美國實驗動物品種資源現狀分析

孔琪，夏霞宇，趙永坤

（1.中國醫學科學院醫學實驗動物研究所，北京協和醫學院比較醫學中心；衛生部人類疾病比較醫學重點實驗室；國家中醫藥管理局人類疾病動物模型三級實驗室；北京 100021；2.軍事醫學科學院軍事獸醫研究所，長春 130122）

研究進展

美國實驗動物品種資源現狀分析

孔琪1，夏霞宇1，趙永坤2

（1.中國醫學科學院醫學實驗動物研究所，北京協和醫學院比較醫學中心；衛生部人類疾病比較醫學重點實驗室；國家中醫藥管理局人類疾病動物模型三級實驗室；北京 100021；2.軍事醫學科學院軍事獸醫研究所，長春 130122）

實驗動物是生命科學和生物醫藥創新研究等重要的支撐條件。隨著生命科學和生物醫藥產業的快速發展，實驗動物、動物模型資源數量和種類都快速增加。據統計，世界各地共培育著200多種共計26 000多個品系的實驗動物，其中有2607個品系為常規實驗動物。美國是世界上實驗動物資源大國，擁有最全的實驗動物品系品種資源和保藏機構。本文首次對美國實驗動物資源進行了系統分析歸類，以便為我國實驗動物資源發展提供借鑒。

實驗動物；動物模型；品種；資源

實驗動物資源包括常規實驗動物、基因突變動物、基因工程動物、動物模型、以及實驗動物化的野生動物等。豐富的實驗動物資源對生命科學、醫藥、農業和食品衛生的支撐作用直接或間接的影響人類健康、社會安全和生命科學的創新研究。實驗動物資源是實驗動物科學賴以發展的基礎，也是實驗動物行業發展的重點內容。美國是生命科學技術最發達的國家，實驗動物資源在其中發揮了重要的支撐作用。本文對美國實驗動物資源進行了系統梳理分析，希望對我國實驗動物資源發展提供一定借鑒作用。

1 美國實驗動物資源管理

為了有效開發和保存實驗動物資源，美國NIH在1962年設立的國家研究資源中心（NCRR）資助建立了許多實驗動物種質資源中心，并采用現代分子生物學、胚胎工程及低溫生物學等手段來保存實驗動物種質資源，如美國的Jackson實驗室、Charles River公司、小鼠突變資源中心（MMRRC）等。在美國有1300個有關實驗動物工作的生產與研究單位。實驗動物工作已形成為一個專業化、規格化、商品化和社會化的科研和經濟體系。2011年，NCRR光榮地完成歷史使命，被國家轉化科學促進中心（NCATS）替代。

美國國家研究資源中心（NCRR）是NIH下屬的一個非官方非營利機構，以項目資助的方式管理美國研究資源。美國NIH和其名下的比較醫學部或實驗動物中心多沒有隸屬關系，只是要從NIH獲取資助就要服從NIH的管理。NCRR有個比較醫學部（DCM），負責資助個人或研究機構以促進這些資源單位為生物醫學研究提供高質量、無疾病的健康動物或特殊動物。NCRR經過50年的發展，資助開發了200種26 000個品系的實驗動物資源，包括：嚙齒類動物、非人靈長類動物、脊椎動物、魚類動物、生物材料及相關生物信息等［1ˉ2］。

相對于歐洲而言，美國實驗動物使用情況并不透明。有人估計美國每年實驗動物使用量在2000萬只以上。美國《動物福利法》和《實驗動物福利法》要求美國農業部定期檢查實驗用貓、狗和非人類靈長類動物的使用情況（不包括嚙齒類動物、魚類和鳥類）。美國動物福利組織PETA調查發現NIH資助的25個主要機構，實驗動物用量在過去15年間增加了73%，這主要是小鼠、大鼠的使用量［3］。

2 嚙齒類實驗動物資源

嚙齒類實驗動物包括小鼠、大鼠、地鼠、豚鼠、倉鼠等，是最常用的實驗動物，占總數的90%以上。嚙齒類實驗動物在生命科學和醫藥研究中發揮核心作用，可以轉化為人類疾病的治療方法。特別是小鼠，與人類遺傳基因上許多共同之處，常用于開發、生理、行為、疾病和基因工程技術等方面研究?；趪X類動物模型，科學家們發現了許多重要的生物醫學成果，推動了人類健康發展。表1列舉了美國嚙齒類實驗動物資源中心。

表1 美國嚙齒類實驗動物資源中心一覽表Tab.1 Rodent laboratory animal resource centers in USA

3 非人靈長類實驗動物資源

非人靈長類動物是生物醫學研究中常用實驗動物，美國NIH資助開發非人靈長類動物（NHP）人類疾病模型，提供基礎設施和專業知識，并促進NHP在生物醫學研究各個領域應用，以及提高動物福利等。美國有八個國家級非人靈長類實驗動物中心，還有若干實驗基地（表2），其NHP資源最豐富。

表2 美國非人靈長類實驗動物資源中心一覽表Tab.2 Nonhuman primate laboratory animal resource centers in USA

4 其他脊椎和無脊椎動物資源

包括酵母、果蠅、線蟲、四膜蟲、海兔、豬、蟾蜍等資源（表3），以及使用這些動物開發的動物模型、基因工程動物、干細胞、細胞系或遺傳資源、計算機建模等。

5 水生實驗動物資源

包括斑馬魚、其他魚類、海洋鼻涕蟲等水生動物、疾病模型和相關生物材料。水生實驗動物生殖周期短，卵透明，常用于發育生物學、行為學、人類疾病和功能基因組學研究。俄勒岡州大學斑馬魚國際資源中心擁有斑馬魚13 161個品系。德克薩斯州大學的劍尾魚遺傳資源中心擁有劍尾魚23種，65個品系。

