一、动物实验外包的常见问题
(一)实验设施问题
动物实验外包首先需要关注的是实验设施问题。一般实验外包都有自己独立的实验室,在与实验外包方取得联系时,一定要留意动物实验设施情况。有些实验室由于发展不成熟且缺乏经验,可能存在设备不全或卫生不过关等问题。在这样的环境下进行实验,得出的数据和信息可能与实际情况不符。
(二)动物饲养情况
选择合作的实验室时,要了解实验动物饲养的情况。弄清实验动物的来源,并在合同中明确描述这部分内容,能避免不必要的麻烦,保障双方权益。例如,根据国家科技部等七部局《实验动物许可证管理办法(试行)》和 XX 省科技厅等六厅局《XX 省 <实验动物许可证管理办法(试行)> 实施细则》的规定,实验动物应以合法方式取得,申购使用者应向供应商要求提供动物品质证明文件,新引进的实验动物必要时需实行隔离检疫。
(三)实验类别明确
清楚可进行的实验类别至关重要。动物实验可进行药效学、药理学、毒理学、生物学等各类实验或手术,并且会提供相应的资料资讯和服务。比如,新药的主要药效学作用应当用体内外两种以上实验方法获得证明,其中一种必须是整体的正常动物或模型动物;药效学试验要选用合适的动物模型,包括整体动物模型和各种体外模型等。同时,不同的动物实验外包服务机构也会提供不同的实验项目,如南京英瀚斯生物科技有限公司的药效学实验中心针对不同药物开展体内、体外药效学评价服务,可进行药物通便功能评价、改善营养性贫血功能评价等实验。
二、动物实验外包服务安全操作及保养规程
(一)实验环境与设备
实验环境应安静无污染,温度、湿度适宜,通风良好。
动物实验的环境对实验结果的准确性至关重要。实验室应处于较为安静的位置,避免外界噪音干扰动物的正常状态。同时,实验室的温度和湿度需要控制在适宜的范围内,以确保实验动物能够在舒适的环境中生存。良好的通风系统可以保证实验室的空气质量,及时排出实验过程中产生的有害气体和异味。
实验设备应状态良好,符合国家标准,操作人员需经培训熟悉使用方法。
实验设备是动物实验的重要工具,其状态直接影响实验的进行。所有的实验设备都应符合国家标准,确保其安全性和可靠性。操作人员必须经过专业培训,熟悉设备的使用方法和操作流程,避免因操作不当导致实验失败或安全事故。
(二)实验动物管理
选择适合种类,符合动物福利法规要求提供饲养环境和饮食,追溯品系确保结果可靠。
在进行动物实验时,应根据实验目的选择适合的动物种类。实验动物的饲养环境和饮食必须符合动物福利法规的要求,为动物提供舒适的生活条件。同时,要追溯实验动物的品系,确保其遗传背景清晰,从而保证实验结果的可靠性。
定期健康检查,按标准接种疫苗并记录信息。
为了保证实验动物的健康,需要定期对其进行健康检查。按照标准的接种程序为动物接种疫苗,预防疾病的发生。同时,要详细记录动物的健康信息和疫苗接种情况,以便在需要时进行查询和分析。
遵循伦理审批合法合规使用和处置动物。
动物实验必须遵循伦理审批程序,确保实验的合法性和合规性。在使用实验动物时,要尽量减少动物的痛苦和不适。实验结束后,要按照相关规定对动物进行妥善处置,不得随意丢弃或虐待动物。
(三)实验操作流程
安全准备包括检查设备、佩戴防护装备。
在进行动物实验之前,要进行安全准备工作。首先检查实验设备是否正常运行,确保设备的安全性。同时,操作人员要佩戴符合标准的防护装备,如实验服、手套、口罩、护目镜等,保护自己的安全。
严格按方案操作,注意设备正确使用避免失误。
实验操作过程中,必须严格按照实验方案进行,确保每个步骤的准确性和可重复性。注意设备的正确使用方法,避免因操作失误导致设备损坏或实验失败。在操作过程中,要时刻观察动物的反应,及时调整实验方案,确保动物的安全和舒适。
及时准确记录和整理存储实验数据。
实验数据的记录和整理是动物实验的重要环节。要及时、准确地记录实验数据,确保数据的真实性和可靠性。实验结束后,要对数据进行整理和存储,以便后续的分析和研究。
(四)安全事故处理
预防措施为定期参加安全培训,严格遵守安全规定。
为了预防安全事故的发生,操作人员应定期参加安全培训,了解实验室的安全操作规程和应急处理方法。在实验过程中,要严格遵守安全规定,不得擅自操作或违反安全制度。
