【正文】 總 結(jié) 了解動物實驗設計和實施的基本環(huán)節(jié) 掌握動物實驗設計必須遵循的幾個原則 掌握實驗動物選擇原則 。 三、優(yōu)化：指通過改善動物設施、飼養(yǎng)管理和實驗條件，精細地選擇實驗路線和手段，優(yōu)化實驗操作技術(shù)，盡量減少實驗過程對動物機體的損傷、減輕動物遭受的痛苦和應激反應。毒性測定時從 Draige氏方法到 LD50實驗方法的進步就是利用統(tǒng)計學的方法減少實驗動物用量的經(jīng)典例子。 使用恰當?shù)膶嶒炘O計和統(tǒng)計學方法，減少動物用量。 用低等動物代替高等動物。 二、減少：如果某一研究必須使用實驗動物，沒有可靠的替代選擇方法，則應考慮把使用動物的數(shù)量降低到實現(xiàn)科研目的所必需的最小量。 相對替代：用體外培養(yǎng)的脊椎動物細胞、組織或器官進行研究，用有生命的物體代替活體動物研究。 歷史沿革及發(fā)展： 1959年就提出了，目前已成為國際性規(guī)范。 在無完善的檢疫條件下，選擇抗逆性比較強的實驗動物。 選擇來源容易、價格便宜的實驗動物。 進化程度高或結(jié)構(gòu)功能復雜的動物模型有時會給實驗條件的控制和實驗結(jié)果的獲得帶來難以預料的困難。 經(jīng)濟性原則 ： 是指在 不影響實驗質(zhì)量的前提下，盡量選用最易獲得、最經(jīng)濟、最易飼養(yǎng)管理的動物。健康動物從外觀看，體型豐滿、發(fā)育正常、被毛濃密有光澤緊貼身體、眼睛明亮活潑、行動迅速、反應靈敏、食欲良好。例：雞換羽，兔換毛，動物的免疫功能低下。如在實驗過程中發(fā)現(xiàn)動物懷孕，則體重及某些生理生化指標均可受到嚴重影響 ,有時應將懷孕動物剔除。 ? 又如雌雄小鼠對食鹽急性毒性與慢性毒性的敏感性不一致，急性毒性雌鼠較雄鼠敏感，而慢性毒性雄鼠較雌鼠敏感。 例： ? 大鼠皮下注射 ～ 30％乙醇溶液 ,雄性動物死亡 84％，而雌性動物死亡 30％。 3）性別 性別不同對實驗的敏感程度可不同。 ? 應注意的是，動物體重除與年齡密切相關(guān)外 ,與動物品種、品系、營養(yǎng)狀態(tài)、飼養(yǎng)管理等因素有關(guān)，不宜籠統(tǒng)對待。所以選用實驗動物時，應注意到實驗動物之間、實驗動物與人之間的 年齡對應 ，以便進行分析和比較。 犬與人的年齡對應 年齡對應 (年 ) 犬 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 人 15 24 28 34 40 42 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 1）年齡 不同品種和品系的實驗動物其壽命各不同，有的以日 ,有的以月 ,有的以年計算。 規(guī)格化原則 ： 是指選擇與實驗要求一致的動物規(guī)格。既要避免高精尖的儀器、試劑、技術(shù)方法等與低規(guī)格、非標準化、反應性能低的動物相配，又要防止低性能測試手段、非標準化的實驗設施等與高級別、高反應性能的動物相配，造成不必要的資源的浪費。如微生物與宿主、微生物之間的關(guān)系。涉及具有國際交流意義的重大課題，最好選用 SPF動物。 ? 清潔級動物：較為常用，適用于大多數(shù)科研工作，但趨勢是取消。 ? F1代生活力強，帶有兩個親本品系的特性，個體間的遺傳型和表型一致，是理想的品系，但價格較貴。 ? 近交系動物遺傳純合度高，個體差異小，特征穩(wěn)定，對實驗反應一致性好，實驗結(jié)果精確可靠。只有選用經(jīng)遺傳學、微生物學、環(huán)境及營養(yǎng)控制的標準化實驗動物，才能排除微生物、潛在疾病等因素對實驗結(jié)果的影響，使實驗具有重復性、一致性和忠實性。實驗時應充分了解動物特性，選擇敏感性強、對實驗結(jié)果干擾小 的動物品系。如 C57BL小鼠對腎上腺皮質(zhì)激素的敏感性比 DBA及 BALB/C小鼠高12倍。這在選擇實驗動物時必須注意。 ? 不同藥物或化合物在不同種系動物上引起的反應有時存在很大差異，如嗎啡對家犬、兔、猴、大鼠和人主要作用是中樞抑制，而對小鼠和貓主要作用是興奮。