浅谈动物实验在医药研究中的应用

【摘 要】现代医药研究的突破需要基础与临床的整合,而整合的纽带就是实验动物,基础医学研究的转化应用和临床治疗的前期验证都要通过使用实验动物来研究实现。离开了动物实验,就没有医药的进步和发展。动物实验是医药发展从基础理论研究向临床应用研究转化的实验技术平台,对医药科学的发展起着不可或缺的重要推动作用。

【关键词】动物实验;医药研究;实验技术

在人类的发展历史中,健康长寿一直是人们追求的美好愿望。医药研究是实现这一愿望的重要途径。而动物实验是开展医药研究必不可少的基本手段。离开了动物实验,就没有医药的进步和发展。据有关资料的统计,全世界约有61.7%的生物学与医药研究课题需要用到实验动物,而在我国,这一比例则高达87%。通过动物实验,医药研究者能够更加直观的了解疾病的发生及防治机制,了解各种药物的相应效力与作用,从而达到治疗和预防疾病的目的[1]。例如为了应对寨卡病毒的威胁,研究人员将实验鼠作为研究对象,探索寨卡病毒发病机制、病毒分离、抗病毒药物筛选等问题,同时通过向实验小鼠注射净化和灭活的疫苗,来完成疫苗的效果及完全性鉴定。动物实验在防治寨卡病毒的研究中起到不可或缺的作用。相反,在医药研究中,如果缺乏必要的动物实验论证,可能会导致难以估量的严重后果。这其中最著名的例子就有沙利度胺悲剧,沙利度胺作为妊娠妇女的镇定药物,曾被视为治疗孕妇晨吐的良药。然而由于该药在上市之前并未完成必要的动物实验,导致人们对其副作用不够了解。所带来的后果就是有超过一万五千名婴儿生有残疾,并导致很多婴儿胎死腹中。如果当初研究者通过动物实验对沙利度胺做了全方位的检测,这一悲剧就不会发生。由此动物实验的重要性由此可见一斑。

1 动物实验在医药领域中的发展状况

动物实验是医药研究和教学的重要基础和支撑条件;是医药研究发展必不可少的基本手段,是医药发展从基础理论研究向临床应用研究转化的实验技术平台,对医药科学的发展起着不可或缺的重要推动作用。动物实验的历史极为悠久,最早有文字记载的可以追溯到公元前三至四世纪,古希腊哲人亚里士多德通过对动物的解剖了解动物的内在差别。随后哈维、科赫、巴斯德、巴普洛夫等人通过动物实验完善了现代医药的基础。而在进入20世纪之后,随着现代医药研究的不断发展,动物实验模型越来越多的运用到了分子技术研究中,例如转基因技术、基因敲除技术、克隆技术等[2]。为了提高动物实验的科学性、准确性和可重复性,人们开始有选择、有目的的培育某些动物的新品种、新品系,从而实现实验动物标准化、规范化、国际化与丰富化。不断发展的动物实验有力的促进了医药研究的发展。

2 医药领域中动物实验的种类

实验动物(laboratory animal)是根据科学需要而在实验室条件下有目的、有计划地进行人工驯养繁殖的科学培育而成、其携带微生物可控、遗传背景清晰,能够用于科学研究、教学等实验的动物。最初,实验动物使用比较多的是啮齿类小动物,例如鼠类。鼠类是应用最多的实验动物之一,其有多个品种包括小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠等。小鼠主要应用于肿瘤学、生理学、免疫学、核医药研究,以及单克隆抗体的制备等。大鼠则多用于病理学、组织学、解剖学和营养学等研究。豚鼠由于对病毒与抗生素敏感二广泛运用于传热学、免疫学、营养学和抗组织胺药等研究。而地鼠的应用较窄,多用于遗传学、组织培养以及糖尿病等研究。除了鼠类,家兔、犬、猫等动物也是常见的实验动物。而作为人类的近属动物,非人灵长类在组织结构、生理和代谢功能同人类非常相近,通过对灵长类动物的研究,最易解决与人类相似的病害以及有关机制,因而是一直极为珍贵的实验动物。其最具代表性的要数应用狒狒等灵长动物对HIV病毒的研究。

