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实验动物科学在生物医学发展中的作用
来源:医学全在线 更新:2007/12/2 字体:

 

  2.通过动物实验,发现了抗原抗体反应,了解了免疫性紊乱疾患的本质和补体的作用,推动了变态反应性疾病的研究。

  动物注射传染原后会产生有保护作用的抗体,这一发现立即引出了料想不到的发展方向。人们发现,动物产生出一些不对抗活的微生物体,但对抗它们的特异的高分子的抗体。我们对免疫性紊乱的疾患如哮喘,枯草热、血清病和过敏性休克等的现代概念,直接来自对动物模型的观察。对抗体产生过程的了解形成了关于人类不同个体有不同血型的知识基础,首先导致输血法的应用成功,后来又引出对胎儿成红血细胞增多症的病因与治疗的知识,这种“Rh婴儿”疾病是新生儿死亡的一个主要原因。循另一条途径进行的一实验构成了把一个人的组织或器官移植到另一个人身上的现代尝试基础。对诸如风湿热和播散性红斑狼疮等疾病的了解,大部分得自从动物实验发展起来的免疫学理论。一个新近的例子是,遗传性血管神经性水肿是一种罕见但致命的疾病,对它的本质了解是以补体的研究为根据。补体是增强免疫性的一些蛋白质的奇妙复合体,最初因它存在于豚鼠血清里面而终为人们所认识。

  3.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。

  通过大量的动物实验,创立了实验肿瘤学,标志着人类与肿瘤作斗争的过程跨进了一个新阶段,从此,人体肿瘤的错综复杂的现象,可以在被控制和条件下进行探索。在17-18世纪,人们成功地移植了动物肿瘤,为实验肿瘤学的创立奠定了基础。20世纪初,用煤焦油涂抹耳诱发现皮肤癌后,相继用一些多环碳氢化合物、偶氮染料、亚硝胺以及致瘤病毒或放射线等,几乎可以在动物中复制出所有与人类肿瘤相应的动物模型,为肿瘤研究提供了极为有利的条件。近二、三十年来世界各国对诱发性、移植性动物肿瘤的建立与利用有了新的发展,在肿瘤的生长特性、宿主反应、病因与发病原理、机体免疫性以及抗癌药物的筛选等重要领域中,作出了许多成绩。动物身上移植人类肿瘤的成功,更为实验肿瘤的研究创造了优越的条件。

  4.通过动物实验,认清了一些多发病的基本性质,对根除和控制这些疾病趁着极大作用。

  具有深远意义的是使用动物去确定那些广泛流行疾病的基本性质,象脚气病、糙皮病和坏血病是营养缺乏的后果。曾使用各种实验动物来研究实验性的不完善饮食的影响,使维生素及其在疾病的预防与治疗上的重要性的得以发现。用加有多种维生素的面包治疗佝偻病、坏血病和干眼病儿童,用维生素K治疗黄疸病的成人,因冠状动脉疾患而作抗凝血治疗的病人,均证明与动物实验结果完全一致。在认识了糙皮病相当于狗的“黑舌病”之后仅几年,这种在美国南部死因占首位达三十年之久的疾病就得到了根除。对缺铁的狗身上的影响的研究,经过迂回曲折的过程,导致了对曾是致命的恶性贫血的控制。

  5.通过动物实验,创立了“应激学说”,对临床上广泛应用激素疗法起了重要的指导作用。

  1936年到40年代,Selye的实验室作了一系列的动物实验,发现给动物各种有害刺激(如注射亚致死量的肾上腺素、甲醛、吗啡阿托品、肌肉运动、脊髓横断、过冷、过热等等),都可引起一系列与刺激物的药理性质及其他特性关系不大的症候群,称之为“全身适应症候群”(general adaptation syndrome),并证明垂体一肾上腺皮质的变化在全身适应症候群中起主要作用,其意义在于提高机体对有害刺激的抵抗力。从而创立了“应激学说”。

  机体受到强烈刺激,处于“紧急状态”时,出现以交感神经兴奋和肾上腺皮质分泌增多为主的一系列神经内分泌反应,并由此而引起各种功能和代谢的改变。这种应激反应对临床实践具有指导意义。应激时的神经内分泌变化及功能代谢的改变,是我们理解各种疾病的全身性非特异性反应的理论基础。在临床实践中应当着眼于消除或减少应激元的作用,减轻应激反应,以避免或减少应激反应带来的并发症;努力减轻应激反应带来的损害;对急性肾上腺皮质功能不全(如肾上腺出血、坏死)或慢性肾上腺皮质功能不全的病人,受到应激元的侵袭时,由于不能产生应激反应,病情危急,应立即大量补充肾上腺皮质激素。

  6.临床医学的许多重大技术的创造和发展也与动物实验息息相关。

  外科医生在研究新的手术或麻醉方法时,往往先是通过动物实验,取得熟练而精确的技巧,然后才妥善应用于临床,大家知道,低温麻醉、体外循环、脑外科、心脏外科、断肢再植、器官或组织的移植术等成就,都与动物实验的开展紧密相关。特别是20世纪50年代外科进入了低温、深低温麻醉时代,进入了人工心脏体外循环的时代,这些技术完全是在动物实验的基础上发展起来的。

  临床研究也无可估量地得助于对实验及其离体的器官所作的正常生理机制与反应的研究。我们所知道的有关心脏、肺脏和肾脏生理学的大部分知识,来源于动物实验。离体的心-肺灌注标本这个称誉一时的方法,曾是临床上惯用的许多概念和对于一切心脏和肺脏外科必不可少的机械援助得以发展起来的原因。同样的,对动物神经系统的恰当的生理学研究,为现代神经病学和神经外科提供了基础。