6 其他資源

美國其他生物材料資源中心，包括基因分析資源、信息資源、獸醫資源與試劑、生物材料資源等。德州農工大學醫藥學院健康科學中心再生醫學研究所擁有數千種成人間充質干細胞資源。美國疾病研究交換所（NDRI）擁有人體組織和器官資源，每年提供4000多份樣本給癌癥、傳染病、心臟病、毒理和器官移植等研究機構。德州農工大學Kingsville自然毒素研究中心構建了毒蛇資源中心，擁有29種450多條毒蛇，提供蛇的毒液、腺體、皮膚、血液和器官用于毒物研究。

表3 美國無脊椎實驗動物資源中心一覽表Tab.3 Invertebrate laboratory animal resource centers in USA

7 結束語

本文對美國實驗動物資源進行了系統梳理。自上個世紀50年代以來，以英美為首的發達國家在實驗動物科學技術研究領域投入大量資金開發實驗動物資源和技術，建立實驗動物研究服務中心，為社會提供資源與技術服務［4］。這些豐富的實驗動物資源，帶動了歐美生物技術和醫藥產業蓬勃發展，已經成為歐美國家人民健康、經濟發展和社會穩定的重要引擎，成為歐美國家引領世界發展的核心動力。由于國情體制不同，我們不能照搬美國實驗動物資源發展模式，但對我國實驗動物資源建設具有借鑒意義。

7.1 制定實驗動物資源建設中長期規劃

由于缺乏長期系統規劃，過去我們一方面通過引進解決燃眉之急，一方面在小規模研制。我國實驗動物品系，尤其是基因工程品系每年增加不超過200種。以這樣的速度，我們需要100年才能達到發達國家現在的水平。我們的實驗動物資源面對發達國家，幾乎是微不足道的。如果生命科學、醫學、藥學等領域的科技創新要和發達國家進行競爭，我們必須跳脫現在的思路，在5～10年內將實驗動物資源建設提升到一定高度。

7.2 建立穩定的資金投入機制

實驗動物資源保存是一項社會公益性的基礎工作。應該把實驗動物資源研制、保存與共享所需經費納入國家財政經常性支出，代替目前的臨時性項目方式維持國家實驗動物資源庫或中心的正常運轉［5］。

7.3 實現實驗動物資源集中研制和共享

改變“重建設、輕運行、無管理”的現狀。我國實驗動物資源需要以優勢實驗室或專業研究機構的集中研制為主，輔以分散深入分析，形成資源研制、資源積累共享、創新研究相互支持的良性循環［6］。各機構應建立實驗動物資源長期保持機制，并提供維持經費，或交到國家指定機構統一保存。重視實驗動物數據庫建設［7］。

（致謝：感謝秦川教授對本文的指導和幫助。）

［1］ 美國NIH網站［M/OL］，（2015ˉ04ˉ16）http：//dpcpsi.nih. gov/orip/cm/resource_dir.aspx

［2］李亞子，錢慶，王敏，等.美國國家科研資源中心（NCRR）戰略計劃及對發展我國轉化醫學的思考［J］.基礎醫學與臨床. 2011，31（3）：339ˉ343.

［3］ Goodman J，Chandna A，Roe K.Trends in animal use at US research facilities［J］.J Med Ethics，doi：10.1136/medethics-2014-102404.

［4］ National Research Council（US）Institute for Laboratory Animal Research.Guide for the Care and Use of Laboratory Animals［M］.Washington（DC）：National Academies Press（US）；2008.

［5］ 岳秉飛.實驗動物資源開發，引進，共享，供應［J］.中國比較醫學雜志.2011，21（10）：45ˉ47.

［6］ 張連峰.我國常用實驗動物資源的現狀及對未來發展的思考［J］.中國比較醫學雜志.2011，21（10：39ˉ44.

［7］ 傅江南，黃韌，胡凱，等.在Internet網上建立實驗動物資源信息庫系統的研究［J］.中國實驗動物學雜志.2001，11（1）：59ˉ61.

Analysis of laboratory animal strain resources in USA

KONG Qi，XIA Xia-yu，ZHAO Yong-kun
（1.Institute of Laboratory Animal Science，Chinese Academy of Medical Sciences&Comparative Medical Center，Peking Union Medical College，Key Laboratory of Human Disease Comparative Medicine，Ministry of Health；Key Laboratory of Human Diseases AnimalModel，State Administration of Traditional Chinese Medicine，Beijing，100021 China；2.Institute of Military Veterinary Medicine，Academy of Military Medical Sciences，Changchun，130122，China）

Laboratory animal is an important support condition in life science and biomedical research.With the rapid development of life science and biomedical industry，laboratory animals，and quantity and variety of animalmodel resource are rapidly increasing.According to the statistics，there aremore than 200 kindsofa totalofmore than 26000 strains，including2607 strains of conventional laboratory animals in theworld.USA isa big country of laboratory animal resource in theworld，withmost of the laboratory animalbreed resourcesand preservation organization.In this paper，we analyzed American laboratory animal resources，and provided references for the development of laboratory animal resource in China.

Laboratory animal；Animalmodel；Strain；Resources

Q95-33

A

1005-4847（2015）05-0539-05

10.3969/j.issn.1005ˉ4847.2015.05.019

2015ˉ05ˉ14

中央科研院所基本業務費（DWS200502，DWS200709，DWS201208）和傳染病科技重大專項（2009ZX10004-503），中國工程院咨詢研究項目（2012-XZ-18）；國家自然科學基金（L1222012）資助。

孔琪（1978ˉ），助理研究員，醫學博士，研究方向為實驗動物學。E-mail：infor@cnilas.org。