事故发生时立即采取紧急措施并通知相关人员,按预案处理减少损失。
如果发生安全事故,操作人员应立即采取紧急措施,确保人员安全和实验动物的福利。同时,要及时通知相关人员,如实验室负责人、安全管理人员等,按照应急预案进行处理,最大限度地减少损失。
(五)实验设备保养和维修
定期保养包括润滑、清洁、校准等并更新记录存档。
实验设备的定期保养是保证其正常运行的重要措施。定期保养包括润滑设备的运动部件、清洁设备的表面和内部、校准设备的参数等。保养完成后,要及时更新保养记录,并将记录存档,以便日后查询和参考。
故障时立即停止使用通知维修人员,维修后测试确保正常。
如果实验设备出现故障,应立即停止使用,并通知专业的维修人员进行维修。维修完成后,要进行设备功能测试,确保设备能够正常运行。在设备维修期间,不得擅自使用设备,以免发生安全事故。
三、动物实验模型介绍
(一)手术造成关节不稳定诱发骨关节炎动物模型
造模机制为手术改变关节力学状态诱发骨关节炎。手术切断或切除维持动物关节稳定的解剖结构,如膝关节的前后交叉韧带、侧副韧带和半月板或髋关节周围的肌肉等结构,使关节力学状态发生改变,进而发生关节软骨退变而诱发骨关节炎。
两种造模方法及特点、应用范围、注意事项和模型评价如下:
切开膝关节囊的 Hulth 模型:选用成年新西兰大白兔,雌雄不限。麻醉后打开关节腔,切断膝关节内侧副韧带、前后交叉韧带并切除内侧半月板。术后不固定伤肢,任其自由活动。对照组手术切开关节囊后即将其闭合,不动关节内结构。术后 4 周出现骨关节炎表现。
特点:各组动物 OA 病理变化进程基本一致,便于重复向关节内注射药物,应用广泛,特别是在研究药物对预防或减轻 OA 发生发展的实验中应用较多。
应用范围:药物对 OA 的防治研究等。
注意事项:手术方法造模应注意消毒确切和无菌操作,避免感染发生。手术操作要轻柔准确,在切除半月板时要注意避免损伤关节软骨。
模型评价:诱导成功率高,是制造 OA 的经典模型。
不切开髓关节囊的白希壮模型:选用雄性成年豚鼠。麻醉后完全切断附着在髂嵴上的臀大肌及其深部的臀中肌、臀小肌,并在上述诸肌的远侧切除长约 1cm 的肌组织。术后任动物自由活动,术后约 12 周出现骨关节炎表现。
特点:可用于观察 OA 不同时期病理改变,研究其发病机制或进行治疗 OA 手术方式选择等。OA 病理进程与 Hulth 模型相似,但过程较慢。
应用范围:OA 发病机制研究及手术方式选择等。
注意事项:手术方法造模应注意消毒确切和无菌操作,避免感染发生。
模型评价:采用关节外手术途径制作 OA 模型,排除了关节手术导致的创伤性滑膜炎对实验的干扰,使模型更接近于临床实际。
(二)大鼠动脉粥样硬化模型
大鼠动脉粥样硬化模型是一种通过实验手段模拟大鼠体内动脉硬化病理过程的研究模型,主要用于心血管病研究。通过该模型,研究人员可以深入了解动脉硬化的发病机制和疾病进展过程。
动物实验外包在该模型中的应用较为广泛。例如,可以通过动物实验外包机构进行大鼠动脉粥样硬化模型的制备和相关实验研究。一些研究资料显示,将雄性 SD 大鼠随机分成对照组和高脂组。高脂组在喂食开始时一次性腹腔注射维生素 D?,喂食高脂饲料;对照组给予腹腔注射等体积生理盐水,喂食基础饲料。通过体重、血清生化指标、不同部位脂肪称重、脏器病理变化来评价模型。给予高脂饲料后,大鼠体重明显下降;总胆固醇、低密度脂蛋白明显升高,高密度脂蛋白明显下降;炎症因子、TNF-α 升高,主动脉周围脂肪、脏器周围脂肪重量减少。对照组大鼠未出现明显病变,高脂组大鼠 5 周病理改变不明显,8 周后大鼠主动脉出现动脉粥样硬化斑块,主动脉血管出现脂质浸润,心肌组织有少量脂质沉积;肝脏、肾脏冰冻切片油红染色呈强阳性。
该方法制备动脉粥样硬化大鼠模型简便、快速,为动脉粥样硬化的研究提供了一种可靠的模型。
(三)其他常见实验动物模型分类及制备方法、应用领域
按动物种类分类介绍小鼠、大鼠、豚鼠、兔等模型:
小鼠模型:繁殖能力强、基因组与人类高度相似,在药理学、肿瘤学和神经科学等领域得到广泛应用。通过基因改造可创建具有特定疾病表型的模型。
