第五节　影响动物实验效果的动物实验技术环节因素

一、动物选择

选择好适合研究需要的实验动物是获得正确实验结果和实验成功的重要环节。应按照不同实验的要求选择合适的动物。如作肿瘤的研究工作，就必须了解哪种动物是高癌种，哪种是低癌种，各种动物自发性肿瘤的发生率是多少。如A系、C3H系、AKR系、津白Ⅱ等小鼠是高癌品系小鼠，C3H/He系经产雌鼠有80～100%的自发性乳腺癌。AKR系8～9月龄小鼠有80～90%自发性血病。C57BL系、津白Ⅰ等小鼠是低癌品系小鼠。不同动物对同一因素的反应虽然往往是相似的，但也常常会遇到动物出现特殊反应的情况。如5岁以上的雌狗常自发性乳腺肿瘤，如果给雌狗孕激素，就更容易诱发乳腺肿瘤。雌激素还容易引起狗发生贫血，这在其它实验动物是很少见的。怎样选择好实验动物可参看实验动物的选择和应用一讲。

二、实验季节

生物体的许多功能随着季节产生规律性的变动。目前已有大量资料表明，动物对化学物作用的反应也受到季节的影响。例如在春、夏、秋、冬分别给10只大鼠注入一定量的巴比妥纳，发现入睡时间以春季最短。秋季最长，而睡眠时间则相反，春季最长，秋季最短（见表11-19）。

表11-19　大鼠对巴比妥纳反应的季节变动

不同实验季节，动物的机体反应性有一定改变。如不同季节对辐射效应有影响。家兔的放射敏感性在春夏两季升高，秋冬两季降低。在狗的实验中，在春、夏两季照射后的死亡率比秋、冬为高。小鼠的放射敏感性，在冬季和补夏显著升高，而初夏和夏季则降低。大鼠的放射敏感性则没有明显的季节性波动。因此，这种季节的波动在进行跨季度的慢性实验时必须注意的。

三、昼夜过程

机体的有些功能还有昼夜规律性变动。例如有人给小鼠皮下重复注入40%的四氯化碳溶液0.2ml后，在同一天不同的时间将动物处死，观察肝细胞的有丝分裂动态，以了解肝细胞变性的修复情况。结果列于表11-20。资料表明，小鼠肝细胞有丝裂的昼夜变动十分明显。

表11-20　小鼠肝细胞有丝分裂系数（‰）的昼夜变动

动物对照射的敏感性在昼夜间有不同的变化，这种变化见于不同性别、种系和年龄的小鼠和大鼠。白天放射敏感性降低（死亡较少，LD_50/30较高，体重下降较少，肝脏损伤较轻）夜间升高。同时，在小鼠和大鼠实验中，除了夜间（21～24点）的高峰外，还发现白天（小鼠9～12点，大鼠15点）损伤加重情况。下午和后半夜射敏感性最低。大鼠与小鼠不同，其放射敏感性虽有昼夜间的明显波动，但不很剧烈。经实验证明实验动物的体温、血糖、基础代谢率、内分泌激素的分泌均发生昼夜节律性变化。因此这类实验的观察必须设有相应的对照，并注意实验中某种处理的时间顺序结果的影响。为了得到可比性的实验结果，所有实验组动物应在同一时间内进行照射或其它实验处理。

四、麻醉浓度

动物实验中往往需要将动物麻醉后才能进行各种手术和实验。要求麻醉浓度要适度，而且在整个实验过程中要保持始终恒定。因此不能不分别实验要求和动物品种（或品系）而用同一种麻醉剂，也不能乱用麻醉剂。因为不同的麻醉剂有不同的药理作用和副作用，应根据实验要求与动物种类而加以选择，使用合适。麻醉浓度的控制是顺利完成实验获得正确实验结果的保证。如果麻醉过深，动物处于浓度抑制，甚至濒死状态，动物各种正常反应受到抑制，那是不会做出可靠的实验结果的。麻醉过浅，在动物身上进行手术或实验，将会引起强烈的疼痛刺激，使动物全身，特别是呼吸，循环功能发生改变，消化功能也会发生改变，如疼痛刺激会反射性的长时间中止胰腺的分泌。所以麻醉浓度必须合适。由此也不难理解在整个实验中保持麻醉浓度的始终一致是如何必要了，因为麻醉浓度的变动，会使实验结果产生前后不一致的变化，给实验结果带来了难以分析的误差。

五、手术技巧

动物实验中除了要注意选择合适的实验动物，用的试剂要纯粹，仪器要灵敏，方法要准确外，还必须注意手术技巧，即操作技术的熟练。手术熟练可以减少对动物的刺激，动物受的创伤、出血等就少，将会提高实验成功率和实验结果的正确性。要达到动物手术操作熟练，必须要了解各种动物的特征，组织、器官的位置，神经、血管的走行特点，通过在动物身上反复实践，即可达到熟中生巧、操作自如。

