如何开展动物实验

上一篇 / 下一篇  2010-10-28 16:06:28

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  今天与一个外单位研究生交流过程中,发现研究生对动物实验的认识仍存在一些明显的问题,特别是对基本的动物实验设计原则存在认识上的误区。这里把其中一些比较突出的问题进行分析,以抛砖引玉。

  医学研究中,临床观察到的证据是最重要的第一手的,因为只有人体数据最接近实际情况。在医学发展过程中,动物实验曾经发挥非常重要的作用。例如早期人们想开展器官移植的研究,就首先在动物身上反复实验,选择手术方式,寻找克服器官排斥反应的手段等。再如今年的医学诺贝尔奖关于体外受精技术,也是在反复的动物实验成功后才用与人体实验,最终成功的。当然也有先开展人体实验的先例,例如剖腹产手术,最早就是一个屠夫在她妻子身上成功实施的,这种情况是比较罕见的。而且即使是这一个事例,也说明动物实验的重要性,这个屠夫过去在动物身上已经反复进行过解剖学的训练,才有了这个成功的可能,因此也属于先动物实验后人体验证的情况。药物的研究更是要经历同样的过程,先低等动物实验,后高等动物实验,最后进行多期临床实验,而效应的研究基本上都在动物实验阶段完成,人体实验只是验证效果和安全性评价。

  动物实验主要目的,是通过对动物的研究,把研究推广到人类,为探索人类的生命奥秘,控制人类的疾病和衰老,延长人类的寿命服务。因此,动物实验显然是一种比较重要的生物医学研究手段。不过,仍有一些对动物实验片面甚至错误的认识,特别突出的表现是不重视动物实验,这个问题不仅存在于许多研究生,而且一些临床医生也存在这样的问题。许多研究生认为,动物实验不如细胞学研究,不如分子生物技术,认为分子生物学和细胞学研究档次要超过动物实验。关于这个问题分析,本人曾经写过《不要做没有意义的实验》,指出这是一种实验技术崇拜的问题。部分临床医生则认为动物实验档次太低,临床实践才是实在的工作。曾经听到“医生不是兽医”这样的说法,言外之意就是临床医学不需要动物实验,这显然是错误的。

  动物实验的种类很多,如用于遗传学研究,例如经典的果蝇在遗传学研究中的作用,更多的是疾病模型的研究,使用最多是用于安全性评价和药物效果评价,这里以我比较熟悉的疾病模型的药物作用效果评价。

  如何选择疾病动物模型。选择疾病模型要尽量以问题为中心,例如要研究脑缺血,动物模型很多,有经典大脑中动脉插线法,可以研究局部脑缺血再灌注损伤,有四动脉接扎模型,可以研究全脑缺血,类似于心脏停止后恢复跳动的情况。也有采用蒙古沙土鼠单侧脑缺血动物模型,因为该动物脑内的基底动脉环有缺陷,是一种特殊的但方便的单侧大脑缺血动物模型。也有新生大鼠缺血缺氧脑损伤的模型,是模拟新生儿窒息的情况。在选择动物模型的时候,一定要根据要研究的问题有针对性选择动物模型,当然要把制作方法和实验条件等因素全面考虑。

  如何进行动物实验设计?例如在评价药物作用机制的研究中,一般的原则是有三个方面的研究内容。一是生理学和功能学评价,例如脑缺血就需要进行行为学研究,这个内容一般反映整体效果,是非常重要的研究内容,但由于这类研究数据一般不是非常稳定,对实验人员和环境的要求比较高,许多研究生不太注重这方面的研究。另一个是形态学研究,例如因为形态学研究能提供相对比较客观的图象数据,结合荧光染色和超微结构,能提供比较生动形象和定位性证据。再就是数据检测资料,例如可以用WestBlot提供蛋白水平的检测;利用PCR提供mRNA的数据;利用Elesa检测各种蛋白(如各种细胞因子、炎症因子等多肽类物质)的免疫活性水平;利用化学分析、电泳、气相等设备进行相应物质含量的分析;以及上述研究的衍生性技术。一个比较完整的实验,一般这些数据都要进行,才能获得比较满意的结果。

  动物实验需要多证据证明同一个问题。这是生物医学研究的共同特点,是研究对象生物本身复杂性的必然要求,需要从不同侧面来反映同一个变化同一类现象,这样才能提高研究结果的准确度,增加结论的可信度。这类似警察查案,例如一个杀人案件,需要有各种各样的证据,需要杀人动机、在现场的证据、人证和物证等,当然证据越多判断的准确性越高。例如我们要研究细胞凋亡,可以用HE染色分析组织损伤的部位和整体情况,利用Tunel进行细胞凋亡的形态学研究,利用WestBlot研究检测重要凋亡蛋白(如Bcl2/Bax等)的含量,利用Elesa检测凋亡蛋白酶的活性。


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