生物医学实验通常是以观察实验处理对实验动物的影响或观察实验动物对实验处理的反应性变化为手段，以求达到探索生命规律和奥秘的目的。这些观察数据有许多可直接或间接地应用于人类生命科学，从而起到保障或提高人类生活质量的作用。因此，选择合适的实验动物对于实验结果的科学性和可靠性至关重要。
选择实验动物，总的目的只有一个，就是为完成实验研究，获得科学稳定和可靠的实验数据。如何做出科学的选择，就要看遵循什么原则，追求什么效果。为达到探索人类生命奥秘、提高生命质量而进行的研究，就需要与人类有可比性的、稳定可靠的实验动物。
实验研究和临床研究是医学研究的2个基本途径，临床研究离不开实验室研究的可供信息，实验室研究的深入开展也依靠临床研究的启迪，两者缺一不可，互为发展。而其共性是都离不开实验动物。目前，国际常年保有的实验动物品种、品系达数百种，各实验动物品种、品系的生物学特性差异较大，而同品种不同品系间也各有其具备优势的生物学特性。因此，实验动物的选择是进行生物医学科学研究首要考虑的问题。实验动物选择的恰当与否，直接关系到课题的设计、经费开支、研究方法的简繁，甚至影响到课题的成败及研究结果的正确性。但要从复杂的实验动物中准确地选择合适的实验动物，不是一个简单的事情，它几乎涉及实验动物学的全部内容。因此，必须从观念和学科高度上给予足够重视，了解实验动物学的基本知识，根据实验动物的特点及实验内容选用符合要求的实验动物。
第一节 选择实验动物所依据的原则
一、广泛查阅文献，积极进行交流
通过查阅文献，可了解本领域、本项目以往使用的实验动物情况及其研究结果，充分利用前人的研究成果、研究思想，从而确定深入的研究计划并可避免重复研究。科研、检验和生产传统应用的实验动物都是科学工作者长期以来实践经验的积累。各个学科、各个研究领域都有自己常用的动物品种和品系。尤其值得注意的是，应该强化查阅实验动物方面的文献和加强与实验动物科学工作者的沟通，以便有效地充分利用实验动物学的研究成果，从而使实验动物选择及应用更有效、更准确、更好地为自身课题服务。
医学研究中许多重大突破都和实验动物有关。如果没有对实验动物近交系小鼠的充分了解，也就没有BALB/c小鼠骨髓瘤细胞与其免疫后的脾细胞融合技术的出现及单克隆抗体技术的产生。第三军医大学烧伤研究所关于人体烧伤后肠源性感染观点的确立在临床实践和理论上都是一个突破。其观点认为，人体体表烧伤后可导致病人肠道菌群失调，使肠道菌群突破屏障进入血液循环引起全身感染。20世纪60年代无胸腺裸鼠的出现和使用，使医学工作者对人体肿瘤的异种移植成为可能。1983年美国学者Bosma发现T、B细胞联合免疫缺陷的SCID小鼠后，1988年Mosier等迅速认识到该种动物可能具有巨大的潜在作用，首次将人外周血淋巴细胞及胎肝移植于SCID小鼠皮下及肾包膜下，获得免疫重建的初步成功。从此，将人淋巴细胞和其他人体组织细胞移植于SCID小鼠而建立SCID-hu小鼠模型的研究迅速兴起，引起了世界各国生物医学多个学科的广泛兴趣，为淋巴细胞分化、肿瘤生物学、感染性疾病、器官移植等多方面提供了新的途径。
二、进行必要的动物预实验
通过自己直接观察和了解某种动物品系是否适合本课题研究是选择动物的可靠方法。预实验的作用在于：①初步观察动物是否适宜于本项目的研究；②熟悉动物的生物学特性及饲养管理；③检查与动物实验配套的实验条件、方法是否初步到位。因此，在正式动物实验前进行预实验有助于实验人员根据实际情况而不是仅凭理论知识来进行动物的选择和实验设计的改进，起到事半功倍的效果。
三、相似性原则
医学研究中，人们利用实验动物的某些与人类近似的特性，通过动物实验对人类疾病的发生发展机制进行推断和探索，所以掌握实验动物与人的异同点在动物种属的选择上很重要。一般来说，动物进化程度愈高，其功能、代谢、结构愈复杂，反应就愈接近人类，所以猴、猩猩等灵长类是最近似于人类的理想动物。而有些动物进化程度并不一定很高，但是某些组织器官的结构或疾病特点却与人类很相似。例如，猪的皮肤组织学结构与人相似，上皮再生性、皮下脂肪层及烧伤后内分泌代谢等也相似，选用小型猪做烧伤实验研究是较理想的实验动物；小鼠在氢氧化铵雾剂刺激下有咳嗽反应，可利用这个特性来研究镇咳药物。
相似性主要包括以下几个方面：①结构和功能的相似性；②时相或年龄状态的相似性；③群体分布的相似性；④生态或健康状况的相似性；⑤疾病特点的相似性；⑥操作实感的相似性。
四、选用解剖、生理特点符合实验目的要求的实验动物
选用解剖生理特点符合实验目的要求的实验动物做实验，是保证实验成功的关键。实验动物所具有的某些解剖生理特点，为实验所要观察的器官或组织等提供了很多便利条件，如能恰当使用，将减少实验准备方面的麻烦，降低操作难度，使实验容易成功。同时不同种系实验动物对同一因素的反应往往是相似的，即有它共同性的一面，但也往往会出现特殊反应情况，有它的特殊性。
实验研究中常要选用那些对实验因素最敏感的动物作为实验对象，因此不同实验动物存在的某些特殊反应性在选择实验动物时更为重要。例如，在外科手术操作性模型中，体形大的动物比体形小的动物在操作实感上更接近人类，在此情况下应选用猪、犬等大动物。家兔颈部的交感神经、迷走神经和主动脉减压神经是分别存在、独立行走的，而猪、犬、猫等其他动物的减压神经并不单独行走，而是行走于迷走、交感干或迷走神经间，因此，如要观察减压神经对心脏等的作用时，须选用家兔。家兔的胸腔结构与其他动物不同，当开胸和打开心包胸膜，暴露心腔进行实验操作时，只要不弄破纵隔膜，动物不需要做人工呼吸，给实验操作带来很多方便，所以兔适合做开胸和心脏方面的实验。大鼠没有胆囊，不能做胆囊功能的研究，却适合胆管插管，从而可收集胆汁，进行消化功能等方面的研究；大鼠肝脏的枯否细胞90%有吞噬能力，肝脏再生能力很强，切除60%～70%的肝叶，仍有再生能力，适用于肝外科实验的研究。大鼠、小鼠、猴、猪、豚鼠等实验动物是按一定性周期进行排卵的，不交配也可正常排卵；而兔和猫属典型的刺激性排卵动物，只有经过交配的刺激，才能进行排卵，因此可选用成年雌兔来诱发排卵，是观察药物和排卵的影响关系、进行避孕药研究中最常用实验动物。不同品种、品系实验动物存在的这些特殊反应，在选择实验动物时必须注意。同种但不同品系的动物，对同一刺激的反应也存在差异，在选择时更要注意。如DBA小鼠对音响刺激非常敏感，闻电铃声后可出现特殊的发作痉挛，甚至死亡，而C57BL小鼠却根本不会出现这种反应；C3H雌鼠乳腺癌自发率达90%，AKR小鼠白血病自发率达65%。
五、选用患有类似人类疾病的近交系或突变系动物
许多自发性或诱发性疾病模型能局部或全部反映人类的疾病过程，这些疾病有的可经遗传学方法固定于动物品系之中，有的可在动物身上诱发复制。如无胸腺裸鼠、青光眼兔、肥胖症小鼠等带有免疫缺陷病、遗传性疾病的动物，在一定程度上减少了人为因素，更接近自然的人类疾病，其应用价值很高。因此，选用适当的动物模型研究相关的人类疾病是非常必要的。
