第一节　研究范围和发展意义

一、实验动物科学的研究范围

实验动物科学（Laboratory　Animal　Sciences），是研究有关实验动物和动物实验的一门新兴科学。前者，是以实验动物本身为对象，专门研究它的育种、保种（培育新品种、保持原有品系的遗传特性）、生物学特性（包括解剖、生理、生化、生殖及生态等特点）、繁殖生产、饲养管理以及疾病的诊断、治疗和予防，以期达到如何提供标准的实验动物；后者，是以实验动物为材料，采用各种方法在实验动物身上进行实验，研究动物实验过程中实验动物的反应、表现及其发生发展规律等问题，着重解决实验动物如何应用到各个科学领域中去，为生命科学和国民经济服务。简言之，实验动物科学是专门研究实验动物的生物特性、饲养繁殖、遗传育种、质量控制、疾病防治和开发应用的科学。

实验动物科学诞生于本世纪五十年代初期，现在已发展成为一门独立的、综合性的基础科学，它是融合生物学、动物学、兽医学和医学等科学，并引用了其它自然科学的成就发展起来的。因此这门科学是综合性的，它所涉及到的知识面很广泛，它所包括的内容极为丰富，其中不仅要以生物学、医学、药学、兽医学、畜牧学等为对象，以遗传学、育种学、病理学、生理学、营养学、微生物学等为基础，还要引用机械工程学、环境卫生学、建筑学等科学，对实验动物和动物实验方法进行开发和研究。

自从五十年代初“实验动物科学”这个名称诞生以来，经各个领域的科学家们对实验动物本身和动物实验过程中的许多重要因素进行的广泛研究和大量资料积累，至今已成为一门具有自己理论体系的独立性学科。它的内容主要包括：

（一）实验动物育种学（Laboratory　Animal　Breeding　Science）　主要研究实验动物遗传改良和遗传控制，以及野生动物和家畜的实验动物化。

（二）实验动物医学（Laboratory　Animal　Medicine）　专门研究实验动物疾病的诊断、治疗、予防以及它在生物医学领域里如何应用的科学。

（三）比较医学（Comparative　Medcine）　研究所有动物（包括人的）基本生命现象的科学称为比较医学。对动物和人的基本生命现象，特别是各种疾病进行类比研究是这门学科的主要特征。已形成比较解剖学、比较生理学、比较病理学、比较外科学等，并可采用其异同点，通过建立实验动物疾病模型来研究人类相应的疾病，即可采用人工的即实验性（Experimental）的和动物自发性（Spontaneously　Occureed）的动物疾病作模式，研究人类疾病的发生、发展过程和诊断治疗、宿主抗力机制、临床变化、药物、致癌物质、残留毒物试验等，直接为保护与增进人类健康服务。

（四）实验动物生态学（Laboratory　Animal　Ecology）　研究实验动物生存的环境与条件，如动物房舍、动物设施、通风、温度、湿度、光照、噪声、笼具、饲料、饮水以及各种垫料等。

（五）动物实验技术（Animal　Experiment　Techniques）　是进行动物实验时的各种操作技术和实验方法，也包括实验动物本身的饲养管理技术和各种监测技术等。

二、实验动物科学发展意义

实验动物科学发展的最终目的，就是要通过对动物本身生命现象的研究，进而推用到人类，探索人类的生命奥秘，控制人类的疾病和衰老，处长人类的寿命。随着医学生物科学的突飞猛进发展，认识到公害问题不仅已成为粮食、人口、老年人等的重大社会问题，而且还涉及到地球上生活着的动物生存问题，例如产业公害、食品公害、药品毒性等，均直接影响人体健康，对这些问题的研究，最终必然要通过动物实验（包括动物疾病模型的开发等）来阐明解决。因此，实验动物科学，特别是实验动物的重要性愈来愈被人们所认识，它已被认为是人类追求幸福生活的支柱，故实验动物科学亦被称之为生命科学。为此，先进国家对实验动物科学的发展，均给给予高度的重视，其投入的经济物资和技术力量，几乎可同发展原子能科学相提并论，其重要意义可想而知。

