实验动物的定义

实验动物是指经过人工培育或改造，选择功能、结构、代谢与人类相近且遗传背景明确或来源清晰的动物，个体携带的微生物和寄生虫可控，最终用于科学实验、教学、药品及生物制品的生产和检定以及其他科研活动的动物。实验动物需要强调其先天的生物学特性、遗传性状、后期的生产繁育条件、微生物和寄生虫情况，营养供给和环境等因素得到全面控制和验证，以保证实验数据的准确性、可重复性、完整性。

02

实验动物的分类和医学应用

提到实验动物，相信大家第一想到的就是小白鼠。17世纪就有学者使用小鼠做实验。由于实验动物种类繁多，选择生物学特性最接近实验目的的实验动物，直接影响到实验结果的正确性和可靠性。

地球的动物种类繁多，目前已知的有150万种动物，经过科学家们几个世纪的科学研究和繁育筛选能够成为实验动物的种类只有一百多种，常见的包括啮齿类、非人灵长类、犬类、兔类、猪类和斑马鱼。

03

实验动物的品种品系

品种和品系都是人为选择下所形成的“种”以下的分类单位。品种指动物/植物，具有遗传稳定性、时间线、区域性的特征。品系指群体或者人类，是指品种行成的过渡类型。

在实验动物学中，“品种”通常是指某些容易识别的动物外形及生物学特征，是通过人工改良、选择、培育后形成具有稳定遗传特征的动物群体。常见的远交系/封闭群实验动物，以非近亲交配方式进行繁殖，保持相当程度的杂合性，如MK小鼠、SD大鼠、比格犬、新西兰兔、青紫蓝兔等均是不同的“品种”。

“品系”是根据不同的研究目的，采用一定交配繁殖方式获得的基因高度纯合且具有共同遗传来源的动物群体。常见的近交系动物，如BALB/c小鼠、C57BL/6小鼠、DBA小鼠、C3H小鼠、F344大鼠等均是不同“品系”。

3.1 小鼠

小鼠是实验动物中培育品系最多的动物，实验用小鼠按照遗传学和饲养繁殖的方法可分为远交系/封闭群、近交系和突变系。

远交系/封闭群有KM小鼠、ICR小鼠和NIH小鼠等，属于非近交交配方式生产的一个实验动物种群。在无外来新个体引入的情况下，至少连续繁殖四代以上，具有杂合率高，群体基因频率稳定，个体存在差异的特点。

世界上常用的近交品系小鼠有200多种，它们都是通过近20代的同窝交配培育而成，具有基因纯合、同基因型、表型均一、背景资料完整的特点。常见的近交系小鼠[1]有C57BL小鼠、BLAB/C小鼠、DAB系小鼠、C3H/He小鼠。

表2. 不同品系小鼠的研究领域

3.2 大鼠

在18世纪就有人工饲养繁育实验用大鼠，大鼠和小鼠同为啮齿类动物，区分它们最简单的方式是体型差异，成年大鼠约为250~450g，小鼠为18~25g，大鼠体型适中，便于多次操作采样，且在生理特征、形态、基因等方面相较小鼠更接近人类，是科学研究的理想对象。

19世纪美国的Wistar研究所在开发大鼠作为实验动物方面作出了重大贡献，目前世界上所使用的大多数大鼠品系均起源于此。实验室常用的远交系/封闭群大鼠品系[3]有8种，应用广泛的有Wistar大鼠、Sprague-Dawley（SD）大鼠和Long-Evans大鼠。目前培育的大鼠近交品系具有100多种，常用的有ACL、BVF、F344、PA、M520、WAB、WAC、WKA、SD、RF等品系。

表3. 不同品系大鼠特征和研究应用

3.3 非灵长类动物

非灵长类动物是指除人以外的灵长类动物，与人类有95%以上的同源性和最相似的基因背景和表型特征，能够帮助人类有效认识疾病的发生规律和采取有效的防治措施，作为许多重大疾病临床前研究的最后一关，非灵长类动物是连接临床前研究和临床医学的重要桥梁。

