨出专项资金进行重点支持,同时发挥部门、地方和单位的积极性,共同搞好。组织协调实验动物科技工作所需的房屋、器具和材料设备的试制、鉴定、标准通过和批量生产,使系列标准化、商品化、社会化。
国家科委推动成立了国家实验动物研究所和中国实验动物学会,创办了国家实验动物杂志。
在实验动物标准化方面,制定并监督实施全国统一的管理法规。在以下工作中按照国际公认的标准开展工作:
实验动物引进、保护和繁殖中心;实验动物繁育生产基地;实验动物质量控制中心;实验动物饲料和垫料生产基地;实验动物科技设备和器械生产基地;实验动物科技管理技术与信息交流中心;实验动物培训中心。
中国加入了国际实验动物科学委员会。争取派更多学者参加实验动物科学国际年会。尽快装备实验动物科技信息电子计算机网络终端。扩大国际信息学术交流和友好人员往来,努力使我国生产的实验动物、科学技术、仪器设备和实验动物工程更广泛地进入国际市场,从而找到自我发展的新途径,为世界人民做出贡献!