模式动物系列之疾病动物模型
在前段时间的学习中，小编首先给大家普及了生物实验中常见的大小鼠分类和构建基因编辑小鼠的每一步骤，相信大家一定受益匪浅。作为基因编辑动物家族中的一员——疾病动物模型，也同样在生物实验中占据着重要角色。接下来的几期，我们就以疾病动物模型为核心，请经验丰富的博士师兄为大家详细介绍这些辣眼睛的小生灵们。
一、疾病动物模型简介
概念：人类疾病的动物模型是指各种医学科学研究中建立的具有人类疾病模拟表现的动物。顾名思义，就是在动物身上建立类似人类疾病的模型。可以用于实验生理学、实验病理学和实验治疗学（包括新药筛选）研究。
举例1：如在做抗肿瘤药物筛选时，根据我们的实验目的建立需要的肿瘤模型，如下图为前列腺癌原位荷瘤模型，可用于前列腺癌的基础研究和药物药效评估。
小鼠原位肿瘤模型（来自文献1）
意义：疾病动物模型的使用在人类疾病研究和生物医学发展中具有多方面的重要意义和价值。
1.替代作用；临床上对外伤、中毒、肿瘤等研究不可能在人体重复进行。在动物体内试验，可以避免了人体实验造成的风险、危害和伦理问题。
2.按需要进行取样；动物模型作为人类疾病的“复制品”,可按研究者的需要随时采集各种样品或分批处死动物收集标本，以了解疾病全过程。
3.可比较性；一般疾病多为零散发生，在同一时期内，很难获得一定数量的定性材料，而模型动物不仅在群体数量上容易得到满足，从而提高实验结果的可比性和重复性。
4.疾病动物模型还有助于全面认识疾病的本质；可以充分认识同一病原体给不同机体带来的各种危害，使研究工作上升到立体的水平来揭示某种疾病的本质。
二、分类
人类疾病动物模型按模型产生原因一般可分为自发性动物模型和诱发性动物模型。
1.自发性动物模型是指实验动物未经任何有意识的人工处置，在自然情况下所发生的疾病。包括突变系的遗传疾病和近交系的肿瘤疾病模型。
2.诱发性动物模型是指研究者通过使用物理的、化学的和生物的致病因素作用于动物，造成动物组织、器官或全身一定的损害，出现某些类似人类疾病时的功能、代谢或毒使动物患相应的传染病，又如用化学致癌剂、放射线、致癌病毒诱发动物的肿瘤等。
此外，按照不同的分类标准，疾病动物模型有其他多个分类，如按系统范围可分为疾病基本病理过程动物模型（如炎症，肿瘤，休克等）和各系统疾病动物模型（如心血管、呼吸、消化系统疾病等）；按模型种类可分为整体动物模型，离体器官和组织模型，细胞株模型等。
举例1：如在血管新生相关疾病如糖尿病、肿瘤及心血管疾病研究中，如下图用到的小鼠下肢缺血模型，属于诱发性动物模型，可用此类疾病的基础研究和药物药效评估。
小鼠下肢缺血模型（来自文献2）
三、设计原则
动物模型这么有价值，种类又这么丰富，那在设计和使用时，要遵循哪些原则呢？
1.相似性；在动物身上复制人类疾病模型，目的在于从中找出可以推广应用于病人的有关规律。但动物与人毕竟不是同一物种，因此设计动物疾病模型的一个重要原则是，所复制的模型应尽可能近似于人类疾病的情况。能够找到与人类疾病相同的动物自发性疾病当然最好。例如日本人找到的大白鼠原发性高血压就是研究人类原发性高血压的理想模型。
2.可重复性；理想的动物模型应该是可重复的，甚至是可以标准化的。例如用一次定量放血法可百分之百造成出血性休克，百分之百死亡，这就符合可重复性和达到了标准化要求。
3.可靠性；复制的动物模型应该力求可靠地反映人类疾病，即可特异地、可靠地反映某种疾病或某种机能、代谢、结构变化，应具备该种疾病的主要症状和体征。
4.适用性和可控性；供医学实验研究用的动物模型，在复制时，应尽量考虑到今后临床应用和便于控制其疾病的发展，以利于研究的开展。如雌激素能终止大鼠和小鼠的早期妊娠，但不能终止人的妊娠。因此，选用雌激素复制大鼠和小鼠终止早期妊娠的模型是不适用的。
5.易行性和经济性；在复制动物模型时，所采用的方法应尽量做到容易执行和合乎经济原则。灵长类动物与人最近似，复制的疾病模型相似性好，但稀少昂贵，即使猕猴也不可多得，更不用说猩猩、长臂猿。除非不得已或一些特殊疾病（如痢疾、脊髓灰白质炎等）研究需要外，尽量不用灵长类动物。
人类疾病的发展十分复杂，以人本身作为实验对象来深入探讨疾病发生机制，推动医药学的发展来之缓慢又存在局限性。通过借助于动物模型的间接研究，可以有意识地改变不易排除的因素，可以更准确地观察模型的实验结果并与人类疾病进行比较研究，因此在生物医学研究中至关重要。
参考文献
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