文/记者 白竟楠 编辑/陈永杰

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胡建武 (北京实验动物学学会副秘书长)

李 亮 (北京实验动物研究中心动物技术部副主任)

核心要点：

▪  实验动物绝对是动物中的“贵族”，它们不仅生活环境要经过一套设备和程序的消毒和灭菌，隔离外部环境，而且血统纯正;
▪ 每一组实验动物所处的每个房间都有独立的送风口和排风口，喝的水是经过多级净化过滤的无菌水，吃的是实验动物营养专家精心研究配制的食物。房间的温度常年控制在20—26℃之间，一天之内的温差不能大于4℃;
▪ 在做实验使用实验动物的时候，科研人员要遵守“3R”原则——替代(replacement)、减少(reduction)和优化(refinement)，合理设计动物实验方案，使用少量的动物获取尽可能多的数据，在能满足实验的前提下，选择低等动物替代高等动物。

说起实验动物，大家首先想到的是小白鼠，它们是生命科学进步的“功臣”。这是因为我们人类在探索生命的奥秘，攻克癌症的堡垒，研究各种疾病与衰老的机理，检测药品的安全性的研究过程中都不可能以人为实验对象。

但是，你了解它们日常的生活是什么样子的?它们命中注定就是实验动物吗?北京科技报记者走进我国最早建立的实验动物中心之一——北京实验动物研究中心，探秘小白鼠的日常生活。

▲温州医科大学实验动物中心，一名学生正在对白鼠进行取脑实验

要成为实验动物，血统必须纯正

北京实验动物研究中心位于北京北五环外，实验动物“小白鼠”居住的地方位于一个很不起眼的实验楼里。

实验楼入口处大门与家庭的门差不多大，唯一不同的是，在门内安装有高高的金属门槛和消毒盘，如果是个个子不高的女生，门槛会达到膝盖处。经过询问工作人员，记者得知，作用是专门为了防止小鼠“外逃”或野鼠进入。

进入实验楼，是一间间安置仪器的实验室，并不见小鼠。有一扇与实验室的门一样的门，上贴着一张A4纸，写着“未消毒禁止入内”，在这扇门的背后，还有几道屏蔽门，里面生活着成千上万只实验小鼠，里面设有24小时“屏障系统中央监控室”，时刻有工作人员监控实验动物的生活环境，以保证它们在恒温、恒湿、高度清洁的环境中生活，随时做好为科研献身的准备。

“如果从卫生标准和饲养成本的角度来说，实验动物绝对是动物中的贵族，它们不仅生活环境要经过一套设备和程序的消毒和灭菌，隔离外部环境，而且自身血统要纯正。” 北京实验动物学会副秘书长胡建武告诉记者。

中国实验动物从上个世纪80年代开始受到国家重视并获得发展，比西方发达国家起步晚了几十年。所以，我国获得实验动物的方式主要有两种：一种是直接从国外引进，一种是国内从野外获取种源自行培养，而这个培养的过程要经历数十年之久的时间。

“比如小鼠、大鼠，国内没有的品种或者在国外培育已经非常成熟的品种就可以直接进口，目前我们国家也在培养自己特有的品种，比如东方田鼠、树鼩、中国地鼠、等等，要经过技术干预，按照不同的遗传方式培养实验动物，这个过程要经历十几代繁育甚至几十代繁育的过程。”胡建武主任说。

根据遗传学控制标准，实验动物被分为近交系、封闭群和杂交群，它们各自遵守严格的“生育制度”。

近交系也就是近亲繁育的动物，这类实验动物必须经过至少连续20代的全同胞兄妹交配培育而成，这样每个个体有98.6%以上的遗传位点是纯合的，并且，品系内所有个体都可追溯到起源于20代或以上代数的同一祖先。近交系实验动物不仅基因纯合率高，而且能固定优良性状，减小遗传差异，特征稳定，对外界因素变化更敏感，有利于科研人员在进行研究时减小误差。

与之相反，封闭群必须采取远交，这样可以避免“近交衰退”的情况，具有繁殖率高、疾病抵抗力强的特点，但是封闭群动物不适用做对照实验，因为它们之间的个体差异较大。

两个近交品系动物之间进行有计划交配所获得的第一代动物，被称为杂交群动物，它们可以克服近交系的缺点，对长期实验的耐受性好，而且由于环境因素引起变异的可能性也比纯系要小。

▲实验动物们吃的都是纯天然无污染的特制饲料，喝的是无菌水，睡的是实木“席梦思”……

实验动物“等级”分明

实验动物就是养在实验室了，在需要的时候就拿出来用吗?当然不是!