实验动物科学，现在已经成为现代科学技术不可分割的一个组成部分，已形成一门独立的综合性基础科学门类。这门科学的重要性在于，一方面它做为科学研究的重要手段，直接影响着许多领域研究课题成果的确立和水平的高低；另一方面，做为一门科学，它的提高和发展，又会把许多领域课题的研究引入新的境地。因此，实验动物科学技术的重要性可概括为下面三句话：它是现代科学技术的重要组成部分，是生命科学的基础和条件，是衡量一个国家或一个科研单位科学研究水平的重要标志。

实验动物科学是伴随着生物医学科学，通过漫长的动物实验过程形成的。但是，实验动物科学的迅速发展，使得实验动物的研究价值已经不仅限于生物科学方面，而且广泛地与许多领域科学实验研究紧紧地联系在一起，成为保证现代科学实验研究的一个必不可少的条件。在很多领域的科学研究中，实验动物充当着非常重要的安全试验，效果试验、标准试验的角色。

当前我们正处于世界范围内新技术革命的非常时期，生物工程、微电子技术，新材料和新能源正在突飞猛进地发展，廿十一世纪人类将步入生命科学的新时代，作为生命科学研究的基础和条件——实验动物科学，已受到世界各国的普遍重视，投入了巨大的人力物力，这是因为在生物科学领域内，不能用人去做实验，我们必须借助实验动物去探索生物的起源，揭开遗传的奥密，攻克癌症的堡垒，研究各种疾病与衰老的机理，监测公害、污染，保护人类生存的环境，生产更多更好的农畜产品为人类生活造福，在药品、生物制品、农药、食品、添加剂、化工产品、化妆品、航天、放射性和军工产品的研究，试验与生产中，在进出口商品检验中，实验动物是不可缺少的材料，并且总是做为人类的替身，去承担安全评价和效果试验，在生命科学领域内一切研究课题的确立，成果水平的高低，都决定于实验动物的质量，没有它，我们的科学实验就不能在时间、空间和研究者之间进行比较，我们的科研成果、论文就不能在国际上进行交流，得不到国际的公认，将被国际同行们看为科学水平不高甚至是一堆废纸。我们的生命科学怎能走向世界？因此，迅速发展我国实验动物科学事业，是加快祖国“四化”建设，把我国建设成为社会主义现代化强国的需要。

在生命科学研究领域内，进行实验研究所需要的基本条件可以总括为：实验动物（Animal）、设备（Equipment）、信息（Information）和试剂（Reagent）。我们可以把它们看作是生命科学实验研究中的基本要素，可简称为AEIR要素。这四个基本要素，在整个生命科学研究实验中，具有同等重要的地位，不能忽略或偏废。由于科学技术的发展，获得高、精、尖的仪器设备、化学试剂和必要的情报信息已不是困难的事情了。但是，我们在实际工作中，往往把设备、信息和试剂这三要素看得比较重，也比较重视，舍得花钱，而对实验动物这一要素一般不太重视，所造成的沉痛教训是不少的。如在兽医生物药品制造上，由于猪瘟疫苗生产和检定上没有适当合格的动物，近年来的内蒙、陕西、四川、河南、河北、湖北、广东等地，不断发生因接种疫苗后猪大量死亡及疫病扩散的事故，造成很大的损失和不良的政治影响。生物制品工作中，由于没有SPF（无特定病原体）鸡，鸡胚污染白血病毒，所生产的麻疹疫苗等人用疫苗和鸡马立克氏病弱毒疫苗等禽兽用疫苗，出口受到影响。某医大某教授1980年去日本交流经验时，宣读了“克山病的研究论文”引起了日本医学界的重视，但当对方了解到他所使用的动物是来源历史不清的一般动物时，则认为其“实验结果的科学性不强”。这类例子并不少见。因此，急待把实验动物科学搞上去，为各学科研究提供各种标准化的实验动物。但由于实验动物品种系复杂，保持质量标准困难，规格要求严格，可使用的时间短促，无法控制的繁殖规律，对于生活环境依赖性高等特点，决定了它比其它工业产品更难生产，常可造成在生产和流通程中的特殊困难。在我国普遍采用国际上公认的标准实验动物，进行实验研究，还需要经过难苦努力才能办到。