六、选用结构功能简单又能反映研究指标的动物
进化程度高或结构功能复杂的动物，有时会给实验条件的控制和实验结果的获得和分析带来难以预料的困难。在能反映研究指标的情况下，应选用结构功能简单的动物。例如，果蝇具有生活史短（12天左右）、饲养简便、染色体数少（只有4对）、唾液腺染色体制作容易等诸多优点，所以是遗传学研究的绝好材料，而同样方法若以灵长目动物为实验材料，因寿命长，其难度是可以想像的。
七、匹配性原则
生物医学研究的关键问题，就是实验结果的准确性、重复性，而实验动物的标准化是动物实验研究结果获得准确性及重复性的前提条件。因此，在实验研究中，只能选用经遗传学、微生物学、环境及营养控制而繁育的标准化实验动物，才能排除细菌、病毒、寄生虫和潜在疾病对实验结果的影响，才能排除实验动物的杂交、遗传学污染而造成的个体差异及实验反应的不一致。总之，选择动物类别或级别时，应根据课题内容要求，综合评价所选用的动物质量是否与实验设计、技术条件、实验方法相适应，切实避免应用高精尖仪器、试剂和低标准或低反应性能动物相匹配；或用低性能测试手段与高标准或高反应性能动物相匹配的不协调的结合。
这种匹配的协调性反映在生物反应性、实验技术构成及动物品种、品系、年龄、性别、体形、行为特性等方面。注意人与实验动物对同一刺激的反应差异，选用对实验因素最敏感的动物，不同品系的实验动物在基因型、组织型、易感性等方面是有差别的，如家兔对体温十分敏感，适于发热、解热和检查致热原等实验研究；大小鼠体温调节不稳定，就不宜选用。对同一因素的刺激往往会出现特殊反应，人们利用这一特点，可以生产出对人类毒性小而对肿瘤细胞或病原微生物杀伤力强的药物或弱毒疫苗。
八、易获性原则
在进行生命科学研究过程中往往会受到实验室环境、经费支持、设施条件、研究方法等的限制。在选择实验动物时，既要注意选用与实验研究目的相符合的实验动物，又要注意在不影响实验质量的前提下，选用最易获得、最经济、最易饲养管理的实验动物来做实验研究。这样可以减少实验研究中的许多困难。大大增加实验研究的可行性和易行性。比如：在某一研究中，犬和大鼠都可以使用的情况下，就应选择大鼠，其相对的易获得性、易管理性及所需的饲养场所比犬要简单得多，且环境控制、营养控制、系统误差的控制都较易，并且所需经费大为减少。
第二节 实验动物选择应注意的问题
动物对外界刺激的反应存在着种属差异和个体差异。为了减少实验误差，在动物的选择上还应注意动物年龄、体重、性别、生理状态、健康状况及动物品系、等级及个体选择因素等。
一、年龄、体重
实验动物的寿命各不相同，在发育上，有的以日计龄，有的以月计龄，有的以年计龄。若对犬和小鼠均观察一年，所反映的生命过程是完全不同的。即使同样是犬，不同的年龄段所反映的生命过程也是不同的，而且年龄不同，其生物学特性不同。在受到外界因素的作用时，不同年龄的动物可呈现不同的反应和应激状态。如兔出生后2周以上肝脏才有解毒功能，4周后可达到成年兔水平；大鼠的葡萄糖醛酸转移酶约在出生后30天才能达到成年鼠的水平。一般来说，应选择性成熟的青壮年动物为宜。老龄动物的代谢、各系统功能均下降，除特殊实验外，不宜选用。所以在选择实验动物年龄时，应注意到各种实验动物之间的年龄对应，以便进行分析和比较。
动物一般可按体重推算年龄，例如，昆明小鼠6周龄时雄性约32g，雌性约28g；Wistar 大鼠6周龄时雄性约180g，雌性约160g；豚鼠2个月龄时体重约400g，日本大耳白兔8个月龄时体重约4500g。应该注意的是，实验动物的体重与年龄间有一定的相关性，但这种关系依赖于一定的营养水平及饲养条件。在正常营养状态及饲养条件下，也可根据体重加以选择，选择发育正常、体重符合要求的实验动物，不宜笼统对待。同一实验中，动物体重尽可能一致，若相差悬殊，则易增加动物反应的个体差异，影响实验结果的正确性。
二、性别
实验表明，不同性别的动物对毒物的敏感性不同。例如，给大鼠皮下注射0.1～0.2ml 的30%的乙醇溶液，雄性动物死亡84%，而雌性动物只死亡30%。有时雌性动物的敏感性较雄性动物为高，如给大鼠麻醉剂（戊巴比妥钠）时，雌性动物的敏感性为雄性动物的2.5～3.8倍；又如雌性小鼠对食盐的急性毒性与慢性毒性的敏感性并不一致，急性毒性雌鼠较雄性鼠敏感，而慢性毒性雄鼠较雌鼠敏感。一般来说，实验若对动物性别无特殊要求，则宜选用雌雄各半。
三、生理状态
动物的生理状态如怀孕、哺乳、性周期的不同阶段等对实验结果影响很大，因此实验不宜选用处于特殊生理状态的动物进行。如在实验过程中发现动物怀孕，则体重及某些生理系列指标均可受到严重影响，此时应将怀孕动物剔除。当然，为了特定的实验目的，如证明药物对妊娠及后代在胎内、产后的影响时，就必须选用这类动物。
四、健康状况
动物的健康状况对实验结果正确与否有直接的影响。健康的动物体形丰满、发育正常，被毛浓密有光泽且紧贴身体、眼睛明亮活泼、行动迅速、反应灵敏、食欲良好。对于慢性实验用的动物，尤其是大动物，除了上述一般观察外，应对每只动物仔细做全身的健康检查，主要检查项目如下。
1.眼睛瞳孔是否清晰，眼睛有无分泌物，眼睑有无发炎。
2.耳耳有无分泌物溢出，耳壳内是否有脓疮。
3.鼻有无喷嚏以及浆性黏液分泌物流出。
4.皮肤有无创伤、脓疡、疥癣、湿疹。
5.头部姿势是否端正（若有歪斜，常证明有内耳疾患）。
6.胃肠道有无呕吐、腹泻、便秘，肛门口被毛是否洁净。
7.神经系统是否有震颤，不全性麻痹等。
一时性的健康检查，不能完全确定动物是否健康，因为有些疾病在潜伏期，常无明显症状。一般在实验前，选好的动物需有7～10天的预检，并可使动物适应新的饲养条件。
五、实验动物的选择和应用应注意有关国际规范
国际上普遍要求动物实验达到实验室操作规范（good laboratory pracitce，GLP）和标准操作程序（standard operating procedure，SOP），这些规范对实验动物的选择和应用、实验室条件、工作人员素质、技术水平和操作方法都要求标准化。所有药物的安全评价试验都必须按规范进行，这是实验动物选择和应用总的要求。同时要遵循目前国际上广泛宣传的3R原则，即：reduction（减少），要求提高实验动物质量，尽可能减少实验用动物的数量，以获取同样多的信息，如在几个实验中合用动物或通过改进统计法以减少动物的使用量；refinement（优化），要求尽可能改进实验程序，减少动物在实验过程中的痛苦或不安，如使用新的、有效的镇静剂；replacement（替代），要求通过使用其他方法或模型来替代动物的使用。美国政府每年拿出1/4～1/2的科研经费用于动物替代的研究项目。
第三节 常见生物医学研究中实验动物的选择与应用
一、药理学研究中实验动物的选择与应用
（一）作用于神经系统的药物
