一、設計原則
生物醫學科研專業設計中常要考慮如何建立動物模型的問題,因為很多闡明疾病及療效機制的實驗不可能或不應該在病人身上進行。常要依賴于復制動物模型,但一定要進行周密設計,設計時要遵循下列一些原則。
(一)相似性
在動物身上復制人類疾病模型。目的在于從中找出可以推廣(外推)應用于病人的有關規律。外推法(Extrapolation)要冒風險,因為動物與人到底不是一種生物。例如在動物身上無效的藥物不等于臨床無效,反之也然。因此,設計動物疾病模型的一個重要原則是,所復制的模型應盡可能近似于人類疾病的情況。
能夠找到與人類疾病相同的動物自發性疾病當然。例如日本人找到的大白鼠原發性高血壓就是研究人類原發性高血壓的理想模型,老母豬自發性冠狀動脈粥樣硬化是研究人類冠心病的理想模型;自發性狗類風濕性關節炎與人類幼年型類風濕性關節炎十分相似,也是一種理想模型,等等。
如果動物型與臨床情況不相似,在動物身上有效的治療方案就不一定能用于臨床,反之也然。例如,動物內毒性性休克(endotoxin Shock,單純給動物靜脈輸入細菌及其毒素所致的休克)與臨床感染性(膿毒性)休克(Septic Shock)就不*一樣,因此對動物內毒素性休克有效的療法以來不能被臨床醫生所采用?,F在有人改向結扎膽囊動脈和膽管的動物膽囊中注入細菌,復制人類感染性休克的模型,認為這樣動物既有感染又有內毒素中毒,就與臨床感染性休克相似。
為了判定所復制的模型是否與人相似,需要進行一系列的檢查。例如有人檢查了動物壓、脈率、靜脈壓、呼吸頻率、動脈血pH、動脈氧分壓和二氧化碳分壓、靜脈血乳酸鹽濃度以及血容量等指標,發現一次定量放血法造成的休克模型與臨床出血性休克十分相似,因此認為些法復制的模型是一種較理想的模型。同理,按中醫理論用大黃喂小鼠使其出現類似人的“脾虛癥”,如果又按中醫理論用四君子湯把它治好,那么就有理由把它看成人類“脾虛癥”的動物模型。
(二)重復性
理想的動物模型應該是可重復的,甚至是可以標準化的。例如用一次定量放血法可造成出血性休克,死亡,這就符合可重復性和達到了標準化要求。又如用狗做心肌梗死模型照理很合適,因為它的冠狀動脈循環與人相似,而且在實驗動物中它zui適宜做暴露心臟的剖胸手術,但狗結扎冠狀動脈的后果差異太大,不同狗同一動脈同一部位的結扎,其后果很不一致,無法預測,無法標準化。相反,大小白鼠、地鼠和豚鼠結扎冠脈的后果就比較穩定一致,可以預測,因而可以標準化。
為了增強動物模型復制時的重復性,必須在動物品種、品系、年齡、性別、體重、健康情況、飼養管理;實驗及環境條件,季節、晝夜節律、應激、室溫、濕度、氣壓、消毒滅菌;實驗方法步驟;藥品生產廠家、批號、純度規格、給藥劑型、劑量、途徑、方法;麻醉、鎮靜、鎮痛等用藥情況;儀器型號、靈敏度、度;實驗者操作技術熟練程度等等方面保持一致,因為一致性是重現性的可靠保證。