  在动物上做的生理学研究,有时可以产生预料不到的广泛的临床意义。胃肠道疾患诸如溃疡病的诊断,大半依靠在病人口不透射线的物质后所做的X线检查。这种日常的“胃肠造影”是关于动物的胃肠道机动性的早期实验在临床上的推广;当时这样做是为了研究正常生理学,完全没有想到诊断上的意义。

  现代对病因的研究和对诊断的探讨,不管是宏观的还是微观的,大部分都需要使用实验方法,主要是以高等动物为对象,把从动物获得的结果逐步推广到人。现代医学的治疗措施,已经极大地依赖于基础医学的实验成果了。动物实验帮助临床研究的种种用处,可以病床边上,在接受胰岛素治疗的糖尿病病人中,在先天性心脏缺陷得到修复的病儿中,或者在能活够正常寿命期限的恶性贫血患者中衡量出来。医学.全在.线www.med126.com

 三、医学科学研究与动物实验的关系

  1.医学科研中采用动物实验,可以把很多人体上非常复杂的问题简单化,可以进行各种因素的细微探讨,而这是临床研究难于做到的。

  机体的某一种机能同时都受许多因素的影响。因而要研究某一特定因素对这一过程的影响,就希望能使其他的因素保持固定。在人体却很难做到这一点。但在动物,无论是整体、离整或试管实验中,这都比较容易做到。如试验条件,实验室可以严格控制实验室的温湿度、光线、声音、动物的饮食、活动等,而临床上很难对病人的生活条件、活动范围加以严格控制,病人对药物治疗以外的其他护理工作的反应、对医务人员的信赖程度及合作程度更是实验室中所不存在的问题。又如试验对象的选择,动物实验完全可以选择相同的动物,在动物的品种、品系、性别、年龄、体重、身长、活动性、健康状态、甚至遗传和微生物等方面也可严加限制,但临床试验中,病人的年龄、性别、体质、遗传等方面是不可能加以选择的。特别是健康状况,动物是健康的或是人工造成的某种疾病模型,而临床试验是人在自然环境下所得的病,因此既使是同一疾病,每个人的疾病情况都比较复杂,对同一药物反应也不相同,何况除试验治疗的疾病以外,还时常伴有一些其它的疾病,这样可影响或掩盖试验效果。动物可以同时选取所需要的数量,同时进行实验取得结果,而病人则是陆续发生,陆续进入试验,逐渐积累试验结果资料,前后可能掺入了不少干扰因素,有时难于区分。由于医学科研中利用动物实验的这些优点,我们就把一个非常复杂的多元方程,转变成简单的函数运算,使许多医学上的实践问题和重大政府问题解决得比较容易,从而大大地推动了医学科学的发展。

  2.临床上很多疾病潜伏期或病程很长,研究周期也拖得很长,采用动物,复制动物疾病模型可以大大缩短其潜伏期或病程。尤其是那些在人体上不便进行的研究,完全可以在实验动物身上进行。从而有力地推动了人类疾病的病因学、发病学以及防治方法的研究。

  应用动物模型,除了能克服在人类研究中常会遇到的理论和社会限制外,还容许采用某些不能应用于人类的方法和途径。这些途径对于研究发病率较低的的疾病(各种癌症、遗传缺损)和那些因其危险性而对人类进行实验是不道德的疾病,具有特别意义。例如,急性白血病的发病率较低,研究人员可以有意识地提高其在动物种群中的发生频率而推进研究。同样的途径已经成功的应用于其他疾病的研究,如血友病、周期性中性白细胞减少症和自身免疫介导的疾病。

  动物模型的另一个富有成效的用途,在于能够细微的观察环境或遗传因素对疾病发生发展的影响。这对于长潜伏期疾病的研究特点重要。为确定特定的环境成分在某些疾病中的作用,可将动物引入自然的或控制的环境中去。随着一些急性传染病被控制,人们对一些慢性病日益注意,近年来人们开始致力于对环境中许多慢性致病因素的研究。但有些致病因素需要隔代或者隔几代才能显示出来,而人类的寿命很长,一个科学家很难有幸进行三代以上的观察。许多动物由于生命周期很短,能在实验室中观察几十代,如果使用微生物甚至可以观察几百代。

  动物模型是利用动物自发性和实验性疾病为模式来研究人类的疾病。目前这方面的工作进行很快,已成为一门独立的学科,称比较医学(Computive medicine)。国际上现有动物模型几百个,我们已经编集出版的动物模型在150个以上,有不少还在陆续编辑中。这些动物模型有力地推动着人类疾病的病因学、发病学和防治学研究。

  3.临床上平时不易遇到的疾病,应用动物实验可以随时进行研究,使人们得以对这些疾病有深入的认识,例如放射病、毒气中毒、烈性传染病等。

  以放射病为例,平时极难见到,而采用实验方法在动物身上可成功的复制成造血型、胃肠型、心血管型和脑型放射病。大大促进了对这种病的研究。因此,今天我们对辐射损伤的大部分知识,不是来自广岛或长琦,也不是来自几个出过事故的反应堆,而是通过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。

  4.药物的长期疗效和远期效应,在实验室采用动物实验方法来观察,没有过多的影响因素,但在临床研究中问题就比较复杂,如病人多吃或少吃药、病人自身停药、病人另外求医、病人又患其他疾病、病人死亡及病人失去联系等均可影响治疗效果的最终判定。

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