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如何开展动物实验
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（感谢《科技导报》接受发表此文）
今天与一个外单位研究生交流过程中，发现研究生对动物实验的认识仍存在一些明显的误区，特别是对基本的动物实验设计原则存在不小的问题。这里把其中一些比较突出的问题进行分析，以抛砖引玉。
医学研究中，临床观察到的数据当然是最重要的第一手的资料，因为只有人体数据最接近人体实际情况。不过，在医学科学发展过程中，动物实验具有非常重要的作用。例如临床医生在开展器官移植研究的早期，就首先在动物身上进行反复实验，摸索手术方式，寻找克服器官排斥反应的药物，确定合适的供体等。再如今年诺贝尔生理学医学奖项目试管婴儿技术，也是反复进行动物实验成功后才用于人体实验，最终成功用于临床的。当然也有先开展人体实验的先例，例如剖腹产手术，最早就是一个屠夫在她妻子身上成功实施的，这种情况是比较罕见的。而且即使是这一个特殊事例，也说明了动物实验的重要性，因为这个屠夫过去在动物身上已经反复进行过“解剖学”的训练，才有了这次成功的可能，因此也属于先动物实验后人体验证的情况。药物开发的研究更是要经历同样的过程，一般先进行低等动物实验，后进行高等动物实验，最后进行多期临床实验，其中效应研究基本上都在动物实验阶段完成，人体实验主要是验证效果和安全性评价。
动物实验最重要目的，是通过对动物的研究，把研究推广到人类，为探索人类的生命奥秘，控制人类的疾病和衰老，延长人类的寿命服务。因此，动物实验显然是一种比较重要的生物医学研究手段。不过，仍有一些对动物实验片面甚至错误的认识，特别突出的表现是不重视动物实验，这个问题不仅存在于许多研究生，一些临床医生也存在同样的问题。许多研究生认为，动物实验不如细胞学研究，不如分子生物技术，认为分子生物学和细胞学研究档次要超过动物实验。关于这个问题分析，本人曾经写过《不要做没有意义的实验》，指出这是一种实验技术崇拜的问题。部分临床医生则认为动物实验档次太低，临床实践才是实实在在的工作。曾经听到“我们是医生，不是兽医”这样的说法，言外之意就是临床医学不需要动物实验，这显然是错误的。
动物实验的种类很多，如用于遗传学研究，经典的如果蝇实验在遗传学研究中的作用，更多的是动物疾病模型的研究，使用最多是用于药物的安全性评价和效果评价，这里以我比较熟悉的动物疾病模型的药物作用效果评价作一些分析。
首先是如何选择疾病动物模型？选择疾病模型的基本原则是要以问题为中心，例如要研究脑缺血，动物模型很多，有经典大脑中动脉插线法，可以研究局部脑缺血再灌注损伤，有四动脉接扎模型，可以研究全脑缺血，类似于心脏停止后恢复跳动的情况。也有采用蒙古沙土鼠单侧脑缺血动物模型，因为该动物脑内的基底动脉环有缺陷，是一种特殊的但方便的单侧大脑缺血动物模型。也有新生大鼠缺血缺氧脑损伤的模型，是模拟新生儿窒息的情况。在选择动物模型的时候，一定要根据要研究的问题有针对性选择动物模型，当然要把制作方法和实验条件等因素全面考虑。
如何进行动物实验设计？例如在评价药物作用机制的研究中，一般的原则是有三个方面的研究内容。一是生理学和功能学评价，例如脑缺血就需要进行行为学研究，这个内容一般反映整体效果，是非常重要的研究内容，但由于这类研究数据一般不是非常稳定，对实验人员和环境的要求比较高，许多研究生不太注重这方面的研究。另一个是形态学研究，例如因为形态学研究能提供相对比较客观的图象数据，结合荧光染色和超微结构，能提供比较生动形象和定位性证据。再就是数据检测资料，例如可以用WestBlot提供蛋白水平的检测；利用PCR提供mRNA的数据；利用Elesa检测各种蛋白（如各种细胞因子、炎症因子等多肽类物质）的免疫活性水平；利用化学分析、电泳、气相等设备进行相应物质含量的分析；以及上述研究的衍生性技术。一个比较完整的实验，一般这些数据都要进行，才能获得比较满意的结果。
动物实验需要多证据证明同一个问题。这是生物医学研究的共同特点，是研究对象生物本身复杂性的必然要求，需要从不同侧面来反映同一个变化同一类现象，这样才能提高研究结果的准确度，增加结论的可信度。这类似警察查案，例如一个杀人案件，需要有各种各样的证据，需要杀人动机、在现场的证据、人证和物证等，当然证据越多判断的准确性越高。例如我们要研究细胞凋亡的问题，可以首先采用HE染色分析组织损伤的部位和整体情况，然后利用Tunel进行细胞凋亡的形态学研究，利用WestBlot或PCR技术检测重要凋亡蛋白（如Bcl2/Bax等）或相应mRNA的含量，也可以利用ELISA检测凋亡蛋白酶的活性等。这样就可以获得比较全面的信息，可以判断细胞凋亡发生的部位和程度。
总之，作为生命科学领域的重要研究手段，使用动物实验时一定要根据研究目的选择理想的动物模型，在实验设计上注意选择多种研究指标证明同一个问题，这些都是非常重要的原则。（感谢《科技导报》编辑建议增加此段，以使全文比较完整）
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