研究动物行为药理学最常用的动物有小鼠、大鼠、猫、鸽、猴等，实验时常用2个种属的动物。第一种是用实验比较方便的动物，如小鼠、大鼠；第二种是用非啮齿类动物，最好选用猴或猩猩。选择动物时应注意各种系动物的特点。第二种适用于做刺激研究，因为大鼠视觉、嗅觉较灵敏，做条件反射等实验反应良好。但大鼠对许多药物易产生耐药性。猫和犬的自然行为多样而稳定，常用于神经药理、神经生理以及生物学行为观察的补充实验，猴和猩猩则更接近于人类。大鼠和小鼠的活动在夜间比白天多，故研究中枢神经抑制药在夜间进行实验较好。不同种属的动物对药物的反应可以有明显差异。如吗啡对大鼠、兔、犬和猴的作用是抑制性的；而对小鼠、猫、鹅和马的作用是兴奋性的。所以做实验时要包括不同种属的实验动物。
药物对动物一般活动的影响：常用最简易的方法是采用直接观察法，观察动物的一般行为和特殊情绪，如激怒、躁狂、瞳孔大小、对捕捉抵抗等行为。为便于记录，可用评定行为改变和行为分级的方法，采用定性和定量来记录动物行为。
某些敏感动物（主要是鼠类）在受到强铃声刺激时，能产生一种定型的运动性发作，称为“听源性发作”（audiogenic seizure），这是研究抗癫痫药物的一种常用模型。可选用DBA/2J系小鼠（听源阳性鼠）供科研用。也可采用一些药物来提高大鼠的听源性发作阳性率。
各种动物的大脑皮质感觉运动区是致痫敏感区之一，特别是猴极易在此区形成癫痫病灶。将铝剂注入到中央前回和中央后回比单纯注入中央前回易于形成；将铝剂注入到猴和猫的颞叶前部，可引起运动性和精神运动性发作；大脑皮质其他区域不敏感。病理模型的形成以猴最为敏感，猫次之，其他动物不敏感。所以，常选用猴做此实验，麻醉后在无菌条件下将消毒后的4%氢氧化铝乳剂用皮内针头注射到前脑和后脑皮质感觉运动区，注射两点或数点，勿使药液外流于软脑膜内，可在注射后35～60天，出现自发性癫痫发作。如果铝剂形成的病灶严重，也可在注射后2～3周发作。
目前国内外筛选镇痛药常用致痛方法，概括有物理性（热、电、机械）和化学性刺激法。这些方法各有优缺点，其中以热、电刺激及钾离子皮下透入致痛法使用居多。常用的动物有小鼠、大鼠、豚鼠、家兔、犬、猴等。动物实验中常用的痛反应指标为嘶叫、舔足、甩尾、挣扎及皮肤、肌肉抽搐等。应用猴研究镇痛剂的依赖性较为理想，因为镇痛剂对它的依赖性表现与人较接近，戒断症状又较明显且易于观察，已成为新镇痛剂进入临床试用前必须做的试验。
发热和炎症都是临床常见的症状。实验室常用病毒、细菌、细菌产物、内毒素和抗原抗体复合物等引起发热，也有用微量前列腺素（PGE）直接注入动物脑室或丘脑下部进行致热。实验性炎症应该选用哺乳类动物，并根据实验模型的不同采用不同种属的动物。例如，足跖浮肿模型须采用大鼠；形成过敏性炎症应首选豚鼠；而家兔则最易产生发热反应。此外，幼小动物（如小犬、小兔、小鼠）炎症反应相当微弱，甚至可以完全不出现。家兔对刺激的炎症反应与其毛色有关，白毛兔比有色毛兔的炎症强度和炎症经过均较剧烈。
曾致炎组织比初次炎症刺激时反应微弱，因此不宜在同一部位反复复制炎症。动物种属、年龄和形态特点，对发热反应有明显影响。例如，小鼠、豚鼠，有时包括大鼠，均不宜用于复制发热模型。这些动物的恒温功能差，对发热刺激的反应低，有时对热原性物质的刺激体温反而下降。而兔的发热反应典型恒定，因而常用。但须注意，家兔年龄在20～30天以内者可不发生发热反应，而体重在2kg左右者，结果最为满意。大鼠则以体重150～200g 为最适宜。
同种动物形态上的差异也会影响到体温反应，如长毛家兔和长毛犬的体温比短毛者上升的慢。犬对外界环境的变化反应稳定，但小鼠和大鼠的体温波动很大。动物长时间捆绑时，体温可显著降低；当动物挣扎时则可使体温升高。因此通常把动物固定在木盒内，以限制其多余的活动。
给动物注射菌液或内毒素时，注射量并不与发热反应强度成正比。注入量过大时的体温可不上升，故剂量的选择必须恰到好处。静脉注射菌液或内毒素等引起的发热较皮下注射迅速而强烈。但注射化学刺激剂则必须注射到动物皮下才会引起较强反应，可能是该类物质刺激皮下组织造成无菌性炎症所致。
去水吗啡对不同种属动物具有不同的作用，对某些动物（如犬、猫）可引起顽固性呕吐；对另一些动物（如马、牛、啮齿类动物）则可引起惊恐、运动性增高和强制性的啮齿动作；鸽则引起强烈性的啄凿。为了研究药物对去水吗啡的作用，多认为选用具有温和啮齿动作的小鼠为宜，以观察药物能否拮抗去水吗啡引起的小鼠啮齿动作，来测定其中枢兴奋的强度。引起食欲抑制的药物大多为中枢兴奋药，所以测定药物对动物食物摄取量的影响，可作为中枢兴奋药的筛选指标之一。常选用猫来研究食欲抑制药物有无耐药性及其发生速度，亦可选用小鼠或采用全硫葡萄糖饲喂的小鼠肥胖模型来研究食欲抑制药。
（二）作用于心血管系统的药物研究
抗心肌缺血药物研究可选用犬、猫、家兔、大鼠和小鼠。抗心律失常药物研究可用豚鼠，不宜用小鼠，因小鼠不便操作。用犬试验时，应注意试验药物不能用吐温助溶。
降压药物研究一般选用犬、猫或大鼠，肾血管型高血压大鼠（SHR）是良好的模型动物。降压药研究，不宜使用家兔，因家兔外周循环对外界环境刺激极敏感，血压变化大。治疗心功能不全药物研究常用犬、猫、豚鼠，也可用家兔，一般不宜用大鼠，因为它对强心苷和磷酸二酯酶制剂的强心反应不敏感。
降血脂药物研究一般选用大鼠、家兔，尤其是遗传性高脂血症兔是良好的模型动物。抗动脉粥样硬化药物研究目前缺乏理想的模型动物，一般可选用家兔和鹌鹑。这2种动物对高脂日粮诱发脂代谢紊乱极为敏感，动脉粥样硬化极易形成。但是，家兔是草食动物，鹌鹑属鸟类，其动脉粥样硬化发病部位及病理改变情况与人类不一致。
抗血小板聚集药物研究一般选用家兔和大鼠，个别试验选用小鼠。为避免动物发情周期影响，宜用雄性动物。抗凝血药物研究常用大鼠和家兔，也可用小鼠、豚鼠或沙鼠等，也以雄性动物为宜。在研究药物对心脏的作用时，可选择青蛙和蟾蜍，因为它们的心脏在离体情况下仍有节律地搏动很久。
（三）消化系统药理实验中的选择与应用
1.胃液分泌实验 胃液收集常选用犬和大鼠。由犬右侧嘴角插入胃管收集胃液，大鼠则需剖腹，从幽门端向胃内插入一直径约3mm的塑料管，在紧靠幽门处结扎固定，以收集胃液，可进行胃酸的测定和胃蛋白酶的测定。
2.胰液和胆汁收集胰液收集可选用犬、兔或大鼠。为了观察某些药物对胆汁分泌、胆汁排出以及存在于胆系内结石的影响，需要研究用药前后胆汁流量及其成分的变化。胆汁可分别给动物做胆囊瘘和总胆管瘘收集。胆囊瘘常选用犬、猫、兔和豚鼠进行，而以犬为佳。在全麻下进行手术，以右肋缘下横切口的暴露最为满意。如欲观察胆汁的分泌情况需要结扎胆囊管或选用大鼠，因后者无胆囊，所以做总胆管造瘘手术常选用大鼠。收集胆汁后可进行各种胆汁的理化指标分析。
（四）作用于呼吸系统的药物研究