大鼠肝臟的枯否氏細胞 90%有吞噬能力，肝臟再生能力很強，切除 60～ 70%的肝葉，仍有再生力，適于肝外科實驗研究。 ? 一般動物可自身合成維生素 C， 豚鼠 則不能合成，因而可用來做 Vc缺乏試驗。狗、貓、猴等動物嘔吐反應敏感，則宜選用。恰當?shù)厥褂镁哂心承┙馄噬硖攸c的實驗動物，有時還能大大地減少實驗準備方面的麻煩，降低操作難度。 特殊性原則 ： 是指利用不同種系實驗動物機體存在的特殊構(gòu)造或某些特殊反應選擇解剖、生理特點符合實驗目的和要求的動物。 猴對痢疾桿菌敏感 ，是研究痢疾的最好模型。如， 遺傳性高血壓大鼠、糖尿病小鼠等 。 ? 解剖特性 ：骨骼構(gòu)成、臟器構(gòu)成、臟器形態(tài)等方面：例， 豬的齒式 與人類相似；肉食類和草食類動物的腸道長度；魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類的心臟特點，在形態(tài)和機能上與人的心臟最類似的是犬。例如尿液的滲透壓和酸堿度。 ? 生理特性： 兩棲類和爬行類是變溫動物，因此不適合做提問調(diào)節(jié)研究； 獼猴 的生殖生理和人非常接近，月經(jīng)周期和人一樣約 28天左右，是研究人類避孕藥的理想動物 。例： 犬 ，其具有發(fā)達的血液循環(huán)和神經(jīng)系統(tǒng)，毒理方面的反應與人類也比較接近，適于做實驗外科學、營養(yǎng)學、藥理毒理學、行為學等方面的研究。例： 豬 ，皮膚組織結(jié)構(gòu)與人類相似，其上皮再生、皮下脂肪層、燒傷后的內(nèi)分泌及代謝特點等也都類似人類，故選用小型豬做燒傷實驗研究較為合適。在可能的情況下，應盡量選擇在 結(jié)構(gòu)、機能、代謝及疾病特征方面與人類相近的動物做實驗。為保證動物實驗研究中使用最適宜的實驗動物，選擇動物應遵循以下原則： 相似性原則 ： 是指利用動物與人類某些機能、代謝、結(jié)構(gòu)及疾病特點的相似性選擇實驗動物。 第四部分、常用實驗動物的選擇 實驗動物的選擇是動物實驗研究中首要考慮的問題之一。這類數(shù)據(jù)資料的其它分析檢驗方法（如四格表精確檢驗法）請參閱有關(guān)統(tǒng)計學專著。 ? 適合性檢驗：檢驗某性狀觀察次數(shù)與該性狀的理論比率是否符合。 計數(shù)資料 的分析方法； 計數(shù)資料的顯著性檢驗大部分采用 χ2檢驗。 ? u檢驗法： 對于樣本數(shù)大于 30，且能獲知總體方差時可采用 u檢驗法。常稱百分比。 率：表示一定條件下某種現(xiàn)象實際發(fā)生數(shù)與可能發(fā)生數(shù)的比。 五、實驗數(shù)據(jù)的處理與分析 （一）參數(shù)估計：實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計描述 算術(shù)平均數(shù)：表示一組觀察值（或變量）的集中趨勢、中心位置或平均水平的指標。括號內(nèi) 3表示這張表使用于三水平的實驗，指數(shù) 4表示最多可以安排 4個因素的實驗。正交表在統(tǒng)計學書上都可查到。其特點是利用一套規(guī)格化的表格 —— 正交表來安排實驗，適用于多因素、多水平、實驗誤差大、周期長等一類實驗的設計。由于每種處理的重復數(shù)較少，對差別的估計可能不夠精確。 優(yōu)點 ：可以大大減少實驗次數(shù)，比配伍組設計更進一步，是雙向的誤差控制，尤其適合于動物和實驗室實驗。這種 分別按拉丁字母、行和列安排處理因素及影響因素的實驗稱為拉丁方實驗 。若一個區(qū)組的某個動物發(fā)生意外，那么整個區(qū)組都得放棄，或不得已采取缺項估計。 ?優(yōu)點： 每個區(qū)組內(nèi)的 k個受試對象有較好的同質(zhì)性，因此組間均衡性也較好；比完全隨機設計減少了誤差，因而更容易察覺處理組間的差別，提高了實驗效率。配對設計的每一 “ 對子 ” 分別給予兩種處理，而配伍組設計中的每一 “ 配伍組 ”包含多個受試對象，分別給予多種處理。是配對比較設計的擴大。 ? 例： 為比較小鼠接種 3種不同菌型傷寒桿菌 (9D、 11C、 DSC1)后存活日數(shù)的差異，選擇同品系、性別 (雌、雄各半 )、體重 (土 1s)、月齡 (土2天 )、生理精神狀態(tài)、飼養(yǎng)條件等小鼠 30只，依隨機數(shù)字表隨機分為3組，在相同條件下接種菌苗，后觀察存活日數(shù)如下表。