六、实验药物

动物实验中常常需要给动物体内注入各种药物从观察其作用和变化。因此给药的途径、制剂和剂量是影响实验中很重要的问题。如有的激素在肝脏内破坏，经口给药就会影响其效果。有些中药用粗制静脉注射，因其成分复杂，如含有钾离子，可以有降血压作用，若把这种非特异性降压作用解释为特殊性疗效就不恰当。这类实验结果如果用口服或由十二指肠给药就可鉴别出来。也有些中药成分在消化道破坏或不被吸收。如枳实中的升压有效成分，对羟福林和N-甲基酪胺只是在静脉注射时才有疗效。有些中药含有大量鞣质，体外试验有抗菌作用，但在体内不被消化道吸收，则没有抗菌作用。给药的次数对一些药物也有关系，如雌三醇与细胞核内物质结合的时间非常短，所以，每天一次给药的效果就比较弱，如将一天剂量分为八次给药，则效果将大大加强。药物的浓度和剂量也是一个重要问题，太高的浓度，太大的剂量都会得出错误的结果。如有用1/2LD₅₀腹腔注射某药物后动物活动减少，认为该药有镇静作用，实际上1/2LD₅₀的剂量已近中毒量，这时动物活动减少，不能认为是镇静的作用。在动物实验中常遇到的问题是动物和人的剂量换算。若按体重把人的用量换算给动物则剂量太小，做实验常得出无效的结论，或按动物体重换算给人则剂量太大。动物和人用药剂量的换算以体表面积计算比以体重换算好一些，但仍需要慎重处理。动物和人用药剂量换算方法可参考动物实验基本方法一讲。

七、对照问题

在动物实验中对照问题也是正常重要的问题，常有忽视或错误地应用对照的情况，从而造成实验失败。一般对照的原则是“齐同对比”。对照方法很多，有空白对照、实验对照、有效（或标准）对照、配对对照、组间对照、历史对照以及正常值对照等。

1.空白对照是在不给任何措施情况下观察动物自发变化的规律。如兔白细胞数每天上下午有周期性生物钟变化。

2.实验对照是采用与实验相同操作条件的对照，如给药实验中的溶媒、手术、注射以及观察抚摸等都可以对动物发生影响。有人报导针刺狗人中穴对休克、心脏血液动力学有改变，但采用空白对照（不针刺）是不够的，应该还设有针刺其它部位或穴部的实验对照。

3.有效（或标准）对照常用于药物研究。对一新药的疗效可用一已知的有效药或能引起标准反应的药物做对照，这样既可考核实验方法的可靠性，又可通过比较了解新药的疗效和特点。

4.配对对照是同一个体在前后不同时间比较对照期和实验期的差异，或同一个体的左右两部分作对照处理和实验处理的差异，这样可大大减少抽样误差。在实验中也可用一卵双胎或同窝动物来做。

5.组间对照是将实验对象分成两组或几组比较其差异。这种对照个体差异和抽样误差比较大。组间对照可用交叉对照方法以减少误差。如观察某药物的疗效可用两组狗先分别做一次实验和对照，再互相交换，以原实验作为对照组，原对照组作为实验组重复第一次实验所观察的疗效或影响，而且检查的指标和条件要等同。

6.历史对照与正常值对照，这种对照要十分慎重，必须要条件、背景、指标、技术方法相同才可进行对比，否则将会得出不恰当的甚至错误的结论。

7.实验重复和肯定选用动物一方面要数量合适，不造成浪费，另一方面也应做必要的重复实验。有此实验单做一种动物还不够，应当重复做几种动物。这不仅可以比较不同动物的差别，而且可以在不同动物实验中发现新问题，提供使用不同指标的线索。此外，把一种动物的实验结果外推到其它动物甚至推论到临床是不正确的，有时是十分危险的。如动脉粥样硬化的实验，不同动物在血管的结构、病变、α-和β-脂蛋白的比例以及胆固醇的水平各有不同，这样不仅可以比较一些不同动物病理变化，也可以根据这些不同的变化寻找生化指标与病变形成的关系，把实际工作推进一步。由于不同种属动物有不同的功能和代谢特点，所以在肯定一个实验结果时最好采用两种以上的动物进行比较观察，其中一种应该是非啮齿类动物。尤其是动物实验结果要外推到人的实验，所选用的动物品种应不少于3种，而且其中之一不应是啮齿类动物。常用的生物序列是小鼠——大鼠——狗（或猴）。