3 医药领域中实验动物的应用

3.1 奠定医药教学的基础

实验动物不仅是研究医药科学问题不可替代的实验材料,同时也是医药教学中的重要道具。由于实验动物与人类在组织结构、代谢功能等方面较为相近,因而在醫药教学过程中,通过对实验动物的解剖,能够让学生更易理解和掌握机体结构以及生理病理机制等信息,同时,通过做动物药物实验,可以让学生对药物的效力及副作用有一个更加直观的感受。因而,动物实验对医药教学的顺利开展起到了不可估量的促进作用。

3.2 动物病理模型

由于受到伦理道德的限制,医药研究与使用人类病理模型之间存在着难以逾越的鸿沟,同时由于人类机体自身的原因,以人为实验对象进行医药研究往往情况较为复杂,因而进展缓慢。而实验动物有着获取较为容易、成本低廉、道义风险较低的优点,加之人们可以通过有目的、有选择的培育实验动物品种,使之兼具模型性状显著及稳定、微生物可控、反应性一致等特点,因而是理想的实验对象。在医药研究中,实验动物作为人类的替难者,为推进医药研究的发展起到了非常巨大的作用。借助对动物模型的(下转第108页)(上接第104页)研究,可以有目的的排除或控制在自然条件下不可控的因素,以便于更准确地得出研究结论。通过动物模型与人类疾病进行对比,有助于更方面更有效地认识人类疾病的发病机理以及防治措施。例如,在对人类心肌缺血问题的研究中,就常常用到犬、猪、兔、大鼠等动物。

3.3 异种器官移植的供体

随着现代医药的迅猛发展,器官移植成为治疗疾病、延长人类寿命的重要途径。然而受到多种因素的制约,器官移植供体匮乏的问题一直得不到缓解,同时器官移植的排斥反应也是影响器官成活的主要因素。而随着药物科学的发展以及免疫抑制剂的应用,器官移植动物供体则变成了可能。根据研究表明,猪的某些器官在生理与疾病发生机制方面与人类非常接近,而且通过转基因技术,可以培育携带人类基因和剔除猪类基因的新品种。使用这一品种的猪作为移植器官供体,可以有效缓解因为器官移植带来的排斥反应。虽然通过动物供体进行器官移植手术仍处于临床试验阶段,但是其前景让人十分看好。

3.4 动物实验在药物研究中的应用

动物实验在新药的研发过程中起着非常重要的作用。一般而言,判断一种药物是否有效需要通过两种途径来验证,即临床研究和实验室研究,而这两种验证方式都离不开动物实验。动物实验涵盖药品开发的方方面面,从实验对象来说,动物药物实验不仅包括动物细胞、组织、离体器官实验,还包括整体动物的实验研究[3]。而对药品的安全性进行研究,动物药物实验需完成急性毒性、长期毒性、生殖毒性、致突变和致癌以及其他毒性试验。而不同的药品种类,需要根据实验动物特性,选用不同的实验动物。例如在对神经系统药物进行测试时,一般选用成年大鼠以及小鼠。而对心血管系统药物进行研究时,常采用猫、狗、兔及豚鼠作为实验动物。

总之,实验动物对人类医药的发展起到了不可估量的促进作用。随着医药科学研究的蓬勃发展,实验动物的应用也越来越广泛,为新技术、新药品在可行性、安全性、有效性、免疫性等方面提供了有效的验证途径。通过动物实验,可以有效的避免新技术、新药品产生缺陷的可能,对造福人类发挥了重要的作用。

【参考文献】

[1]叶碧海,何俊智,杨汉林,等.福建省实验动物学学科发展研究报告[J].海峡科学,2013,16(1):82-88.

[2]薛丽香,张凤珠,孙瑞娟,等.我国疾病动物模型的研究现状和展望[J].中国科学: 生命科学,2014(9):851-861.

[3]杜冠华.药物临床前研究与转化医学-实验动物的应用与动物实验[J].中国比较医学杂志,2011,21(10-11):24-26.