實驗動物科學(xué):第五節(jié)　影響動物實驗效果的動物實驗技術(shù)環(huán)節(jié)因素

一、動物選擇

選擇好適合研究需要的實驗動物是獲得正確實驗結(jié)果和實驗成功的重要環(huán)節(jié)。應(yīng)按照不同實驗的要求選擇合適的動物。如作腫瘤的研究工作，就必須了解哪種動物是高癌種，哪種是低癌種，各種動物自發(fā)性腫瘤的發(fā)生率是多少。如A系、C3H系、AKR系、津白Ⅱ等小鼠是高癌品系小鼠，C3H/He系經(jīng)產(chǎn)雌鼠有80～100%的自發(fā)性乳腺癌。AKR系8～9月齡小鼠有80～90%自發(fā)性血病。C57BL系、津白Ⅰ等小鼠是低癌品系小鼠。不同動物對同一因素的反應(yīng)雖然往往是相似的，但也常常會遇到動物出現(xiàn)特殊反應(yīng)的情況。如5歲以上的雌狗常自發(fā)性乳腺腫瘤，如果給雌狗孕激素，就更容易誘發(fā)乳腺腫瘤。雌激素還容易引起狗發(fā)生貧血，這在其它實驗動物是很少見的。怎樣選擇好實驗動物可參看實驗動物的選擇和應(yīng)用一講。

二、實驗季節(jié)

生物體的許多功能隨著季節(jié)產(chǎn)生規(guī)律性的變動。目前已有大量資料表明，動物對化學(xué)物作用的反應(yīng)也受到季節(jié)的影響。例如在春、夏、秋、冬分別給10只大鼠注入一定量的巴比妥納，發(fā)現(xiàn)入睡時間以春季最短。秋季最長，而睡眠時間則相反，春季最長，秋季最短（見表11-19)。

表11-19　大鼠對巴比妥納反應(yīng)的季節(jié)變動

不同實驗季節(jié)，動物的機體反應(yīng)性有一定改變。如不同季節(jié)對輻射效應(yīng)有影響。家兔的放射敏感性在春夏兩季升高，秋冬兩季降低。在狗的實驗中，在春、夏兩季照射后的死亡率比秋、冬為高。小鼠的放射敏感性，在冬季和補夏顯著升高，而初夏和夏季則降低。大鼠的放射敏感性則沒有明顯的季節(jié)性波動。因此，這種季節(jié)的波動在進行跨季度的慢性實驗時必須注意的。

三、晝夜過程

機體的有些功能還有晝夜規(guī)律性變動。例如有人給小鼠皮下重復(fù)注入40%的四氯化碳溶液0.2ml后，在同一天不同的時間將動物處死，觀察肝細胞的有絲分裂動態(tài)，以了解肝細胞變性的修復(fù)情況。結(jié)果列于表11-20。資料表明，小鼠肝細胞有絲裂的晝夜變動十分明顯。

表11-20　小鼠肝細胞有絲分裂系數(shù)（‰)的晝夜變動

動物對照射的敏感性在晝夜間有不同的變化，這種變化見于不同性別、種系和年齡的小鼠和大鼠。白天放射敏感性降低（死亡較少，LD_50/30較高，體重下降較少，肝臟損傷較輕)夜間升高。同時，在小鼠和大鼠實驗中，除了夜間（21～24點)的高峰外，還發(fā)現(xiàn)白天（小鼠9～12點，大鼠15點)損傷加重情況。下午和后半夜射敏感性最低。大鼠與小鼠不同，其放射敏感性雖有晝夜間的明顯波動，但不很劇烈。經(jīng)實驗證明實驗動物的體溫、血糖、基礎(chǔ)代謝率、內(nèi)分泌激素的分泌均發(fā)生晝夜節(jié)律性變化。因此這類實驗的觀察必須設(shè)有相應(yīng)的對照，并注意實驗中某種處理的時間順序結(jié)果的影響。為了得到可比性的實驗結(jié)果，所有實驗組動物應(yīng)在同一時間內(nèi)進行照射或其它實驗處理。

四、麻醉濃度

動物實驗中往往需要將動物麻醉后才能進行各種手術(shù)和實驗。要求麻醉濃度要適度，而且在整個實驗過程中要保持始終恒定。因此不能不分別實驗要求和動物品種（或品系)而用同一種麻醉劑，也不能亂用麻醉劑。因為不同的麻醉劑有不同的藥理作用和副作用，應(yīng)根據(jù)實驗要求與動物種類而加以選擇，使用合適。麻醉濃度的控制是順利完成實驗獲得正確實驗結(jié)果的保證。如果麻醉過深，動物處于濃度抑制，甚至瀕死狀態(tài)，動物各種正常反應(yīng)受到抑制，那是不會做出可靠的實驗結(jié)果的。麻醉過淺，在動物身上進行手術(shù)或?qū)嶒灒瑢�會引起強烈的疼痛刺激，使動物全身，特別是呼吸，循環(huán)功能發(fā)生改變，消化功能也會發(fā)生改變，如疼痛刺激會反射性的長時間中止胰腺的分泌。所以麻醉濃度必須合適。由此也不難理解在整個實驗中保持麻醉濃度的始終一致是如何必要了，因為麻醉濃度的變動，會使實驗結(jié)果產(chǎn)生前后不一致的變化，給實驗結(jié)果帶來了難以分析的誤差。

五、手術(shù)技巧

動物實驗中除了要注意選擇合適的實驗動物，用的試劑要純粹，儀器要靈敏，方法要準(zhǔn)確外，還必須注意手術(shù)技巧，即操作技術(shù)的熟練。手術(shù)熟練可以減少對動物的刺激，動物受的創(chuàng)傷、出血等就少，將會提高實驗成功率和實驗結(jié)果的正確性。要達到動物手術(shù)操作熟練，必須要了解各種動物的特征，組織、器官的位置，神經(jīng)、血管的走行特點，通過在動物身上反復(fù)實踐，即可達到熟中生巧、操作自如。