大鼠模型:体型和生理特征更接近人类,在药物代谢、心血管和神经科学等领域的研究中具有重要价值。可通过基因改造技术创建特定疾病表型的模型。
豚鼠模型:在药理学和免疫学等领域有一定应用价值。体型较大,有利于进行实验操作,可研究药物的药理作用、毒副作用以及免疫反应等。
兔模型:在骨科和心血管等领域的研究中具有重要价值。体型较大,骨骼结构与人类相似,常用于研究骨折愈合、骨关节炎和动脉粥样硬化等疾病。皮肤对药物敏感度高,可用于药物过敏和毒性研究。
出生前和成年后及基因改造模型的制备方法:
出生前模型:通过基因改造技术对胚胎进行基因修饰,创建具有特定表型的实验动物模型。方法包括受精卵注入、胚胎干细胞嵌套和基因编辑等技术。
成年后模型:通过某些因素诱导或基因改造技术对成年实验动物进行基因修饰,创建具有特定表型的实验动物模型。方法包括化学诱变、物理辐射和基因编辑等技术。
基因改造模型:通过基因改造技术对实验动物的基因进行修饰,创建具有特定疾病表型的实验动物模型。常用技术包括转录因子过表达、基因敲除和基因编辑等。
在药理学、肿瘤学、神经科学等领域的应用:
药理学:研究药物的疗效、作用机制和毒副作用等。通过实验动物模型可以研究药物在不同物种中的药理作用和代谢过程,预测药物在不同个体内的效果和安全性。
肿瘤学:研究肿瘤发生、发展、预防和治疗等问题。通过创建具有特定肿瘤表型的模型,可以研究肿瘤的发病机制、细胞增殖和转移规律以及药物抗肿瘤作用等。
神经科学:研究神经系统结构和功能。实验动物模型广泛应用于研究神经系统发育、神经退行性疾病和神经损伤等方面。例如,通过小鼠和大鼠的脑部损伤模型可以研究脑震荡和神经退行性疾病的发病机制和治疗方法等。
四、动物实验外包的优势和劣势
(一)优势
节省时间,专业外包商经验丰富资源多能迅速开展实验。
动物实验外包给专业的机构可以充分利用他们丰富的经验和广泛的资源,快速启动实验项目。这些外包商通常熟悉各种实验流程和技术,能够迅速制定实验方案并调配所需的设备和材料,大大缩短实验的准备时间。例如,大动物实验外包服务中,专业的外包服务商拥有丰富的经验和资源,能够迅速制定实验方案并开展实验,为客户节省时间。
提高实验精度,具备先进设备和专业人员。
外包机构通常配备先进的实验设备和专业的技术人员,他们在动物实验领域具有深厚的专业知识和丰富的实践经验。这使得实验结果更加准确可靠,能够更准确地反映实验目的。例如,外包服务商具备先进的实验设备和专业的技术人员,能够更准确地反映实验结果,提高实验精度。
降低成本,通过规模效应和优化资源利用。
对于科研机构或企业来说,自行建设和维护动物实验设施需要投入大量的资金。而将动物实验外包出去,可以避免这些高昂的费用。外包商通过规模效应和优化资源利用,能够降低单个项目的成本,为客户节省费用。比如,研究单位将大动物实验外包出去可以避免建设和维护实验设施的高昂费用,节约资金投入。同时,负责外包业务的公司通常会根据项目的规模和需求灵活定价,帮助研究机构降低实验成本。
法规遵从,熟悉法规确保合法合规。
动物实验涉及到众多的法律法规和伦理规范,专业的外包机构熟悉这些法规要求,能够确保实验过程合法合规,为客户规避法律风险。他们会根据相关法规和行业标准,设计实验方案,并在实验过程中严格遵守,确保实验动物的福利和实验结果的可靠性。例如,外包服务商熟悉国家法律法规和行业标准,能够确保实验过程合法合规,为客户规避法律风险。
提供专业服务和技术支持,促进合作交流。
外包公司通常都有严格的质量控制和管理体系,能够提供高质量的实验服务。他们会根据研究机构的要求制定实验方案,并确保实验过程符合相关法规和伦理要求。此外,外包大动物实验可以促进研究机构或企业之间的合作与交流。通过与外包机构合作,不仅可以共享资源和技术,还可以获得来自不同领域的专业意见和建议,从而促进科学研究的进一步发展。
(二)劣势
暂未明确提及,可根据实际情况分析或留待读者思考。动物实验外包可能存在沟通不畅的问题,由于双方可能在地理位置、工作方式等方面存在差异,可能导致信息传递不及时或不准确。另外,外包机构的服务质量可能存在不稳定的情况,不同的项目可能会有不同的实验人员参与,这可能会影响实验结果的一致性。此外,对于一些敏感的实验项目,可能存在数据安全和保密的风险。
