醫學教學實驗動物的計劃與管理

李紅宇， 譚紅梅， 陳省平， 林文健， 伍宇平

(中山大學 醫學實驗教學中心， 廣東 廣州 510080)

0 引 言

實驗動物是指經過人工飼養、繁育，對其攜帶的微生物及寄生蟲實行控制，遺傳背景明確或者來源清楚，應用于科研、教學、生產和檢定以及其他科學實驗的動物。動物實驗教學是醫學教育體系中理論知識驗證、動手能力訓練、探索創新精神及團隊合作精神培養的重要環節。實驗動物作為教學實驗的載體，對其管理和使用有嚴格的要求，有一系列的國家法律法規對此進行規范和監督，以保證生物安全和動物實驗結果的可靠性、準確性，保障實驗動物的倫理福利?，F就醫學教學對實驗動物的需求、教學實驗動物的特點、教學實驗動物的計劃與管理展開分析與討論。

1 醫學教學對實驗動物的需求

醫學實驗教學同實驗動物息息相關。應針對不同的實驗目的,根據各種實驗動物的特點，選擇使用相應的種屬、品系的實驗動物。實驗所用的動物應盡量選擇結構、功能、代謝方面與實驗要求相符的動物。教學所用實驗動物通常只需要常規的封閉群動物，遺傳學控制程度相對較低[1]。飼育要求按照微生物、寄生蟲控制新的國家標準，大、小鼠達到清潔級，兔、犬等普通級。根據《廣東省實驗動物管理條例》，應當使用具有實驗動物生產許可證的單位和個人生產的符合標準要求的實驗動物。

1.1 機能學實驗教學

機能學實驗學是由生理學、病理生理學、藥理學三個學科的實驗教學融合而成，注重在正常和疾病狀態下以及藥物對機體影響的不同方面討論機體的機能活動規律和機制[2]。機能學實驗涉及到的實驗動物主要有蟾蜍、大鼠、小鼠、兔和貓等。實驗動物的性別、年齡、體重則根據實驗的具體需求來確定，一般來講，小鼠18～22 g、大鼠180～220 g、兔2.5 g～3 kg、貓2.5～3.5 kg可用于實驗。

1.2 病原生物學實驗教學

病原生物學實驗教學是一門實踐性很強的基礎與臨床之間的橋梁課程。是研究病原體的形態、結構、生命活動規律以及與機體相互關系的學科。主要包括病原體標本的觀察、培養、標本制作、染色和動物模型構建等實驗操作。其中一個重要的部分就是病原生物學動物模型的構建。通過構建動物模型，可以收集、分離病原體。實驗教學中涉及到的實驗動物主要有小鼠、兔、青蛙等。飼養周期根據具體實驗需求如寄生蟲感染兩周、一個半月、半年等來具體確定。

1.3 動物外科手術教學

醫學實驗動物外科教學是醫學生從理論到實踐的橋梁課程，是外科學中不可缺少的重要環節，能培養醫學生的無菌技術和觀念、訓練外科基本操作、熟悉動物的麻醉及其管理、培養團隊協作精神。動物外科手術教學中，常用的動物就是犬及小型豬。比格犬(Beagle)性格溫順、容易調教、遺傳性疾病少、形態體質均一、實驗重復性好，尤其適合藥理、循環生理、外科學等的研究。小型豬為雜食動物，體型小、性情溫順、適合圈養，并且攜帶病原體相對較少，在解剖學、生理學方面跟人極其相似，傷口愈合情況和死亡率都優于犬，將逐漸成為研究人類疾病的實驗動物[3]。按GB14925-2010環境標準，犬、小型豬的飼養環境為普通環境即可。

此外，病理學、免疫學、組織胚胎學等實驗教學也會使用少量實驗動物，所涉及到的實驗動物同以上三類實驗教學大同小異。

2 教學實驗動物的特點及飼養管理

2.1 教學實驗動物的特點

(1) 使用量大且相對集中。教學實驗是理論聯系實踐的橋梁，其目的是培養學生的實際操作能力及團隊協作精神，增加學生的感性認識以更深入理解基礎理論知識。這就要求每個學生都有動手的機會，針對醫學專業教學來說，生理學、藥理學、病理生理學等課程學習中，動物實驗是最基本的教學實驗，是不可替代的。由于學生人數多，教學實驗動物使用量很大，并且相對集中。中山醫學院每年10～12月常規實驗教學需用兔約1 200只左右、小鼠約2000只、貓約220只；每年的5月中旬、7月初和12月要在短期內提供小鼠約4 000只、大鼠約700只、兔約180只，供本科生開展相關的探索性實驗使用。