目前广泛应用于医学研究的非灵长类动物[4]是猕猴属，食蟹猴、恒河猴、平顶猴、熊猴、红面断尾猴为医学研究常用猕猴属；非猕猴属的实验猴品种有狨猴、獭猴、夜猴和松鼠猴

表3. 不同品系实验猴特征和医学应用

3.4 其它常见品种

3.4.1 实验犬

实验犬的品种很多，除公认的比格犬外，还有国外的墨西哥无毛犬（黑头粉刺病）、Boxer犬（红斑狼疮）、四系杂交犬（实验外科）和一些国内的培育品种华北犬和华西犬（烧伤、放射性损伤研究）、狼犬（外科、脏器移植）。根据每个品种的生物特性结合实验需求选择适合的犬种开展实验。

实验犬常用于：实验外科研究，基础医学研究，药代、药理、毒理学研究，非传染病（动脉粥样硬化、青光眼）、传染病（狂犬病），行为学、肿瘤学研究以及辐射研究等诸多领域。

3.4.2 实验猪

目前用作医学研究用的猪的品种有：哥廷根猪、巴马猪、辛克莱猪（粥样硬化病）、荷马猪、汉佛特猪、皮特曼-摩尔猪、冯·温里布莱猪（血友病）、乌克坦猪（糖尿病）、聂布拉斯卡猪、霍梅尔猪、欧米尼猪等小型猪。其中哥根廷猪包括17个品系，商业化的是白色品系是世界上最广泛实验用小型猪。

实验猪常用于：皮肤病，肿瘤疾病，免疫学研究，心血管研究，营养学研究，畸形学和产期生物学等研究，遗传学和营养新疾病的研究，关节炎模型、血友病等疾病研究。

3.4.3 实验兔

兔是哺乳类兔形目兔科下属所有的属的总称，有100种以上的品种品系。目前在国际上实验用兔多达数十个品种，我国比较常用的品种有新西兰白兔、日本大耳白兔、青紫蓝兔、中国白兔；其中新西兰兔是应用最广泛的一个品种，已经培育了稳定的近交系品系。

实验兔常用于：心血管及肺心病研究，免疫学研究，眼科研究，神经科学研究，生殖生理和胚胎学研究 ，皮肤反应性实验，遗传行疾病和生理代谢失常研究和传染病等研究。

3.4.4 实验猫

在国内气候和生存环境中，最具有遗传稳定性的猫科动物是中华田园猫，根据毛色的差异又分为狸花猫和橘花猫。猫的循环、消化、和肌肉系统比啮齿动物较接近于人。猫的瞬膜及虹膜反应灵敏，可供神经生理学研究。

实验猫[5]常用于：中枢神经系统功能、代谢、形态研究，药理学应用，血压相关实验研究，疾病诊断研究，营养学研究，肿瘤学研究（如腺体瘤）和呕吐反射等研究。

3.4.5 斑马鱼

斑马鱼[6]是是生命科学、健康科学和环境科学等研究领域的重要模式生物之一。常见的两种实验室斑马鱼品系分别是Tubingen品系和AB品系。其中，AB品系斑马鱼被国内外很多实验室作为研究对象。

斑马鱼模式生物正逐渐拓展到生命体的多种系统（如：神经系统、免疫系统、心血管系统、生殖系统）的发育、功能和疾病（例如：神经退行性疾病、遗传性心血管疾病、糖尿病等）研究中，以及药物研发和药物毒理学研究。

参考文献

[1] Kalueff A V , Keisala T , Minasyan A ,et al.Influence of paternal genotypes on F1 behaviors: Lessons from several mouse strains[J].Behavioural Brain Research, 2007, 177(1):45-50.DOI:10.1016/j.bbr.2006.11.005.

[2] Tratar U L , Horvat S , Cemazar M .Transgenic Mouse Models in Cancer Research[J].[2024-03-20].

[3]Weber,Klaus.Differences in Types and Incidence of Neoplasms in Wistar Han and Sprague-Dawley Rats[J].Toxicologic Pathology, 2017, 45(1):64-75.DOI:10.1177/0192623316672075.

[4]石巧娟,李巍,萨晓婴.食蟹猴在医学研究中的应用进展[J].实验动物与比较医学, 2012, 32(4):8.DOI:10.3969/j.issn.1674-5817.2012.04.023.

[5]刘明慧,袁宝,陈健,等.猫实验动物标准化的研究进展及探讨[J].吉林畜牧兽医, 2015, 36(2):3.DOI:10.3969/j.issn.1672-2078.2015.02.008.

[6]Sanxiong Liu. Utilization of Zebrafish as a Model System in Medical Research. BIO Integration 2022; 3(4): 188–192.