三、实验动物在生物医学等各领域中的应用

(一)生命科学方面

这方面是比较直接的、大量的。生命科学中，人类的健康和福利研究离不开应用实验动物。在对人的各种生理现象和病理机制及疾病的防治研究中，实验动物是人的替难者。譬如，癌症是威胁人类健康的最大疾病，由于在肿瘤的移植、免疫、治疗等研究中使用了裸鼠、悉生动物和无菌动物，对各种恶性肿瘤的致癌原因，尤其是化学致癌物质、病毒致癌、肿瘤的病毒、免疫、治疗等方面和研究有了极大的进展，计划生育研究有相当大的工作是在动物身上作的。巴甫洛夫条件反射试验和我国生物学家朱洗的无外祖父的蟾蜍，即由动物实验进行成功。各种疾病，如高血压、动脉硬化、心脏病、甲状腺疾病、糖尿病、肥胖症、肺炎、支气管哮喘、肺气肿、矽肺、神经系统疾病、精神病、重症肌无力、胃病、肾病、肺病、胰病、胆病、畸形、传染病及外科病等发病、治疗与痊愈的机制及其生理、生化、病理、免疫等各方面的机理，都经过动物实验加以阐明或证实。因此，有人统计生物医学的科研课题有百分六十以上需要用实验动物，有许多课题的研究离开了实验动物就寸步难行。

（二）制药工来和化学工业方面

这方面对实验动物的依赖更为明显。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、致命，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，包括三致（致癌、致畸、致突变）试验，给人类应用将会造成十分严重的恶果。如1962年，西德某药厂生产一种安眼药Thalidomide，推广给孕妇使用，结果在若干年内发现畸胎发生率增高，究其原因就是与孕妇服用Thalidomide有关。

制药、化工等工业的劳动卫生措施，特别是各种职业性中毒（如铅、苯、汞、锰、矽、酸、一氧化碳、有机化合物等）的防治方法，都必须选用实验动物进行各种动物实验后才能确定。

实验动物也是医药工业上生产疫苗，诊断用血清，某些诊断用抗原，免疫血清等的重要材料，都是将菌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和狂犬病疫苗，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。

（三）畜牧科学方面

疫苗的制备和鉴定、生理试验、胚胎学研究、营养饮料的分析、保持健康群体以及淘汰污染动物等工作，都要使用实验动物。特别是在畜禽传染病的研究工作中，常急需要有合格的实验动物进行实验。目前在兽医科学研究上，由于所用试验动物或鸡卵不合乎标准，质量很差，严重影响科研效果，甚至在某些疫病的研究工作中，因无SPF动物和SPF卵，试验无法进行，所制备的疫苗的效果难以保证，导致大量畜禽病死，在经济上带来重大损失。如1981年，我国某兽医生物制品厂生产的猪瘟疫苗混有猪瘟强毒，结果注射后引起大批猪死亡，造成国家经济的很大损失，其原因是由于制苗所用的仔猪带毒，而安全检验用的动物数量和质量又符合要求所引起的，又如在生产鸡新域疫疫苗过程中，由于使用的鸡卵不是SPF鸡卵，使疫苗的质量得不到保证。

（四）农业科学方面

新的优良品种的确立除要做物理的、化学的分析以外，利用实验动物进行生物学的鉴定是十分重要和有意义的。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。例如早在40年代，美国就应用杀虫剂易乙酰胺，但以后发现它是强致癌剂而停用，但已经造成了对环境的污染。五十年代研究出一种杀蟥剂Aramite，广泛用于棉花、果树、蔬菜，用了七年后发现能引起大鼠和家犬的肝癌，不得不停用，但也已造成了环境的污染。我国过去大量使用有机氯农药，后也发现它们有致癌作用，70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，杀早眯能致癌，国外已经不用。以后我国只好停止发展，但已造成损失。由此可见，用实验动物进行的安全性试验对农药、化肥等生产极为重要。