镇咳药筛选的首选动物是豚鼠，因为豚鼠对化学刺激或机械刺激都很敏感，刺激后能诱发咳嗽，刺激其喉上神经亦能引起咳嗽。猫在生理条件下很少咳嗽，但受机械刺激或化学刺激后易诱发咳嗽，故可选用猫用于刺激喉上神经诱发咳嗽，在初筛的基础上进一步肯定药物的镇咳作用。犬不论在清醒或麻醉条件下，化学刺激、机械刺激或电刺激其胸膜、气管黏膜或颈部迷走神经均能诱发咳嗽，犬还对反复应用化学刺激所引起的咳嗽反应较其他动物变异小，故特别适用于观察药物的镇咳作用持续时间。兔对化学刺激或电刺激不敏感，刺激后引发喷嚏的机会较咳嗽为多，故兔很少用于筛选镇咳药。小鼠和大鼠给以化学刺激虽能诱发咳嗽，但喷嚏和咳嗽动作很难区别，变异较大，特别是反复刺激时变异更大，实验可靠性较差。尽管目前也有人以小鼠用氨水或二氧化硫引咳法来初筛镇咳药，应尽量少用。
支气管扩张药物研究最常用的动物是豚鼠，因其气道平滑肌对致痉剂和药物的反应最敏感。利用药物引喘时，宜选用体重不超过200g幼龄豚鼠效果更佳。大鼠某些免疫学和药理学特点与人类较接近，如大鼠的过敏反应由IgE介导，大鼠对色甘酸钠反应较敏感。因此，大鼠气道平滑肌标本亦常被选用。另外，大鼠气道平滑肌对氨酰胆碱也较敏感，但对组胺不敏感。
祛痰药研究一般选用雄性小鼠、兔或猫，用来观察药物对呼吸道分泌的影响。观察对呼吸道黏膜上皮纤毛运动影响的实验中，可采用冷血动物蛙和温血动物鸽。家兔因气管切开时容易出血，会影响实验结果，不宜采用。
二、免疫学研究中实验动物的选择与应用
免疫学的研究，包括从预防感染到区别机体自身或非自身的基本生物现象的研究，一般多选用实验动物作为对象，而且免疫学上的许多理论知识都是通过动物实验获得的，特别是各种近交系和免疫缺陷动物、无菌动物、悉生动物及无特定病原体动物的培育成功，为免疫学研究提供了重要手段，大大促进了免疫学的发展。
（一）影响实验动物免疫反应的因素
免疫反应是随着动物种的进化而复杂化、精密化和完善化，不同品种和品系动物的免疫反应有很大差异，因此在免疫学研究中选择动物时要特别注意动物遗传因素的影响，还要注意动物的年龄因素、感染因素、营养因素、药物因素、母源因素、应激因素、免疫抑制剂等因素对动物免疫反应的影响。
1.动物的遗传因素研究表明小鼠、豚鼠、家兔等动物对特异性抗原的免疫反应受遗传控制。动物的遗传背景决定着动物对各种疾病的易感性，决定着自身免疫病和体液免疫反应。这种免疫反应的基因主要存在于动物体内主要组织相容性系统上。
2.动物的年龄因素选择适宜年龄的实验动物非常重要，年龄影响着实验动物的免疫功能，如幼龄动物的免疫系统功能发育不完善或功能很弱。一般来说，动物的免疫功能在青年期达到高峰，以后随着年龄增大逐渐减弱，主要表现有血清中免疫球蛋白含量低，细胞免疫功能下降，恶性肿瘤和自身免疫性疾病的发病率增高等。根据研究，小鼠、大鼠和豚鼠随年龄增加免疫反应的活性也减弱，老龄鼠产生IgG和IgM的能力仅为青年、成年鼠的10%左右，细胞免疫同样也减弱。因此，老龄鼠对诱发肿瘤极为敏感。
3.动物的母源因素各种哺乳类动物的胎仔和初生仔畜免疫的获得不同，在初乳中主要为IgA，初生动物血清中的母源抗体大部分为IgG，对仔畜预防病毒和细菌感染起着一定的保护性免疫作用。大部分IgA对黏膜表面起着局部保护作用，而IgG起着总的保护作用。但是母源抗体还有有害作用，它能诱发新生动物溶血病和抑制初生动物的主动免疫。雌性动物将母源抗体转移给胎仔或仔畜的途径和特异性不同，这与动物胎盘的结构和类型有关。一般来说，有3种主要的转移途径，随动物种类不同，有的经绒毛膜尿囊胎盘转移；有的经卵黄囊上皮和卵黄循环转移；还有是初乳经肠道吸收。前两者被认为是胎仔期获得抗体的途径，后者为出生后转移抗体的途径。免疫球蛋白的转送是有选择性的，有些种类的抗体易转移，同种（系）抗体转移比异种抗体快。胎盘对各种母源抗体也有选择性，如灵长目中IgG 易通过胎盘屏障，IgM、IgA和IgE则不能；家兔的IgG和IgM易通过胎盘到达胎仔。关于母源抗体选择性的转移机制还不清楚。
4.动物的感染因素病毒、细菌、真菌或寄生虫的感染都能多方面地改变动物机体的生理功能，这种改变无疑将影响到动物的免疫系统。动物感染可引起继发性营养不良，从而影响到免疫反应。一般实验动物常发生病毒的隐性感染，在以下几方面影响免疫功能：①抗体产生的方式；②免疫球蛋白的数量；③免疫耐受性的产生，植皮排斥，植皮对宿主的反应；④迟发型变态反应；⑤淋巴细胞转化和吞噬作用等。
动物病毒感染引起的免疫抑制表现：①干扰正常免疫系统的功能；②改变抗原的吸收和处理；③破坏抗体形成细胞和浆细胞（如白血病病毒）；④病毒感染后也可引起免疫增强的表现。
（二）实验动物免疫反应的特点
1.灵长类（除人外）灵长类动物主要有4种免疫球蛋白，即IgG、IgM、IgA和IgE。新界猴（除一种卷尾猴外）没有发现IgA。已证明在猕猴、狒狒和黑猩猩中有抗寄生虫性抗原的IgE抗体，但在新界猴中仍无此种抗体。高等灵长类与人的免疫球蛋白有较强的交叉反应，但长臂猴例外。灵长类动物具有血性绒毛膜胎盘，只允许IgG通过，IgM、IgA和IgE是不能通过的。新生的猴不能从初乳中吸收抗体。
2.犬犬的免疫球蛋白有IgG、IgM、IgA、IgG1和IgG2.在犬花粉病和各种蠕虫感染中发现有IgE。Patterson等指出成年犬对各种蛋白抗原只产生少量的循环抗体。胎仔和新生犬也有类似情况。犬除用做一般移植研究外，也越来越多地作为免疫病研究的动物模型。除人之外，对气溶胶出现变态反应的动物，犬大概是仅有的一种。因此，人的变态反应和气喘的研究，犬是适宜的动物模型。人花粉病的临床表现为结膜炎、鼻炎和皮炎，犬季节性花粉病多数只有皮炎，无眼和呼吸道症状。人的这种变态反应是由IgE引起的，犬由豚草花粉致敏后，血液和皮肤中也有IgE抗体。
3.兔兔常被用于实验室制备抗体。由于所用兔的品种、品系和个体的不同，对某种抗原产生抗体的能力也不同。有些品系的兔，至少有20%产生的抗体效价低或无效价，为了得到高效价的血清，一般多采用10只兔作为一组进行免疫。兔被用来做过敏反应的研究，IgG和IgE引起的过敏反应，临床症状相似，机制都是抗原-抗体结合和血小板-白细胞凝集形成沉淀物，释放药理活性物质（组胺和5-羟色胺）进入肺循环，在右心的流出道中产生一种机械和药理的联合作用，导致循环性虚脱。IgG诱发血小板或嗜碱性的细胞释放影响血管的胺要依赖补体的作用，而IgE诱发释放的胺不依赖补体。
4.豚鼠豚鼠中已确定的免疫球蛋白有：IgG（IgG1、IgG2）、IgA和IgE。IgG1是变态反应的媒介，IgG2与小鼠的IgG1和IgG2相似，在抗原——抗体作用中起结合补体的作用。豚鼠除作为补体的来源外，已广泛用于免疫的发生和迟发型变态反应的研究。豚鼠的皮肤已被用于结核菌素的皮内试验和接触过敏物质的迟发型变态反应的研究。豚鼠和人的结核菌素反应差别是有无细胞浸润。另外，豚鼠的迟发型变态反应在24～48h达到高峰，人在48～96h达到高峰；人和豚鼠接触敏感的化学物质引起的变态反应，细胞反应非常相似，而对皮内接种抗原的反应却有明显的不同，豚鼠比人有更多的白细胞和巨噬细胞对抗原起反应。当进行免疫学研究选择豚鼠时，应特别注意机体本身的因素，如年龄、体重、饮食和遗传因素。
