第二节　近交系的特征和应用意义

一、近交系的特征

（一）基因纯合性。通过持续20代以上的近亲繁殖，基因已高度纯合化。纯合子的纯度在理论上接近最高点，基因已有98.6%以上完全纯合，仅有1%左右不纯合，因此近交品系动物的基因是一致的，遗传组成亦相同。在一个近交品系内所有动物的各个基因位点都应该是纯合子，这样的个体与该品系中任何一个动物交配所产生的后代也应该是纯合子，在这些动物中没有暗藏的隐性基因。

（二）遗传稳定性。由于近亲繁殖增加了在特定部位纯合子互相配合的可能性，因而减少了遗传变异，基因型可长期处于稳定状态，这种相对稳定性来自纯合性。因为基因高度纯合，所以纯合子基因可以极稳定地传给后代。如DBA系已维持好60多年，C57BL系已维持了50多年，但至今仍与原品系极相似。当然近交系动物有时会因突变造成基因改变而发生变异，是为例外。因此，近交系动物在遗传上是相当稳定的，遗传上的变异仅发生在少量残留杂合基因或基因突变上，而这种机率非常低。如果品系在被确认为近交系后坚持近交，同时辅以遗传监测，有时地发现和清除遗传变异的动物，保持近交系动物遗传稳定性是绝对没有问题的。

（三）同基因性。基因型或称遗传型是一切遗传基础的总和，是内在的遗传本质。同基因性，是指一个近交品系中所有个体在遗传上是同源的。由于基因高度纯合和基因型相当稳定，而致个体间极为相似，即同一品系内具有基本相同的遗传组成和基因点，也就是基因型相同。这种遗传上的均质性可采用组织移植方法来检测，也可用一只动物检测群体的基因型；从子代群体中检定母系群体。

（四）表现型的均一性。表现型是基因在环境因素作用下表现出来的、可被直接观察到的亲代的性状。在相同环境因素的作用下，由于遗传是均质的，所以其表现型是均一的，反应性是一致的。近交品系动物的性状如肿瘤发病率、形态学特点、血型和组织型、对药物的反应、甚至行为的类型等都可高度遗传，均衡一致远比远交系为强，因此可用较少量的近交品系动物，达到统计需要的精密度。

（五）个体性。由于不同品系都具有不同的遗传组成和生物学特性，所以不同品系各有不同的特性。目前国际上公认的250个近交品系小鼠间，均各有明显的区别，有其不同的反应性和敏感性，如自家免疫病鼠、白内障鼠、脑积水鼠、多尿症鼠、缺乏免疫球蛋白M鼠、对胰岛素敏感鼠等等。因此，选择近交品系鼠时，必须注意其是否适合各项研究设计的需要，决不能认为近交系动物遗传均一、基因型相同、反应性一致，就随便选一个品系来做实验。

个体性从整个近交系动物来看，每个品系在遗传上都是独特的，这表明在相当广泛的特性上，有些品系可能自发一些疾病，成为研究人类疾病理想的模型。在某些情况下，品系间的送别显示在量上，而不是在质上，而这一点在研究上也非常有用。因为以此可在很多的近交系中筛选出对某些因子敏感和非敏感的品系以达到不同的试验目的。

（六）分布的广泛性。许多近交系在国际上广泛分布，从而有可能在世界各国之间进行比较研究。这在理论上意味着不同地区、不同国家的科学家有可能去重复或验证已取得的理论和数据。但因环境变化可引起遗传变异，因此，环境条件应力求尽可能一致。如同一近交品系的两只动物，一只吃完善的饲料，另一只吃营养不足的饲料，则二者可发生不同的变化。

（七）资料可查性。近交品系的一个最有价值的特点是最常用的品系都具有相当数量的背景资料，由于近交品系动物在培育和保种的过程中都有详细的记录，加之这些动物分布广泛，经常使用，目前已有相当数量的文献记载着各个品系的生物学特征，这些有关品系的特征、寿命和自发性疾病等资料，对研究工作选择品系是极为重要的，而且这些基本数据对于设计新的实验和解释所得结果提供了便利条件。

（八）可分辨性。每个近交品系都具有自己独特的生化标志基因等特点，研究工作者可定期进行检测，以识别所使用的近交品系动物是否可靠。方法有：生化位点法、皮肤移植法、毛色基因法和下颌骨测量法。由于绝大多数近交品系在很多遗传位点上已有了分型，如果掌握了这些方法，可以根据这些位点的分型轻而易举的将混合在一起的两个外貌近似的品系分辨出来。

二、使用近交系的优点

使用实验动物进行各项科学研究的一个关键问题，就是怎样使动物实验的结果正确、可靠、有规律性、重复性好，从而精确判定实验结果、得出正确的结论。使用一般普通饲养的实验动物是采用任意交配的繁殖方法，所产生的动物个体差异较大，所以必然影响实验结果的均一性，有时难以判定实验结果。选用近交系动物作实验就能克服这些缺点，满足实验研究的需要。采用纯系动物作实验，具有下列主要优点：

1．具有相同的基因型，表现型也一致，所以其反应是一致的，实验结果正确、可靠。由于连续近交繁殖，同一近交系的各个体具有相同的基因型，在相同的环境条件下又具有相同的表现型，故其性状即其各种生物学特性比较一致，对外来刺激反应也一致。