(2) 品種相對單一。從學院實際教學情況看，實驗教學所需實驗動物的種類相對單一，通常為大鼠、小鼠、兔、貓和犬。一般來說，教學實驗動物只需要常規的封閉群動物即可，遺傳學控制程度較低。2001年國家質量監督總局頒布的《實驗動物國家標準》取消了普通級的大、小鼠，教學實驗所需的大、小鼠需達到清潔級，而兔、貓和犬則需達到普通級。清潔級動物排除鼠肝炎病毒、仙臺病毒、體外寄生蟲等，普通級動物排除鼠痘病毒、流行性出血熱病毒、弓形蟲等[4]。教學用實驗動物的規格要求通常只側重于體重和性別。

2.2 教學實驗動物的飼養管理

(1) 實驗動物設施建設。合乎標準的環境設施對實驗動物飼養起著至關重要的作用。實驗動物設施按國標(GB14925-2010)分為普通環境、屏障環境和隔離環境。大量實驗證明，實驗動物的飼養環境會對實驗動物的生理反應及實驗研究結果產生重大干擾，因此，實驗動物要飼養在合格的環境設施內以避免外界因素對動物本身及實驗結果的影響。根據《廣東省實驗動物管理條例》,教學示教時使用實驗動物，在保證公共衛生安全的前提下，可以在實驗動物使用許可證規定以外的場所內進行。

(2) 專人管理?；A設施建設是硬件，如何實現規范管理是關鍵。要使教學實驗動物處于良好健康、可實驗狀態，不僅需要良好的實驗動物設施，更需要合格的技術隊伍及科學可行的管理制度及操作規程。因此，實驗動物的管理需專人負責，責任到人，制定各類人員崗位職責及標準操作規程，并確保嚴格執行。實驗動物工作單位對直接接觸實驗動物的工作人員，必須定期組織檢查。對患有傳染性疾病，不宜承擔所做工作的人員，應當及時調換工作。

(3) 人員培訓。實驗動物飼育要靠科學管理，同時也與實驗室人員的文化和業務素質有著密切的聯系。因此，從事實驗動物的工作人員必須經過實驗動物專業技術培訓，持證上崗，并注重在實際的工作中不斷提升自己的專業水平[5-6]。同時也應對實驗帶教老師進行有關實驗動物法律法規、生物安全知識、動物實驗技術和動物倫理福利等知識的培訓。

2.3 教學實驗動物的善后處理

實驗動物為醫學和其他學科領域做出巨大的犧牲與貢獻，因此最大限度的滿足動物福利的要求受到越來越多的關注。動物福利同樣也表現在實驗動物的善后處理上，在實驗結束后，采用安樂死，以人道的方法處死動物，以減輕動物的痛苦。常用的動物安樂死包括吸入非麻醉性氣體、注射安樂死藥物[5,7-8]等。

實驗動物的尸體及廢棄物作為醫療廢物，不能像生活垃圾一樣隨意丟棄與處理，否則會帶來很多生物安全方面的隱患，影響到人類的生活環境與健康。對于實驗動物尸體及廢棄物的處理，國家和地方標準中有明確規定：廢墊料應集中焚燒處理，口罩、帽子、手套及實驗廢棄物應按醫院污物處理規定進行統一焚燒；動物尸體及組織應裝入專用尸體袋存放于尸體冷藏柜待統一焚燒等。

3 教學實驗動物的有效計劃

教學實驗動物的有效計劃，首先要保障教學目標的實現。動物實驗教學的目的包括理論知識驗證、動手能力的訓練、探索創新精神及團隊合作精神的培養。因此，對于實驗動物的計劃，應在滿足鍛煉學生動手能力、知識驗證、培養探索創新精神的基礎上，對每個實驗的組別的人數、動物數量給予合理的調整。

醫學院實驗生理科學探索性實驗動物計劃的制定，在確保教學質量的前提下關注生物安全，遵循“3R”原則：Replacement(替代)、Reduction(減少)、Refinement(優化)[9-10]，探索制訂了“探索性實驗動物使用指引”：