六、實驗藥物

動物實驗中常常需要給動物體內(nèi)注入各種藥物從觀察其作用和變化。因此給藥的途徑、制劑和劑量是影響實驗中很重要的問題。如有的激素在肝臟內(nèi)破壞，經(jīng)口給藥就會影響其效果。有些中藥用粗制靜脈注射，因其成分復(fù)雜，如含有鉀離子，可以有降血壓作用，若把這種非特異性降壓作用解釋為特殊性療效就不恰當(dāng)。這類實驗結(jié)果如果用口服或由十二指腸給藥就可鑒別出來。也有些中藥成分在消化道破壞或不被吸收。如枳實中的升壓有效成分，對羥福林和N-甲基酪胺只是在靜脈注射時才有療效。有些中藥含有大量鞣質(zhì)，體外試f1411.cn/shouyi/驗有抗菌作用，但在體內(nèi)不被消化道吸收，則沒有抗菌作用。給藥的次數(shù)對一些藥物也有關(guān)系，如雌三醇與細胞核內(nèi)物質(zhì)結(jié)合的時間非常短，所以，每天一次給藥的效果就比較弱，如將一天劑量分為八次給藥，則效果將大大加強。藥物的濃度和劑量也是一個重要問題，太高的濃度，太大的劑量都會得出錯誤的結(jié)果。如有用1/2LD₅₀腹腔注射某藥物后動物活動減少，認為該藥有鎮(zhèn)靜作用，實際上1/2LD₅₀的劑量已近中毒量，這時動物活動減少，不能認為是鎮(zhèn)靜的作用。在動物實驗中常遇到的問題是動物和人的劑量換算。若按體重把人的用量換算給動物則劑量太小，做實驗常得出無效的結(jié)論，或按動物體重換算給人則劑量太大。動物和人用藥劑量的換算以體表面積計算比以體重換算好一些，但仍需要慎重處理。動物和人用藥劑量換算方法可參考動物實驗基本方法一講。

七、對照問題

在動物實驗中對照問題也是正常重要的問題，常有忽視或錯誤地應(yīng)用對照的情況，從而造成實驗失敗。一般對照的原則是“齊同對比”。對照方法很多，有空白對照、實驗對照、有效（或標(biāo)準(zhǔn))對照、配對對照、組間對照、歷史對照以及正常值對照等。

1.空白對照是在不給任何措施情況下觀察動物自發(fā)變化的規(guī)律。如兔白細胞數(shù)每天上下午有周期性生物鐘變化。

2.實驗對照是采用與實驗相同操作條件的對照，如給藥實驗中的溶媒、手術(shù)、注射以及觀察撫摸等都可以對動物發(fā)生影響。有人報導(dǎo)針刺狗人中穴對休克、心臟血液動力學(xué)有改變，但采用空白對照（不針刺)是不夠的，應(yīng)該還設(shè)有針刺其它部位或穴部的實驗對照。

3.有效（或標(biāo)準(zhǔn))對照常用于藥物研究。對一新藥的療效可用一已知的有效藥或能引起標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)的藥物做對照，這樣既可考核實驗方法的可靠性，又可通過比較了解新藥的療效和特點。

4.配對對照是同一個體在前后不同時間比較對照期和實驗期的差異，或同一個體的左右兩部分作對照處理和實驗處理的差異，這樣可大大減少抽樣誤差。在實驗中也可用一卵雙胎或同窩動物來做。

5.組間對照是將實驗對象分成兩組或幾組比較其差異。這種對照個體差異和抽樣誤差比較大。組間對照可用交叉對照方法以減少誤差。如觀察某藥物的療效可用兩組狗先分別做一次實驗和對照，再互相交換，以原實驗作為對照組，原對照組作為實驗組重復(fù)第一次實驗所觀察的療效或影響，而且檢查的指標(biāo)和條件要等同。

6.歷史對照與正常值對照，這種對照要十f1411.cn/shiti/分慎重，必須要條件、背景、指標(biāo)、技術(shù)方法相同才可進行對比，否則將會得出不恰當(dāng)?shù)纳踔铃e誤的結(jié)論。

7.實驗重復(fù)和肯定選用動物一方面要數(shù)量合適，不造成浪費，另一方面也應(yīng)做必要的重復(fù)實驗。有此實驗單做一種動物還不夠，應(yīng)當(dāng)重復(fù)做幾種動物。這不僅可以比較不同動物的差別，而且可以在不同動物實驗中發(fā)現(xiàn)新問題，提供使用不同指標(biāo)的線索。此外，把一種動物的實驗結(jié)果外推到其它動物甚至推論到臨床是不正確的，有時是十分危險的。如動脈粥樣硬化的實驗，不同動物在血管的結(jié)構(gòu)、病變、α-和β-脂蛋白的比例以及膽固醇的水平各有不同，這樣不僅可以比較一些不同動物病理變化，也可以根據(jù)這些不同的變化尋找生化指標(biāo)與病變形成的關(guān)系，把實際工作推進一步。由于不同種屬動物有不同的功能和代謝特點，所以在肯定一個實驗結(jié)果時最好采用兩種以上的動物進行比較觀察，其中一種應(yīng)該是非嚙齒類動物。尤其是動物實驗結(jié)果要外推到人的實驗，所選用的動物品種應(yīng)不少于3種，而且其中之一不應(yīng)是嚙齒類動物。常用的生物序列是小鼠——大鼠——狗（或猴)。