我們知道,目前大部分是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)都是在實(shí)驗(yàn)鼠上完成的,在基礎(chǔ)研究中我們常用它們研究藥物、生物治療或新技術(shù)的有效性、安全性。
但小鼠等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,由于其解剖結(jié)構(gòu)、生理、病理特點(diǎn)、體重、生命周期、免疫系統(tǒng)等與人類(lèi)之間存在著差別,在某些疾病模型的構(gòu)建上存在壁壘,其實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果與藥械臨床使用結(jié)果方面也存在不同。
01、副作用方面
許多藥物在小鼠體內(nèi)未必發(fā)生副作用,但在人體運(yùn)用中卻會(huì)有副作用的產(chǎn)生。
02、疾病模型方面
絕大多數(shù)小鼠模型無(wú)法模擬神經(jīng)退行性病(阿爾茲海默癥、亨廷頓舞蹈癥、帕金森病、肌萎縮側(cè)索硬化癥等)典型神經(jīng)細(xì)胞死亡的病理特征。
03、有效性驗(yàn)證方面
在小鼠腦疾病中發(fā)揮作用的藥物在臨床實(shí)驗(yàn)中多以失敗而告終。

04、醫(yī)療器械評(píng)價(jià)方面
許多骨科醫(yī)療器械、手術(shù)機(jī)器人與補(bǔ)片無(wú)法適用于體型與人類(lèi)相差過(guò)大的小鼠,無(wú)法開(kāi)展試驗(yàn)。
05、醫(yī)美器械評(píng)價(jià)方面
鼠的皮膚游離度較大,與人類(lèi)的皮膚相差較大,植入定位困難,評(píng)價(jià)受限。此外,脂肪相關(guān)的醫(yī)美器械無(wú)法在小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中評(píng)價(jià)。
而且,很多疾病在大動(dòng)物身上建模更容易,例如在豬身上更容易通過(guò)藥物等進(jìn)行瓣膜鈣化疾病建模,而在小鼠身上建模的成功率低,故大動(dòng)物模型在醫(yī)學(xué)研究中具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的特殊意義
?器械研發(fā)方面
大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)是器械研發(fā)過(guò)程中必不可少的一環(huán)。通過(guò)相關(guān)動(dòng)物模型來(lái)考察產(chǎn)品的安全性和有效性,以及臨床相關(guān)參數(shù)的確定,預(yù)測(cè)其在人群中使用時(shí)可能出現(xiàn)的不良事件,降低臨床試驗(yàn)受試者和臨床使用者承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn),并為臨床試驗(yàn)方案的制定提供依據(jù)及參考。
在早期研發(fā)階段,需要通過(guò)反復(fù)的大動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證醫(yī)療器械的可行性,發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn),并根據(jù)前期的研究結(jié)果,發(fā)現(xiàn)器械應(yīng)用過(guò)程中可能存在的問(wèn)題,并對(duì)器械進(jìn)行改良。
同時(shí),大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)又是醫(yī)療器械進(jìn)入人體前的最后一道關(guān)卡,這樣才能更好地保障患者的安全。所有植入人體的高端醫(yī)療器械,在應(yīng)用于人體前都需要使用大動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以檢驗(yàn)器械的安全性和有效性。
?藥物評(píng)價(jià)方面
主要評(píng)價(jià)安全性,有效性及給藥劑量,監(jiān)測(cè)藥物的毒副作用,以指導(dǎo)臨床合理用藥。一般藥物實(shí)驗(yàn)在小鼠身上進(jìn)行后會(huì)選擇大動(dòng)物測(cè)試。
例如,阿霉素具有心臟毒性,可以通過(guò)大動(dòng)物研究評(píng)價(jià)其安全劑量和毒性劑量,這是GLP評(píng)價(jià)中非常重要的一部分。
?疾病治療方面
大動(dòng)物研究在基因治療、干細(xì)胞研究、組織工程、外泌體治療等新治療技術(shù)中占有十分重要的地位。
(1)隨著基因治療走入人們視野,給心血管等方面的疾病的治療帶來(lái)了新希望,但人們對(duì)其安全性始終存在顧慮。大動(dòng)物研究為基因治療的安全性、有效性及毒副作用提供了更多的依據(jù)。
(2)在干細(xì)胞研究中,功能干細(xì)胞分化形成的心肌細(xì)胞移植后可促進(jìn)心肌再生,但會(huì)出現(xiàn)明顯的心律失常的現(xiàn)象,這一現(xiàn)象在大動(dòng)物試驗(yàn)中可觀(guān)察到,但對(duì)于小鼠而言,由于小鼠的心率很快,無(wú)法觀(guān)察到這一現(xiàn)象,故小鼠模型不適合用于評(píng)價(jià)細(xì)胞移植后心律失常的風(fēng)險(xiǎn)。