五、动物实验外包的动物实验模型选择
(一)选择原则
相似性原则,考虑组织结构、系统机能等多方面与人类疾病的相似性。
在选择动物实验模型时,相似性原则至关重要。应尽量选用各种敏感动物与人类疾病相应的动物模型,从组织结构、系统机能、生理特性、繁殖特性、体液特性、解剖特性以及疾病特点等方面考虑其相似性。没有一种动物模型能完全复制人类疾病真实情况,但通过选择相似性较高的动物模型,可以在一定程度上模拟人类疾病,为疾病研究提供有价值的信息。例如,在肿瘤研究中,常选用近交系小鼠,如 AKR 小鼠白血病发生率可达 90%,C3H 小鼠乳腺癌发病率达 97%,这是因为这些小鼠在疾病特点方面与人类肿瘤疾病有一定的相似性。
特殊性原则,利用不同品系动物的特殊反应,如某些实验不适合特定动物。
不同品系的实验动物存在某些特殊反应,在选择动物实验模型时可以充分利用这些特殊反应。比如催吐实验不选用大小鼠,因为小 / 大鼠无呕吐反应;胆囊功能实验不选用大鼠,因为大鼠无胆囊;发汗中药的研究不能选用小鼠(无汗腺);慢性支气管炎的实验不能选用大小鼠,因为小 / 大鼠气管及支气管腺不发达。此外,同一种属不同品系的动物,对同一刺激的反应有很大差异。例如,实验动物遗传类别选择中,近交系动物遗传的均质性保证了实验反应的稳定性;封闭群能较好地代表自然群体的遗传特性;F1 杂交群具有 2 个近交系的遗传特点;突变动物往往具有鲜明的人类疾病模型特征。
(二)遗传类别和品系选择
近交系、封闭群、F1 杂交群和突变动物的特点及适用情况。
近交系:经过至少连续 20 代全同胞兄妹交配培育而成,具有基因位点的纯合性、遗传组成的同源性、表型的一致性、遗传特征可辨性、对外界因素的敏感性和遗传组成的独特性等特点。适用于需要降低遗传因素对实验效果影响的研究,如采用近交系动物进行实验时,不会因隐性基因的暴露而影响实验。在肿瘤研究中也常选用近交系小鼠。
封闭群:以非近亲交配方式进行繁殖生产,在不从外部引入新个体的条件下,至少连续繁殖 4 代以上。具有遗传组成的杂合性、较强的繁殖力和生产力、突变性强等特点。适用于人类遗传学研究、药物筛选、安全性评价实验、生物制品和化学制品的检定等方面,以及预试验、用量较大的疫苗生产、教学和一般性实验。
F1 杂交群:由不同品系之间杂交产生的后代群体,具有遗传和表型上的均质性、杂交优势和同基因性等特点。适用于需要遗传性稳定表型一致且具有杂交优势的研究,可克服因近交系繁殖所引起的各种近交衰退现象。
突变动物:往往具有鲜明的人类疾病模型特征,可成为生理学、胚胎学、医学、生物学研究的模型。
不同研究领域如肿瘤、高血压等对品系的选择差异。
肿瘤研究:常选用近交系小鼠,如 AKR 小鼠白血病发生率可达 90%;C3H 小鼠乳腺癌发病率达 97%,而不选用 C57BL 等小鼠,因其乳腺癌发病率极低(<5%)。
高血压病研究:选用 SHR 大鼠,因自发性高血压,心血管疾病发病率高,对降压药物有反应。
(三)考虑因素
年龄、体重、性别、生理状态、健康情况、实验季节与昼夜过程等都是选择动物实验模型时需要考虑的因素。不同性别的动物对同一药物的敏感性差异较大,对各种刺激的反应不尽一致,因此实验时一般选择雌雄各半。生理状态与健康情况良好的动物能更好地保证实验结果的准确性。实验季节与昼夜过程也可能影响动物的生理状态和行为反应,需要在实验设计中加以考虑。此外,还需要确保合适的样本数量,小样本数量可能导致结论不准确或无法重现。样本数量的计算需要考虑研究所需的统计功效和差异度。同时,要控制生理变量,如控制同龄实验动物的体重和性别,以及考虑它们的环境条件等因素,这些因素可以影响实验结果并干扰数据分析。在进行动物实验时,需要尽可能减少动物痛苦,可以通过改善实验条件、使用无痛苦的技术和最小化操作次数来实现,例如使用局部麻醉、麻醉和镇静剂来减轻动物痛苦。还需要考虑动物的行为和环境,提供适当的环境和安排实验时间,例如白天型物种在实验中不适合夜间实验,因为它们的生物钟控制着它们的行为和生理过程。最后,在进行数据分析时,需要清楚和适当地使用统计学方法,正确的数据分析可以揭示实验结果和数据的真实性质,同时提高实验结果的可重复性。