5.小鼠小鼠的免疫球蛋白有IgM、IgA、IgE、IgG1、IgG2a和IgG2b。近交系小鼠对不同抗原的免疫反应是在常染色体的遗传控制之下，这种常染色体上有支配免疫反应的基因（Ir），基因连接在主要组织相容位点（H-2）上。基因Ir好像同T细胞的功能有关系，与B细胞的关系不大。小鼠虽然能产生迟发型变态反应，但很少见到典型的表皮反应，也不像其他动物那样有规律。小鼠能被诱发产生速发型变态反应，它的全身性过敏反应的特点是循环不畅，循环性虚脱，常在几小时甚至10～20min死亡。
6.大鼠在大鼠中，连接在主要组织相容复合体（H）上的免疫反应基因（Ir）控制着对GT（L-谷氨酸和L-酪氨酸）和GA（L-谷氨酰胺和L-氨基丙酸）的免疫反应，豚鼠与其相似。大鼠和豚鼠的免疫反应基因控制着体液抗体反应和细胞免疫。已经证明，大鼠对绵羊细胞（SRBC）和牛γ球蛋白（BGG）的免疫反应有品系的差异。大鼠有反应素抗体IgE，蠕虫感染常能诱发大量的IgE抗体，它们存在于血液循环之中。常规的免疫法只能使大鼠产生少量反应素，在体内存在的时间较短。
7.猪已经知道猪有3种免疫球蛋白，即IgG（IgG1和IgG2）、IgM和IgA。猪初乳中的免疫球蛋白主要是IgG（其中IgG1为主），其次是IgA。泌乳2～3天后，乳中IgG和IgM迅速下降，但IgA的量仍保持相对稳定。猪的IgA同人的IgA有交叉反应。IgA有单体和存在于分泌中的双体2种，它们分别为7S和10S。肠道固有层中包含着多量分泌IgA的浆细胞。
三、单克隆抗体研究中实验动物的选择与应用
杂交瘤合成单克隆抗体（monoclonal antibodies，McAb）是近年来生物医学研究中的一项重大突破。从根本上解决了免疫学中长期存在的“特异性”和“重复性”问题，在生物医学领域内发挥了巨大作用。目前，杂交瘤单克隆抗体的应用范围愈来愈广泛，已经深入到整个生物医学的各个领域，几乎所有抗原物质都可以应用这项技术获得针对单一抗原决定簇的单克隆抗体。所以，可以说它是一把分子刀，用它可以剖析任何一种抗原物质的细微结构；它又是一种均质的、高特异性的抗体，可用它研究免疫学、遗传学、肿瘤学和其他学科中各种复杂的现象，同时还可用于诊断各种疾病，包括恶性肿瘤；它又可当做一种药剂治疗某些疾病，甚至肿瘤；还可以用于提纯各种蛋白质。实验动物在杂交瘤单克隆抗体技术中占有极为重要的作用，它是形成单克隆抗体的必须条件。
（一）常用于淋巴细胞杂交瘤技术的实验动物
1.近交系BALB/c小鼠它是此技术中最常用的动物。目前用于细胞融合的小鼠骨髓瘤细胞几乎都来源于BALB/c系小鼠。其杂交瘤可接种于BALB/c或它的杂交F1代小鼠，从带瘤动物取血清或腹水制备单克隆抗体。
2.大鼠LOU（又称LOU/Wsl）系LOU/C大鼠8个月龄以上的雄鼠自发性浆细胞瘤发生率为30%，而雌鼠为16%，常发生在回肠淋巴结，其中60%的这种浆细胞瘤合成单克隆免疫球蛋白IgG1（35%）、IgE（36%）或IgA。LOU/C与LOU/M的组织相溶性相同，可以互相接种进行皮肤移植。
在双特异性单克隆抗体（BSMCA）的研究中，就必须要使用LOU大鼠。同时，用LOU大鼠制备单克隆抗体其腹水产量比用BALB/c小鼠大几十倍，能较好地解决单克隆抗体的大量制备问题。双特异性单克隆抗体技术和杂交-杂瘤技术是单克隆抗体技术的新进展，BSMCA可代替交联剂，代替酶标技术，在免疫组织化学和免疫测定技术中有广泛的应用价值，在癌症的导向治疗和体外免疫扫描诊断上有广阔的应用前景。
（二）实验动物的自发性和诱发性骨髓瘤
1.自发性骨髓瘤根据报道能合成免疫球蛋白的肿瘤存在于犬、马、地鼠、大鼠和小鼠。除大鼠、小鼠外，这类肿瘤在其他动物仅偶然发现，故未能广泛用于研究。在小鼠中，与Ig产生相关联的肿瘤包括浆细胞瘤（骨髓瘤）和淋巴瘤。这些肿瘤能分泌Ig或有Ig结合在细胞表面，或分泌与表面结合同时存在。至今研究最广泛的、能产生Ig的小鼠肿瘤为浆细胞瘤。其来源为单克隆性，几乎每一种浆细胞瘤细胞都只产生一种Ig分子，含有相同的轻链和重链。小鼠自发性浆细胞瘤最常发生于回盲部黏膜固有层，伴有黏膜溃疡和黏膜下炎症，晚期肿瘤转移至肠系膜淋巴结。
2.诱发性骨髓瘤1959年Mervin首先报道BALB/c小鼠诱发性浆细胞瘤是将装有C3H小鼠乳腺癌组织的微孔扩散盒植入小鼠腹腔，6个月后在腹膜下结缔组织发生浆细胞瘤或纤维肉瘤并有出血性腹水。后来发现，BALB/c小鼠腹腔注入Freund 佐剂可诱发浆细胞瘤，只注射矿物油也可诱发浆细胞瘤。其诱发可能与多种因素有关，最重要的是遗传因素。BALB/c小鼠有独特的敏感性，浆细胞瘤诱发率很高，其他纯系小鼠如DBA/2、A/He、C57BL/He、C57BL/Ka、C3H/He等，注射矿物油或植入扩散盒仅偶见诱发浆细胞瘤，BALB/c与其他品系小鼠杂交的第1代，注射矿物油的诱发率一般很低。另一有关因素是激素，BALB/c小鼠注射矿物油时，雄性鼠诱发率比雌鼠高，雌鼠注射睾丸酮可提高诱发率，注射孕酮、雌二醇、皮质醇则可抑制浆细胞瘤发生。
（三）用于融合的动物骨髓细胞系
淋巴细胞杂交瘤（lymphocytic hybridoma）技术需要骨髓细胞系（myeloma cell line）。在淋巴细胞融合技术中，理想的骨髓瘤细胞系应能获得高融合率，并得到产生特异性抗体的杂交瘤。有些骨髓瘤细胞系不仅融合率不高，而且本身分泌免疫球蛋白（Ig），致使杂交瘤细胞仍分泌亲系骨髓瘤的Ig链。
现已建立的用于B细胞杂交瘤技术的小鼠和大鼠的骨髓细胞系有下列几种。
1.小鼠骨髓瘤细胞系小鼠P3-NS1/1-Ag4-1、小鼠P3-X63-Ag8、小鼠P3-X63-Ag8.653、小鼠P3-X63-Ag8-U1、小鼠SP2/O-Ag14、小鼠45.6TG1.7、小鼠45.6TG1.7.5、小鼠PuBul-Ou。
2.大鼠骨髓瘤细胞系在细胞融合技术中，使用大鼠骨髓瘤细胞系的优点是，从带瘤大鼠得到的血清和腹水量约比小鼠高10倍，适于大量生产McAb或同种异型的抗大鼠抗体。主要有大鼠Y3-Ag1.2.3、大鼠YB2/O。
四、肿瘤学研究中实验动物的选择与应用
研究肿瘤的病因学、发病学、肿瘤细胞的生物学特性、肿瘤和宿主的相互关系、肿瘤的诊断预防和治疗等有关肿瘤的一切知识的总体称为肿瘤学（cancerology）。它分为两大领域：临床肿瘤学和实验肿瘤学。前者以人为主要对象，主要目的是预防和诊治这一疾病；后者的对象较为广泛，主要以实验室手段探索与肿瘤有关的各方面课题，以其各项成果为前者服务。在实验肿瘤学研究中，实验动物是其主要研究对象和材料，通过动物实验，创立了实验肿瘤学，发现了化学致癌物质和致癌病毒，推动了肿瘤学的研究，为肿瘤的防治开辟了广阔的前景。特别是各种高癌近交系动物的培育成功，对肿瘤的病因学、发病学、实验治疗和新抗癌药物的研究等都发挥了重要作用。