2．各品系均有其独特的特性，根据实验目的可选用不同品系来作实验，实验重复性好，所用动物少，实验周期短，节省人力、物力和时间。

3．国际上分布广泛，不同国家的科研单位由于使用同一近交系动物所取得的结果是相似的，便于国内和国际间学术交流和实验重复。

4．可以作为有价值的病理学模型，如有致癌品系、抗癌品系、致白血病品系，嗜酒性品系、易抽搐品系等，是研究人类疾病的重要实验材料。

5．它是标准的实验材料，动物生长发育到一定时间就有一定的规格。

6．有大量的历史资料可查，每个品系均有其详细的遗传学资料，遗传背景明确，其生物学特性、生理生化特点、常见疾病（包括自发性疾病）等都有过系统的研究，便于研究者查阅和选择应用。

三、近交系动物在生物医学研究中的应用

近交系动物首先应用于遗传学研究，以后又为肿瘤和免疫学家所重视。在肿瘤的研究工作中应用最广泛，培育的品系也最多，对肿瘤的病因学、发病学、实验治疗和新抗癌药物的研究等都发挥了重要作用。所以近交系动物的建立已受到世界各国医学科学研究工作者的重视。正如化学家需要分析纯的化学药品、物理学家需要高度精密的仪器一样，近交系动物对医学研究是至关重要的。伦敦大学古勃宁说：“……生物学中近交的应用和化学中应用分析平秤的意义一样重要。”波尔法氏说“……癌的免疫治疗的最好途径的发展与1952年开始和发展起来的近交系动物是有关的”。

随着医学科学研究的飞速发展，近交系动物的培育及应用愈来愈被人们所重视，为适合不同课题研究需要而培育的近交系动物品系也愈来愈多，在医学、生物学、药物学等各个领域内的应用也日益广泛。生物制品、药品、食品等产品检定，疾病诊断、生理、病理、肿瘤、免疫、内分泌等学科的研究工作中都需要使用近交系动物进行各种实验。

近交系小鼠目前在国内许多科研单位已得到重视和应用。尤其在遗传、肿瘤、免疫、放射、白血病等研究中应用较多，其中在肿瘤、白血病研究中的应用更多，可以挑选致癌系小鼠进行致癌，可以在同一时间内获得许多生长同肿瘤的动物，然后进行各种种瘤的理论和防治研究。

在生物医学实验研究中应用最广泛的是近交系小鼠，它可以根据各种特殊实验的需要培育各种品系，如致癌鼠、抗癌鼠、糖尿病鼠、白血病鼠、先天性肌肉萎缩症鼠等。近交系小鼠应用也较多，近交系的金黄地鼠、豚鼠以及兔狗等也有应用。1975年出版的第三版《国际实验动物索引》中公布的的交系动物品系数，小鼠388系，大鼠130系，豚鼠8系，家兔2系，黑线仓鼠2系、金黄地鼠38系。现在世界上已经有纯品系小鼠500多个品系，大鼠包括亚系在内约200多个，豚鼠12个，家兔6个。

从1952年以来，国际近交系小鼠标准命名委员会（Committee　on　Stanardized　Nomenclature　for　Mice）对承认的近交系小鼠进行命名，每隔4年在美国肿瘤研究杂志上公布一次，先后于1952、1960、1964、1968、1972、1976、1980和1984年共公布过八次。第一次1952年公布了124个品系，第五次1972年已发展到244个品系，1976年为252年品系，1980年为250个品系，1984年为250个品系，我国培育的615、津白Ⅰ和津白Ⅱ小鼠也得到承认并被列入。

近交系动物的广泛应用，极大地提高了实验结果的正确性和重复性。以近交系小鼠为例，目前已广泛应用于的肿瘤研究课题（见表8-1），也广泛应用于基础和临床医学的各类实验研究（见表8-2）。

杂交瘤（Hybnridoma）合成单克隆抗体（Monoclonal　antibodies）是近年来生物医学中一项重大的突破，将对人类肿瘤的治疗，传染病的防治和诊断及免疫机制的研究等方面产生巨大的影响和变革。这项新技术选用的主要实验材料就是BALB/C近交系小鼠，单克隆抗体研究就是从BALB/C小鼠骨髓瘤开始的，近几年来单克隆抗体的研究，又有了新的发展。双特异性单克隆抗体（bsMCA）的研究，是英国剑桥大学分子生物学实验室Milstein博士正在进行的研究（Milstein是单克隆抗体技术创始人之一），这在国际上刚开始，国内尚未展开此项研究。制备又特异性单克隆抗体就必须要用Lou株近交系大鼠，因为Lou株近交系大鼠制备单克隆抗体时，其腹水量比用BALB/C小鼠大几十倍，能较好地解决单克隆抗体的大量制备。双特异性单克隆抗体技术和杂交～杂瘤技术是单克隆抗体技术的新进展，bsMCA可代替交联剂和酶标技术，在免疫组化和免疫测定技术上有广泛应用，在癌症的导向治疗和体外免疫扫描诊断上也有广阔的应用前景。