（五）轻工业科学方面

人们的吃穿用，包括食品、食品添加剂、皮毛及化学纤维、生物日常用品，特别是化学制品有害成份的影响，都要用实验动物去试验。

食品、食品添加剂、皮毛制品、化妆品等上市销售，都要求必须先经国家指定的机构采用实验动物进行安全性试验，以证明其对人体无急慢性毒性，且无致癌、致畸、致突变作用，才能供应市场。

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军事医学研究上具有特殊的应用价值。

（八）商品鉴定和国际贸易方面

现在已把实验动物的实验鉴定列为法规，它直接影响着对外贸易的数量、质量和信誉。

（九）行为科学的研究方面

实验动物在行为科学的研究中也占有重要地位。例如，汽车设计中的撞击，土建设计中震动的允许程度，灾难性事故的处理等，国外也已经采用实验动物模拟人类。

（十）实验动物科学本身研究方面

在实验动物科学本身研究中，由于其综合性很强，例如，涉及数学、物理、化学、生物学、动物学、胚胎学、营养学、微生物学、遗传学、解剖组织学，寄生虫学、传染病学、免疫学、血液学、麻醉学、生态学等，虽然它的直接研究目的，是取得适用于各种特性需要的实验动物，但它对生物科学的微观领域，都进行了更为深入的探索，例如，在遗传学、生殖生理学等的科学以及实用技术方面，都不断取得突破。

实验动物科学应用得如此广泛，主要是由实验动物的特点所决定的。实验动物具有无菌或已知菌丛、遗传背景明确、模型性状显著且稳定，纯度高、敏感性强、反应性一致、重视性好以及繁殖快（世代间隔短）、产仔多、价格相对低廉等特点。因而被广大科学工作者称为“活的试剂”、“活的精密仪器”，可以满足各种不同研究要求和生产需要，因而广泛应用于医学、兽医学、药学、营养学、农学、畜牧学、劳动保护、环境保护、计划生育与优生、食品与饮料添加物、日用化妆品、化纤织物以及生命科学和国际科学等领域。特别是医学、兽医学和有关的生物学的理论研究以及生物药品制造、化学药物筛选、鉴定等实现现代化的重要的工具之一，有力地推动着国民经济的发展。

加强对实验动物科学技术的研究，还可为野生动物资源开辟新的利用途径。我国野生动物资源极为丰富，根据1980年“中国动物学会脊椎动物学术会议”文献记载，我国的畜类有420多种，占全世界种类的11.1%（而我国的土地面积仅占世界总数的7%）。单就灵长目（猴类）而言，我国就有18种之多，日本只有1种，英国和美国都没有野生猴类。鸟类种类就更多，有1100余种。这些野生动物都是培育实验动物的宝贵资源，这个巨大的“遗传资料库”的开发和应用，不仅可以满足我国科研、教学与生产的需要，还可大量出口换取外汇与进行动物交换，将为我国四化建设与人类健康作出更大的贡献。

我国是一个10亿多人口的国家，大小畜禽数以亿计，对实验动物的需用量特别大，据估计国家每年约需1，500~2，000万头／只（包括特殊实验动物在内）。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。因此，加强对实验动物的科学研究，生产更多的、质量更好的实验动物，既可加速对医学、公共卫生学、兽医学等生物科学重大理论的研究及生命现象的探讨，促进科学技术的现代化，加速消灭１５０余种人畜共患病与各种常见病的危害，增进人民健康，同时还可保证生物药品制造与畜牧业的安全生产，促进国民经济的发展。所以，这不仅有巨大的科学意义，而且有重要的现实意义与深远的战略意义。