（一）实验动物的肿瘤学特点
1.不同种属动物
（1）灵长类动物从种系发生上看，非人灵长类实验动物与人类的亲缘关系最近，它们也会发生各种形态上和生物学性质上与人的肿瘤相似的病变。已知它们的肿瘤发病率与动物的种属、性别、年龄及捕养的时间有关。在实验室条件下，猕猴的自发性肿瘤发病率较高。
（2）大型实验动物这里包括家畜。这些动物肿瘤发病率随种属而异，例如，雌犬常发生乳腺肿瘤，母牛则否。但雌犬所发生的乳腺肿瘤与人乳腺癌的表现不同。前者是混合型的，不仅包括上皮性成分，还包含有骨和软骨等组织。猪常发生肾母细胞瘤，家犬、家猫、马、羊、牛等则否。马倾向于发生阴茎癌，羊和牛则会发生肝癌。家犬、马和牛的黑色素瘤较之家猫、羊和猪为多见。
（3）小型实验用哺乳动物这里主要指啮齿类实验动物。小鼠的肿瘤，无论在组织发生、临床过程以及组织形态学都与人类肿瘤有相似之处。大鼠也广泛地应用于肿瘤研究的许多领域之中，它的体形较大，供给的组织较多，便于进行手术、注射等实验操作。但大鼠的自发性肿瘤的总的发病率远较小鼠为低。豚鼠曾被认为是很少发生肿瘤的实验动物，但是，近年来的研究发现，它们也会自发多种肿瘤。
2.不同类型的实验动物
（1）近交系实验动物应用这一类型实验动物的肿瘤研究者，主要着眼于实验动物肿瘤方面的遗传性状。不同近交品系动物有着不同的遗传性状，其自发瘤发生率有明显的不同，对同一致癌物质的敏感性也往往不同。因此，为了不同的肿瘤研究需要，可以选用在肿瘤学上具有不同的遗传性状特点的近交系动物进行研究。
近交系动物自发瘤的发生率高低不等，有一些高癌系小鼠，只要到一定的年龄，无需任何外加的处理，几乎可以100%地自然发生，如白血病、肺癌或乳腺癌等恶性肿瘤，从而证明了癌症是可以遗传的。同样，也可以通过遗传学的方法培育出对致癌因子敏感性高或低的动物品系来，说明诱发肿瘤的发生相当程度上也取决于动物的遗传组成。这些高癌品系的动物是肿瘤学研究的重要工具。例如，C3H近交系小鼠是一种乳腺癌高发的品系，其体内有一种乳腺癌病毒即乳汁因子，可以通过授乳而传给子代，C3H雌鼠在乳汁因子和激素（多次妊娠）的作用下极易发生乳腺肿瘤。在实验肿瘤学研究中，要以实验动物为对象，绝大多数以使用近交系小鼠和大鼠动物为宜。这样做，便于实验设计，使动物实验结果准确、均一、经济及有可能重复再现等。选用任何一个品系动物时，应先熟悉该品系动物在肿瘤以及其他方面的性状特征，以利于实验设计、结果分析和总结。
（2）无菌动物和悉生动物GF和GN动物与常规带菌动物（CV）在结构和功能上有较大的差异，在利用GF、GN进行肿瘤实验时，要根据这些特点安排实验并估计到它们对实验的影响。无菌动物几乎不发生内分泌系统和造血系统以外恶性肿瘤。这充分说明，存在着环境致癌因子的作用，而采用系统的无菌技术可以除去这些因子，形成一个防护屏障，使有机个体不受这些因子的危害。
（3）裸鼠裸鼠全身无毛，先天无胸腺，T淋巴细胞缺失，细胞免疫功能缺陷，对异体移植物几乎无免疫排斥反应，可接受异系、异种肿瘤移植等，被认为是活的试管。裸鼠已在肿瘤移植、癌的病因学、癌的实验治疗学、癌的免疫学、癌病毒学以及化学致癌研究等实验肿瘤学研究的许多领域得到了应用，大大促进了肿瘤学研究的进展。
3.动物肿瘤模型的选择不同种属、品系的实验动物其肿瘤学方面的性状各不相同，肿瘤学研究工作者应当熟悉实验动物科学的研究成果，对本领域有关的资料有比较全面的了解，才能为自己的课题选到合适的实验动物肿瘤模型。实验动物的肿瘤模型一般分为下面4类。
（1）自发性肿瘤模型实验动物种群中不经有意识的人工实验处置而自然发生的一类肿瘤称之为自发性肿瘤。自发性肿瘤发生的类型和发病率可随实验动物的种属、品系及类型的不同而各有差异。选用自发性肿瘤型为对象进行研究有一定优点：首先是自发性肿瘤通常比用实验方法诱发的肿瘤与人类所患的肿瘤更为相似，有利于将动物实验结果推用到人；其次是这一类肿瘤发生的条件比较自然，有可能通过细致观察和统计分析而发现原来没有发现的环境或其他的致癌因素，可以着重观察遗传因素在肿瘤发生上的作用。但应用自发性肿瘤模型也存在一些缺点：肿瘤的发生情况可能参差不齐，不可能在短时间内获得大量肿瘤学材料，观察时间可能较长，实验耗费较大。许多近交系动物在一定年龄内，可以发生一定比率的某种自发性肿瘤；从肿瘤发生学上看，这些自发瘤与人体肿瘤相似，进行肿瘤发病学和药物筛选等实验比较理想。但由于不易同时获得大批病程相似的自发肿瘤动物，又因这种肿瘤生长较慢，实验周期相对较长，所以一般很少用于药物筛选。
（2）诱发性肿瘤模型用化学致癌物、射线或病毒均可在各类动物中诱发不同类型的肿瘤。强化学致癌物二甲基苯蒽（DMBA）和甲基胆蒽可诱发乳腺癌，二苯苄芘诱发纤维肉瘤，用二乙基硝胺、黄曲霉素AFB诱发大鼠肝癌，N-甲基-N-硝基-N-亚硝基胍（MNNG）诱发大鼠胃癌。但诱癌过程需时较长，成功率多数达不到100%，肿瘤发生的潜伏期个体变异较大，不易同时获得病程或癌块大小较均一的动物供实验治疗之用，再加之肿瘤细胞的形态学特征常是多种多样，且致癌多瘤病毒常诱发多部位肿瘤，故不常用于药物筛选，但从病因学角度分析，它与人体肿瘤较为近似，故此模型常用于特定的深入研究。在使用化学致癌物致癌时，要注意各类化学致癌剂对动物致癌的特点，如芳香胺及偶氮染料类致癌物的特点是：①通常需要长期、大量给药才能致癌；②肿瘤多发生于远隔作用部位的器官如膀胱、肝等；③有明显的种属差异；④其本身不是直接致癌物，致癌是由于其某种代谢产物的作用；⑤其致癌作用往往受营养或激素的影响，例如，奶黄仅在以缺少蛋白质和核黄素的饲料喂饲大鼠时才引起肝癌，而且雄性大鼠较敏感，邻位氨基偶氮甲苯则易引起雌性大鼠的肝癌。
亚硝胺类的致癌特点是：①致癌性强，小剂量一次给药即可致癌；②对多种动物（包括猴、豚鼠等不易诱发肿瘤的动物）的许多器官（包括食管、脑、鼻窦等不易引起癌的器官）能致癌，甚至可以通过胎盘致癌；③具有不同结构的亚硝胺有明显的器官亲和性，例如，二甲基亚硝胺等对称的衍生物常引起肝癌，不对称的亚硝胺如甲基苄基亚硝胺常诱发食管癌；在大鼠，二丁基亚硝胺能引起膀胱癌，二戊基亚硝胺能诱发肺癌，而N-甲基-N-硝基-N1-亚硝基胍则能引起胃肠癌。黄曲霉毒素的毒性很强，很小剂量（1mg/kg体重）即可使犬、幼龄大鼠、火鸡或小鸭致死；其致癌性也极强，最小致癌剂量比亚硝胺还要小数十倍，是已知化学致癌物中作用最强者。它能诱发多种动物（从鱼到猴）的肝癌，也可引起肾、胃及结肠的腺癌，滴入气管内可引起肺鳞状细胞癌；注入皮下可引起局部的肉瘤。
（3）移植性肿瘤模型目前肿瘤化疗所应用的大多数药物，都经动物移植性肿瘤试验而被发现，因此它是筛选抗肿瘤新药中最常用的模型。其优点是接种一定量瘤细胞或无细胞滤液（病毒性肿瘤）后，可以使一群动物带有同样的肿瘤，生长速率较一致，个体差异较小，接种存活率近100%。对宿主的影响也类似，易于客观判断疗效，且可在同种或同品系动物中连续移植，长期保留供试验之用，试验周期一般均较短，因此当前抗癌药筛选中绝大多数用移植瘤试验，如各种实体肿瘤、腹水瘤和白血病等均被广泛使用。但是这类肿瘤生长速度快，增殖比率高，体积倍增时间短，这些都是与人体肿瘤的显著不同点，特别是与人的实体瘤差别更大。