(1) 要求帶教老師加強對學生實驗設計指導，盡量保證各探索性實驗項目的可行性、合理性和科學性。

(2) 提倡使用低等動物，代替高價的高等級實驗動物。建議優先選擇小鼠，適當選擇大鼠。

(3) 使用合適的統計學方法，鼓勵用少量動物獲得較多結果。每組(項目)實驗動物數量，小鼠建議為60只以內，大鼠建議為30只以內。

(4) 嚴謹合理的方案應使動物操作合理正確，減少外傷，減少污染；減少對動物侵擾，控制疼痛，盡量在麻醉狀態下進行動物實驗；提倡動物處死過程中施行安樂死，并注意其它動物可視范圍。

(5)在探索性實驗過程中，若需使用豚鼠、家兔、家貓、蟾蜍、青蛙、家雞、家犬等其他實驗動物，以及小鼠用量大于60只/組(項目)、大鼠用量大于30只/組(項目)時，填寫“中山醫學院探索性實驗動物使用申請表”。

“探索性實驗動物使用指引”試行后，因學生動物計劃有據并且帶教老師對實驗設計的嚴格指導，動物數量比同期減少了約50%(往年同期小鼠計劃1 400只，指引試行之后小鼠計劃620只)，在滿足教學質量的前提下對實驗動物進行有效計劃的重要性。

教學實驗動物的使用，應提前編制實驗動物使用計劃[11]，報送計劃的時間為：使用小鼠提前2個月，使用大鼠提前3個月，使用兔動物之提前1個月。這樣才能使實驗動物生產供應部門有充裕的時間進行選種選配、繁殖生產或外出采購并按程序進行檢疫和檢驗。計劃一旦落實就必須嚴格執行，任何變動都將造成經濟損失和時間的浪費。

4 分析與討論

4.1 加強相關法律法規及生物安全教育

初次接受實驗動物的學生，對實驗動物法律法規、福利倫理及生物安全等方面意識還比較淡漠，因此，在教學實驗開始之前，對學生進行實驗動物法律法規、福利倫理學及生物安全相關知識的講解與培訓是必不可少的。① 通過善待動物可培養學生的仁愛之心，動物就像臨床上的患者一樣，需要精神和物質的安撫，對學生以后進入臨床處理醫患關系也是一種借鑒；② 嚴格按照動物福利要求，可最大程度實現實驗動物的一致性，對實驗結果的可靠性和重復性至關重要[12]；③ 法律法規及生物安全知識的教育可使學生提高自我防護的意識，嚴格謹慎的處理動物尸體及廢棄物，防止人獸共患病及各種感染的發生[13]。

4.2 探索推進基于動物福利的實驗動物管理模式

教學動物的管理，除了上面提到的飼養管理外，更重要的是基于實驗動物福利的管理。善待實驗動物，在飼養管理和使用動物過程中，采取有效措施，保證實驗動物受到良好的管理與照料，為其提供清潔舒適的生活環境，提供保障其健康所需之充足的食物、飲水和空間，使動物避免不必要的傷害、不適和恐懼。實驗過程中在不影響實驗結果的前提下盡量采用麻醉藥，消除、減輕實驗動物手術中痛苦。培養學生善待實驗動物及仁愛之心。動物生理、環境、衛生、行為、心理福利的“五大自由”不僅是人類道德倫理上的要求，也是獲得可靠實驗數據的重要保障。

4.3 進一步優化動物實驗教學方案

“3R”原則作為動物實驗的基本原則同樣是教學實驗做必須遵守的，因此在滿足實驗教學目標的基礎上，優化實驗教學方案盡可能減少實驗動物的用量[14-15]及減少動物的疼痛，例如，制定“探索性實驗動物使用指引”；在實驗動物手術或采血等操作之前給予必要的麻醉[16]等。

5 結 語

動物實驗教學作為理論知識驗證、動手能力的訓練、探索創新精神及團隊合作精神的培養的重要環節，在醫學教育中不可或缺。實驗動物法律法規、福利倫理、生物安全教育對于獲得準確、真實、可靠的實驗結果，培養術德兼備的合格人才至關重要，同時也是社會文明程度的一種體現。因此，基于以上原則和標準，對醫學教學實驗動物進行有效、合理計劃與管理勢在必行，刻不容緩。

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