(3)在組織工程方面,若用小動(dòng)物造模,組織貼片尺寸較小,而采用大動(dòng)物構(gòu)建與人類(lèi)組織相似的大尺寸的組織貼片,有利于評(píng)價(jià)其移植后的安全性和有效性。
(4)在外泌體治療方面,在外泌體進(jìn)入臨床研究之前,在需要通過(guò)大動(dòng)物研究對(duì)其注射途徑和注射劑量等進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
特點(diǎn)
應(yīng)用
非靈長(zhǎng)類(lèi)
1、與人親緣關(guān)系最近;
2、大腦發(fā)達(dá),有大量的溝回,視、聽(tīng)、味、觸覺(jué)發(fā)達(dá),空間立體感強(qiáng);
3、繁殖周期長(zhǎng),飼養(yǎng)成本高,價(jià)格高;
猴場(chǎng)的管理要求嚴(yán)格,對(duì)于靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物,倫理的要求也更加嚴(yán)格,目前市場(chǎng)仍處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。
1、藥物代謝
2、藥效
3、毒理學(xué)
4、傳染病
5、生殖研究
豬類(lèi)
1、心臟結(jié)構(gòu)與人類(lèi)相似,血管走向基本一致
2、皮膚結(jié)構(gòu)與人類(lèi)相似;
3、內(nèi)臟大小與人不同年齡段內(nèi)臟器官相對(duì)應(yīng);
繁殖數(shù)量大,飼養(yǎng)要求不苛刻,價(jià)格較靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物更為合理,國(guó)內(nèi)的小型豬多為自然接近近鄰交配的封閉群體。這為小型豬品種培育提供了廣泛的資源基礎(chǔ),并有利于培育工作的成功。
1、廣泛用于心血管疾病研究及相關(guān)藥物和器械開(kāi)發(fā);
2、廣泛用于皮膚缺損、燙傷疾病的相關(guān)藥物研究;
3、醫(yī)美器械的臨床前評(píng)價(jià),尤其是光電類(lèi)設(shè)備;
4、手術(shù)機(jī)器人的臨床前評(píng)價(jià)
5、其他疾病模型,例如膝骨關(guān)節(jié)炎,肺栓塞,胰腺炎,器官切除與移植等
犬類(lèi)
1、與一般的哺乳動(dòng)物相比,在生理學(xué)和解剖學(xué)方面更接近于人;
2、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)達(dá),嗅覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)強(qiáng)大,適應(yīng)能力強(qiáng);
3、血液循環(huán)系統(tǒng)發(fā)達(dá),是第一批接受靜脈輸血的動(dòng)物
4、毒理反應(yīng)與人類(lèi)相似
1、藥物的藥代動(dòng)力學(xué)和毒理學(xué)研究;
2、神經(jīng)系統(tǒng)的研究,例如犬的腦中動(dòng)脈栓塞后再通;
3、骨科植入類(lèi)醫(yī)療器械的臨床前評(píng)價(jià)
4、血管置換類(lèi)的醫(yī)療器械臨床前評(píng)價(jià)
兔子
1、兔子的眼睛結(jié)構(gòu)與人類(lèi)相似
2、兔子的皮膚對(duì)于測(cè)試化妝品或其他物質(zhì)的過(guò)敏性反應(yīng)也具有相似性
兔子的繁殖數(shù)量大,周期短,價(jià)格低,但容易應(yīng)激,抑郁,自殘,在長(zhǎng)周期實(shí)驗(yàn)中需要設(shè)計(jì)備用動(dòng)物,以保證實(shí)驗(yàn)得到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的結(jié)果。
1、眼科實(shí)驗(yàn)與眼科植入物評(píng)價(jià)
2、醫(yī)美植入物臨床前評(píng)價(jià)
3、瘢痕模型,用以評(píng)價(jià)祛斑效果
4、動(dòng)脈粥樣硬化、心梗等心腦血管疾病模型
總的來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)大動(dòng)物是醫(yī)學(xué)生命科學(xué)研究的重要戰(zhàn)略資源,是生物醫(yī)藥基礎(chǔ)研究及應(yīng)用開(kāi)發(fā)的重要支撐條件,大動(dòng)物模型研究直接影響生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。然而,由于缺乏專(zhuān)業(yè)的大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室,使得大多數(shù)科研工作者回避大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相關(guān)的課題申請(qǐng),這是我國(guó)內(nèi)大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相關(guān)的科研相對(duì)較少的主要原因。