（4）人体肿瘤的异种移植性肿瘤模型将人体肿瘤或肿瘤组织培养细胞瘤株移植于免疫缺陷动物，因能保持其生物学特性，用于研究人体肿瘤对药物的敏感性有较大的帮助，当前日益受到多方面的重视。裸鼠可直接作为人体肿瘤或瘤株异种移植的接受体，不需进行附加因子的处理，可使人体肿瘤移植后生长良好。肿瘤细胞形态、染色体含量和同工酶水平与人体肿瘤一样，细胞动力学和生物化学特征也未变。这些移植性肿瘤对化疗药物的敏感性与临床所见十分相近。
五、放射生物学研究中实验动物的选择与应用
在放射生物学实验研究中，不仅要求工作人员采取相应的措施，免受超安全剂量的照射或沾染，而且还要得到能客观反应辐射与生物对象互相作用真实情况的稳定结果。这就必须同时满足许多条件，其中最重的条件之一，就是要选择适于研究课题需要的动物种类、建立实验模型。
超过一定剂量的高能辐射作用于机体，可引起一系列全身性综合病症，称为放射病。我们对辐射损伤的大部分知识了解，不是来自广岛或长畸原子弹爆炸，也不是来自发生事故的核反应堆，大量的知识是通过选用各种实验动物进行动物实验积累起来的。关于辐射的远期遗传效应至今只有动物实验的材料。科研人员在实验室可以随时选择各种实验动物并使其接受不同剂量的照射，复制成病变相似、病例多量的不同类型的放射病或辐射损伤，这就为放射生物学研究提供了极为便利的条件，对放射医学的发展起到了极大的推动作用。
（一）实验动物对辐射效应的影响
同样种类和剂量的辐射以相同的方式作用于机体时，所出现的后果往往因动物的种类、年龄、性别、机体状况等而异，即有不同的辐射反应。放射生物学研究中常用放射敏感性（radiosensitivity）的概念来观察个体组织、细胞的敏感程度。放射敏感性，是指当一切照射条件完全严格一致时，机体或其组织在射线作用下发生的某种变化的程度和速度，若变化大且其发生迅速，则表明其敏感性高，反之，则相反。一般文献资料中多以细胞、组织的形态学损伤或机体的死亡作为判断放射敏感性的依据。
1.种系发生过程中的放射敏感性不同种系动物的放射敏感性差别很大，总的趋势是：种系发生的等级愈高，机体结构愈复杂，其放射敏感性也愈高。脊椎动物的放射敏感性高于无脊椎动物；在脊椎动物中，哺乳类比鸟类、鱼类、两栖类和爬虫类为高。哺乳类中各种实验动物的放射敏感性差异也较大，豚鼠、犬、山羊、绵羊、猪对射线比较敏感，猴、小鼠次之，大鼠、田鼠更次之。
动物种类LD50/30C/kgGy动物种类LD50/30C/kgGy猴0.129～0.1425.46豚鼠51.6～103.24.00羊9.03×10-2～1.29×10-22.37田鼠0.18-猪5.93×10-2～7.1×10-22.47大鼠0.155～0.2067.96犬6.45×10-2～7.74×10-22.44小鼠0.103～0.1556.33兔0.194～0.2067.51人7.35×10-2±6.45×10-3-
家兔对放射的敏感性与其他实验动物有一定差异。家兔的LD50/30的剂量为0.194～0.206C/kg或7.51Gy，但其受射线照射时初期反应比其他动物要敏感得多，常出现一种应激反应性的变化，称之为放射性休克状态，而且随着照射剂量的不断增加，休克的发生率也随之增加，如不及时采取抢救措施（当动物发生四肢软瘫并不断抽搐，瞳孔尚未散大之前，立即于耳缘静脉快速注射25%可拉明0.5～1.0ml，同时配合做人工呼吸），丧失抢救时机，动物会很快死去，对实验影响很大。
照射时同一种动物中的不同品系亦可表现出显著不同的放射敏感性。例如BALB/cAnN 小鼠对X射线或γ线照射均极为敏感。A系小鼠对X射线照射高度敏感，而C57BR/cdJN 对X射线不敏感，而且具有一定抗射线的能力。Wistar大鼠在一定剂量范围内，对2种射线的敏感性应高于杂种大鼠。
2.个体发生中的放射敏感性哺乳动物在个体发育的不同阶段，其放射敏感性有明显的差别。一般规律是放射敏感性随着个体发生的过程而逐渐降低。在胚胎植入前母体受照射时，放射敏感性很高，较小的剂量即可引起胚胎的大量死亡；此时不死的胚胎可继续发育，畸形发生率较低。在器官形成期进行照射时，虽胚胎的死亡率降低，却出现较多的畸形和死胎。有人认为，这一时期是胚胎发育过程中放射敏感性很高的“危险期”。在器官形成期的后期，胚胎的放射敏感性开始下降，胎仔期的放射敏感性明显地低于以前各期；在出生后的个体发育过程中，幼年动物的放射敏感性比成年要高，但老年动物机体由于各种功能的衰退，其耐受辐射（特别是大剂量辐射）的能力低于成年时期。
（小鼠5.16×10-2C/kg照射的实验资料，并外推引申到人体）
3.组织和细胞的辐射敏感性动物不同组织和细胞对辐射作用的反应有很大的差别。成年动物机体各种细胞的放射敏感性与其功能状态有密切的关系。表现为有丝分裂活动旺盛、正常时进行许多次分裂的细胞以及在形态结构和功能上未分化的细胞对射线敏感。即一种组织的放射敏感性与其细胞的分裂活动成正比，而与其分化程度成反比。动物各种组织中，有一类组织是依靠细胞的分裂不断进行更新的，称为“增殖性组织”。造血组织、胃肠道上皮组织、生殖腺、皮肤上皮（包括毛囊上皮）组织都是增殖性组织。另一种组织在器官发育完全之后，细胞不再更新，如中枢神经系统、心脏、骨骼等。还有一种组织在发育成熟后继续进行缓慢的分裂，当受伤后可加速细胞更新，如肝、肾及结缔组织。各种组织对射线的敏感性与细胞分化程度、细胞增殖能力、代谢状态以及细胞的周期环境有密切关系。一般说，分化程度低的、细胞分裂活跃的、代谢旺盛的（细胞DNA合成旺盛）组织对放射敏感性高，否则相反。
（二）放射生物学研究中实验动物选择应注意的问题
1.实验动物的种系放射生物学研究中可选用成年的猴、猪、羊、犬、兔、豚鼠、田鼠、大鼠、小鼠等动物来做实验。一般认为用猴、犬、大鼠和小鼠复制放射病模型比较理想。BALB/cAnN、A、LACA小鼠和Wistar大鼠对射线敏感，应该首选。
2.实验动物的性别、年龄、体重关于动物性别对放射敏感性影响的报道是有争论的。一些材料证明雌性敏感性较高，而另一些（占多数）材料则认为雄性敏感性高或性别间无明显差别。性别间无明显差别在犬的实验中得到很好的证明。然而，在性周期的不同阶段，雌性动物的放射敏感性可能有变化，所以在绝大多数情况下为放射生物学实验选择动物时，应该优先选用雄性动物。随着动物的体重和年龄增加，可降低放射生物学效应，这一点在照射犬时表现得更为明显。深入研究表明，当改变照射的几何位置时，在死亡率、放射性综合征的严重程度方面，仍程度不等地存在着这种影响。