在实验动物中心设有24小时“屏障系统中央监控室”，时刻有工作人员监控实验动物的生活环境，在这个封闭的空间里，不同等级的实验动物根据《实验动物环境及设施》国家标准有不同的洁净度要求。

对环境要求最低的是普通环境，适用于饲养普通级动物，需要控制人员和物品、动物出入，不能完全控制传染因子。对于普通级动物来说，它们甚至不能登上科学家的实验室，只能做生物医学中的教学所用的示教生物。

比普通环境要求更高的环境是屏障环境，适用于养清洁级动物和无特定病原体(SPF级)动物。清洁级动物就可以参与到科学实验中了，它们排除了人兽共患病和烈性传染病病原以及其他禁止携带的传染病病原，近些年在我国得到了较广泛的应用，可适用于大多数科研实验中。

而SPF动物则又高了一个级别，指体内无特定病原体和寄生虫存在的动物。它们的来源有两种，这就要用到人为的繁殖技术了：一种是比它们洁净程度更高的无菌动物繁育的后代，另一种是通过“剖宫产”净化或胚胎移植技术，取出胎儿后将子代动物饲养在隔离屏障设施环境中，由SPF级母亲代育。

级别最高的是隔离环境，要采用无菌隔离装置以保持无菌状态或无外源污染物，隔离装置内的空气、饲料、水、垫料和设备都要无菌，动物和物料的动态传递需要经过特殊的传递系统。这种环境用来饲育SPF以上的无菌实验动物。

有趣的是，在4月《免疫学趋势》期刊上，美国达拉斯得克萨斯大学西南医学中心的两位研究人员陶丽丽和蒂法尼·里斯发表文章表示，有时人的一些疾病，比如哮喘、湿疹、过敏等是因为居住环境太干净，导致免疫系统出现问题。但是，干净的居家环境跟小白鼠的隔离间比起来就是小巫见大巫了，所以，或许实验室的无菌环境可能也意味着老鼠过于“干净”，而不能模拟普通环境下人类对疾病的反应。

比如，野生老鼠常会受到巨细胞病毒的感染，现在不再让实验鼠受到这种感染，这损害了实验鼠对其他大量病原体、细菌及病毒的免疫反应。而那些感染了巨细胞病毒的老鼠即便服用本可致命的李斯特菌(一种土壤和食物生出的细菌)和鼠疫杆菌(一种可引起瘟疫的细菌)，也能大难不死。或许在未来，一些疾病研究必须要使用“不干净”的实验鼠来完成。

不同的实验用到的实验鼠不仅级别不同，最重要的是生理条件不同，有的时候为了模拟人类疾病，科学家要让小鼠特地患上某种疾病，或者敲除某个相关基因来获得该疾病，来满足实验需求。

据悉，普通的实验小鼠大约二三十元一只，但是，如果要买一只转基因小鼠，几万至十几万元不等，一些经历过基因敲除的小鼠价格甚至高达几十万元一只。

而且，不同的实验也要选择不同的动物。比如比格犬，因其体型、性格和易于掌控等特点，在医学研究中使用较多。它们的神经系统和血液循环系统很发达，消化系统与人的消化系统相近，所以它们常常被用于心血管研究、毒理学和消化等慢性病的研究。而兔子多用于做眼部实验，猪常用于做皮肤实验。不过，“麻雀虽小五脏俱全”，这些实验动物都是多面能手，除了自己擅长的实验，还能同时满足许多的实验需求。

▲台湾，实验研究院实验动物中心开发成功大鼠基因转殖技术，建立全球第一个设计生产基因转殖变色大鼠的技术平台，开发出全球首创、可经由后天投药调控基因的红绿变色荧光大鼠。

实验动物居住的环境比“五星级宾馆”还要高级

要想让不同“等级”的实验动物满足洁净条件，就必须对它们居住的环境进行严格管理。在北京实验动物中心里，“屏障系统中央监控室”是绝对不允许外人进入的，尽管记者“苦苦哀求”，最终还是被决绝在三层屏蔽门之外，哪怕看上一眼都没能有机会。

胡建武说，实验动物居住的环境比“五星级宾馆”还要高级。每一组实验动物所处的“房间”都有独立的送风口和排风口，喝的水是经过多级净化过滤的无菌水，吃的是实验动物营养专家精心研究配制的食物。啮齿类实验动物房间的温度常年控制在20—26℃之间，一天之内的温差不能大于4℃。

这是因为，像小鼠这样的哺乳类动物，当温度过低时，常出现性周期推迟，当温度超过30℃时，雄性动物会出现睾丸萎缩或精子能力下降。而且，温度过高或过低，都会导致动物机体的抵抗力下降而患病，比如，大鼠在31℃的高温下，就会出现需氧菌(葡萄球菌属、链球菌属等)菌群的增加。更新奇的是，在低温环境下长大的小鼠尾长会明显缩短，大鼠在10℃繁殖时，其尾长就会比在30℃条件下繁殖的短约2厘米。要想成为一只合格的实验动物，看来尾巴的长度还得符合标准。

在北方的冬天，人体会因为空气干燥而感到难受，会上火、蜕皮，动物也对空气中的干湿度反应敏感，所以，实验动物居住的“五星级宾馆”湿度常年保持在40%至70%之间，控制湿度也是在控制空气中的细菌数，以防对小鼠健康不利。湿度偏低也不行，如果在温度27℃的条件下，湿度低于40%，大鼠尾部的水分就会蒸发，很可能发生尾部环状坏死症。

除了这些，还有更多其他标准，对光照、换气次数与空气流动速度、噪声等都有相应规定，因为，实验动物正常饮食、繁育等生活习性会因微小的环境变化而变化，从而导致科学实验数据的不确定性。甚至，为了让动物们的生活更贴近自然，工作人员还每天定时为实验动物们播放模拟自然声音的各种轻音乐。

所以，实验动物连“酷暑严寒”都没有机会体验。

目前，亦庄生物医药园北京实验动物中心已经建成，不久后将投入使用，到那时，不仅会有小白鼠，还会有兔子、比格犬、小型猪等实验动物。

▲检测工程师在对实验动物进行观察