小樣本時，可能均衡性較差，抽樣誤差較大。 缺點： 只能分析一個因素，效率不高。 ? 各組樣本含量相等：平衡設計 ? 各組樣本含量不等：非平衡設計 優(yōu)點： 是設計和統(tǒng)計的處理都比較簡單，即使各處理組例數(shù)不等也不影響試驗結(jié)果的分析，抗數(shù)據(jù)缺失能力較強。 ? 大鼠對別 正常飼料組 VitE缺乏組 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 完全隨機設計； 亦稱 單因素設計， 是將每個實驗對象隨機分配在各組，并從各組實驗結(jié)果的比較中得出結(jié)論。 當配對條件未能嚴格控制造成配對失敗或配對欠佳時，反而會降低效率。 優(yōu)點： 減少兩組實驗誤差及動物間的個體差異。動物實驗中：常將種屬、性別相同，年齡、體重相近的兩個動物配成對子。 配對比較設計： 指實驗前將動物按性別、體重或其它有關(guān)因素加以配對，以基本相同的兩個動物為一對，配成若干對，然后將一對動物隨機分配于兩組中。 此法的 優(yōu)點 是能清除個體間生物差異，但 不適用于 在同一個體上多次進行實驗和觀察。自身對照有 3種形式： ① 對每個觀察單位進行兩次觀察，第一次觀察不給處理，第二次觀察給予處理，兩次結(jié)果的差值作為實驗效應 ② 對每個觀察單位進行兩次觀察，第一次是處理 A，第二次是處理 B，也以兩次結(jié)果的差值作為實驗效應 ③ 將受試對象隨機分為兩組，首先第一組給予處理 A，第二組給予處理 B，之后再換成第一組給予處理 B，第二組給予處理 A。又稱為 自身對照設計 。 最經(jīng)濟原則： 不論什么實驗，都有它的最優(yōu)選擇方案，這包括在資金的使用上，也包括人力時間的損耗上，必要時可以預測一下自己實驗的產(chǎn)出和投入的比值，這個比值越大越好，當然是以你所擁有的實驗條件為基礎。 彈性原則： 即所謂空缺原則，指的是在時間分配上留有空缺。 要求實驗組和對照組除了處理因素不同之外，實驗對象、實驗條件、實驗環(huán)境、實驗時間、藥品、儀器、設備、操作人員等等，均應力求一致。 小鼠 大鼠 犬 猴 小型豬 一致性原則： 一個實驗設計方案的均衡性好壞，關(guān)系到實驗研究的成敗。尤其是動物實驗結(jié)果要外推到人的實驗，所選用的動物品種應不少于 3種，而且其中之一不應是嚙齒類動物。 如動脈粥樣硬化的實驗，不同動物在血管的結(jié)構(gòu)、病變、 α和 β脂蛋白的比例以及膽固醇的水平各有不同，這樣不僅可以比較一些不同動物病理變化，也可以根據(jù)這些不同的變化尋找生化指標與病變形成的關(guān)系，把實際工作推進一步。 有些實驗單做一種動物還不夠， 應當重復做幾種動物。 ? 過大， 會增加實際工作的困難，浪費人力、物力和時間。例如，血壓一般都測 3次，以 3次的均數(shù)作為最終結(jié)果。重復程度表現(xiàn)為樣本含量的大小和重復次數(shù)的多少。 分層隨機化 (stratified randomization) ? 例 :為比較四種抗癌藥物 (A, B, C, D)的療效，將小鼠體重作為分層或區(qū)組因素，試分配處理。 3. 取隨機數(shù)：同樣可從隨機數(shù)字表或計算器或計算機獲得。 ? 配對隨機化 (paired randomization)和區(qū)組隨機化 (block randomization)可看成是分層隨機化的實際應用。 分 兩組 可按隨機數(shù)的奇偶；分 k組 可按隨機數(shù)除以 k后的余數(shù)進行分組 。每個受試對象獲得的隨機數(shù)可是一位數(shù)，也可是兩位數(shù)或三位數(shù)，一般要求與 n的位數(shù)相同。 ? 實驗設計中常用的兩種隨機化方法：完全隨機化和分層隨機化 完全隨機化 (plete randomization) 直接對受試對象進行隨機化分組 (1)編號：將 n個受試對象編號，動物可按體重大小。 ? 實驗順序隨機 每個實驗對象接受處理先后的機會相同；使實驗順序的影響也達到 均衡 。 ? 抽樣隨機 每一個符合條件的實驗對象參加實驗