3.实验动物辐射损伤病变特点在相类似的情况下，不同种系动物的放射病明显程度和发生时间不同。小鼠和大鼠几乎完全没有全身初期反应，豚鼠表现不显著，犬和猴则非常明显。而在家兔常常可观察到对照射所特有的休克样反应，并有部分动物在照射后立即或不久死亡。小鼠和大鼠造血系统的损伤出现得最早。豚鼠、犬和猪造血障碍的特点发展比较缓慢。猴的造血改变与豚鼠、犬和猪相同。肠放射综合征在小鼠和大鼠中表现得非常明显，而家兔、豚鼠、犬和猴则明显。
急性放射病并发的感染过程在不同种类的动物中各有特点。小鼠和大鼠的特点是发生肺炎和肠炎。犬的典型感染并发症是坏死性咽峡炎和齿龈炎以及发生率较高的肺炎和发生率较低的结肠炎。小鼠、大鼠和豚鼠感染的特点是具有播散的倾向，引起全身败血症，而犬和猴的感染过程具有局限性特点。人的放射病就其表现而言，与豚鼠、犬和猴的病理变化相似，其中与豚鼠相差较远，而和猴最为接近。
4.实验动物不同季节和昼夜过程辐射效应在其他条件相同的情况下，动物在不同季节和昼夜过程的辐射效应有一定差异。因此要求动物预先适应实验环境和考虑动物在不同季节和昼夜的活动规律。机体内环境功能的季节性和昼夜性波动通常称为生物节律。它们对生物效应的影响是由于机体的许多生理功能活动在一昼夜间和一年四季中发生极其明显的变化所致。实验动物的体温、血糖、基础代谢率、内分泌腺激素的分泌等均会发生昼夜明显的变化。
实验证明，季节对辐射效应有影响。家兔的放射敏感性在春夏两季升高，秋冬两季降低。在犬的实验中，这方面的关系虽不像家兔表现得那样明显，但犬在春、夏两季照射后的死亡率比秋、冬为高。小鼠的放射敏感性，在冬季和初夏显著升高，而初春和夏季则降低。大鼠的放射敏感性则没有明显的季节性波动。动物对照射的敏感性昼夜间有不同的变化，这种变化见于不同性别、种系和年龄的小鼠和大鼠。白天放射敏感性降低（死亡较少，LD50/30较高，体重下降较少，肝脏损伤较轻），夜间升高。同时在小鼠和大鼠实验中，除了夜间21～24点的高峰外，还发现白天（小鼠9～12点，大鼠15点）损伤加重的情况，下午和后半夜放射敏感性最低。大鼠与小鼠不同，其放射敏感性虽有昼夜间的明显波动，但不很剧烈。因此，为了得到有可比性的实验结果，所有实验组动物应在同一时间内进行照射。因为哺乳动物放射病的急性期于第30天前结束，所以对小动物照射后观察30天，对犬（如未较早死亡时）则观察45天。对慢性放射病实验动物的观察，建议不少于12个月。
5.实验动物对辐射作用条件
（1）辐射种类不同种类的辐射所产生的生物学效应不同，从射线物理特性来看，电离密度和穿透能力对其生物效应有重要影响。α射线的电离密度较大，但穿透能力很弱，因此，由外照射时，对机体损伤作用小，而发射α射线的核素进入体内时则对机体的损伤作用很大。β射线的电离能力较α射线的小，而穿透力较大，由外照射时可引起皮肤表层的损伤，由内照射时亦引起明显的生物效应。X射线和γ射线穿透力很强，与体内物质作用时产生次极电子，后者引起电离效应，其电离密度比α及β射线的小，但由于能穿透深层的组织，由外照射时易于引起严重损伤。一般实验室常选用60Coγ射线照射动物进行各辐射损伤研究。快中子和各种高能重粒子也都具有很大的穿透力，而且在其射程的末端产生极高的电离密度，外照射时可引起比X射线和γ射线更严重的损伤。
（2）辐射剂量辐射剂量与生物学效应之间存在着一定的相依关系。总的规律是剂量愈大，效应愈显著，但并不是一个直线关系。急性放射病动物模型的复制方法，关键在于照射剂量的选择。根据实验目的和要求，选择好合适的照射剂量，以便复制程度适中的急性放射病。
（3）剂量率剂量率即单位时间内机体所接受的辐射剂量。在一般情况下，总辐射剂量相同时，剂量率愈大，生物效应愈显著，但有一定的限度。如γ-射线剂量率为7.74×10-3C/kg，小鼠的LD50/30为0.22C/kg，而当剂量率为7.74×10-4C/kg时，LD50/30则需0.31C/kg。
（4）分次照射及时间间隔当辐射的总剂量和剂量率相同时，分次给予辐射的效应要低于一次给予的效应，总的规律是分次愈多，各次间的时间间隔愈长，则效应愈弱。例如，0.12C/kg的辐射一次照射小白鼠，60天内引起39%的动物死亡；若将上述照射剂量分成4次照射，每次照射间隔一天，则死亡率下降到23%；若同样分成4次，但每次间隔4天，则60天内全部动物可以存活。这种现象的发生，显然与机体的代偿和修复功能有关。
（5）照射部位和面积同样质和量的辐射对动物不同部位作用的后果是不同的。腹部对照射的敏感性很高，盆腔、头、胸、四肢辐射敏感性依次下降。在辐射总剂量、剂量率和照射部位都相同的条件下，照射面积愈大，则生物效应愈显著，全身照射的后果最严重，如照射犬的四肢可允许0.258C/kg或更大剂量，而全身照射7.74×10-2C/kg就可使半数动物死亡，可致典型的造血型放射病。
（6）照射方式照射方式一般可分为外照射和内照射，若二者兼有，则称为混合照射。在外照射中，单向和多向照射对生物效应有很大的影响。多向照射引起的死亡率较高，生存时间较短。内照射是指放射性核素进入机体后，在其体内发射特有的辐射，作用于不同组织。其损伤效应受许多因素的影响，主要有放射性核素的物理化学特性、侵入途径、分布和排出特点、物理学和生物半衰期等。
（三）放射生物学研究中实验动物的应用
1.急性放射综合征研究中的应用实验动物是研究急性放射综合征的主要对象，常采用60Coγ射线照射实验动物，使其接受不同剂量的照射，复制成各种不同类型的放射综合征或称放射病。然后再研究它的发病特点、变化规律、发病机制、诊断和防治方法等。当动物全身一次受到较大剂量照射后，可产生急性放射病。随着照射剂量增大，可以出现一些典型的综合征。动物所出现的综合征主要是以造血系统功能和结构的变化为主，一般称为造血型放射病；动物出现的综合征除造血系统功能及结构有严重损伤外，消化系统（胃肠道特别是小肠）出现明显变化，引起消化系统改变为主的综合征，称为肠（胃肠）型放射病；出现以心血管系统症候为主的放射病，称为心血管型放射病；动物主要出现一些以中枢神经系统（主要是脑）症候为主的综合征称为脑型放射病。各型放射病之间并不是截然分开的，中间可有过渡型，而且病变也是交错存在的。脑型放射病动物的胃肠系统和造血组织受到比肠型放射病更严重的损伤，但由于病程很短，在数小时或2天内即可死亡，因而看不到其后期的病变过程。突出的病变发生在脑组织，小脑、脑干、下丘脑病变更为严重。
2.内照射效应研究中的应用放射性核素引起动物急性损伤的病理主要为破坏过程，它与核素分布类型有关。全身均匀性分布的核素急性损伤基本与外照射相同，如127Cs、3H等。那些选择性分布的放射性核素除有类似全身照射的损伤表现外，同时还出现重要器官的局部严重损伤改变。引起急性损伤的剂量，因各种放射性核素的辐射类型、能量、化学性质以及它在体内的有效半减期等因素不同而异。放射性核素对动物的慢性损伤有2种情况，即小量多次和一次内污染放射性核素对动物的持续性内照射。
