譚海明

（浙江大學(xué)愛丁堡大學(xué)聯(lián)合學(xué)院，浙江海寧 314400）

1 前言

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的創(chuàng)新突破是臨床和基礎(chǔ)之間的有效結(jié)合，而動物醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化應(yīng)用和臨床治療前期驗證都需要應(yīng)用到動物實驗研究，文章就此分析了實驗動物在疾病機制、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)和高等院校中的應(yīng)用。

2 實驗動物與人類健康

為什么要開展動物實驗？答案是：人類的生存和健康都離不開動物實驗。過去一個多世紀(jì)，醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)取得了飛躍式的發(fā)展，人類不僅建立了麻醉、安全輸血、器官移植、人工心臟瓣膜等醫(yī)療技術(shù)和手段，還研發(fā)了抗生素、疫苗和各種藥物，從而消滅或控制了多種疾病，所有這些成績的取得都離不開動物實驗的支持。很多介入性的實驗無法在人類身上進行，而諸如小鼠、大鼠、兔、狗和猴等實驗動物不僅在遺傳組成上與人類高度同源，而且具有和人類相似的器官和系統(tǒng)，并以大致相同的方式完成其生理功能，同時還會患與人類疾病類似的各種疾病。因此科學(xué)家可以通過動物實驗來模擬人類的生理活動及疾病發(fā)生和發(fā)展的過程。雖然人類在疾病防控上取得了輝煌的成就，但在我們面前，還有諸如HIV病毒、Zika病毒、埃博拉病毒和COVID-19病毒等傳染病的威脅，我們也沒有攻克腫瘤，面對阿爾茲海默綜合癥時，我們甚至毫無辦法。而體外培養(yǎng)細胞還不能反映其來源組織器官的功能和形態(tài)，計算機也無法模擬心臟或腎臟等器官的功能，因此動物實驗仍然是必不可少的，實驗動物在人類健康中發(fā)揮著重要的作用。

3 實驗動物和醫(yī)學(xué)創(chuàng)新

人類從對生命現(xiàn)象的初步認知，到利用現(xiàn)代技術(shù)手段對生命體進行改造，走過了一條漫長崎嶇的科學(xué)之路，而沿途走過的每一處關(guān)隘、遇到的每一片風(fēng)景，無一不與實驗動物有著密切的關(guān)系。在保障人類健康和優(yōu)化生存環(huán)境的過程中，從解剖學(xué)、治療學(xué)的進步，到各種藥物疫苗的研制，異體器官移植以及克隆技術(shù)等重大技術(shù)突破，都是首先在實驗動物上獲得成功。20世紀(jì)末人類基因組計劃的實施，只是揭開了生命密碼的基因組序列，但是，如何進一步讀懂這些密碼真正的生物學(xué)含義，進而服務(wù)于人類健康，依然離不開實驗動物的巨大貢獻。近年來，科學(xué)家們提出了轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)，以解決基礎(chǔ)技術(shù)研究與臨床醫(yī)生在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用之間無法跟上節(jié)奏的其他問題，旨在打破基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域概念與相關(guān)藥物開發(fā)、臨床診斷、公共空間清潔之間固有的概念壁壘，逐步建立實驗室到醫(yī)院病房的轉(zhuǎn)換機制，從基礎(chǔ)研究的實踐知識和研究成果到公共場所衛(wèi)生的臨床診斷和防治。

4 實驗動物在醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究中的作用

4.1 科技成就中實驗動物功績卓著

根據(jù)一些信息，在過去30年中在PubMed English網(wǎng)站上搜索研究和教學(xué)論文時，我們發(fā)現(xiàn)超過3200萬篇SCI博士論文與其他相關(guān)研究借助實驗動物和人類建模方法相關(guān)，與生命科學(xué)知識和西方醫(yī)學(xué)研究的許多市場領(lǐng)域有關(guān)。在亞太地區(qū)最專業(yè)的機構(gòu)（如自然與科學(xué)）以及有關(guān)人類生命科學(xué)理論的科學(xué)期刊發(fā)表的論文中，已成為一項實驗中不斷進行藥物科學(xué)和技術(shù)創(chuàng)新的重要工具。從2007年到2011年，在科學(xué)，生命等50項重大事件的科學(xué)技術(shù)進步中，有22項科學(xué)知識，另外13項是對小動物使用的深入研究。2012年，在新興的科學(xué)理論和臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的13449個學(xué)科中，約有40%是用于測試使用中的小動物的相關(guān)研究學(xué)科。實驗動物在中國生命科學(xué)知識，醫(yī)學(xué)和其他相關(guān)領(lǐng)域的直接支持是顯而易見的。

4.2 實驗動物對社會發(fā)展的支撐作用

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的逐步發(fā)展和社會的快速進步，人口總量迅速增長，壽命延長，人口老齡化問題更加嚴重，水污染很可能導(dǎo)致慢性病和傳染病的頻繁發(fā)生。在后工業(yè)生產(chǎn)變革時代，某些問題已成為各國共同關(guān)注的問題。生命、生命科學(xué)和生物醫(yī)藥是關(guān)系到各個小家庭和國家人民健康的主要民生問題。所有這些問題主要用于治療人類和其他動物疾病。預(yù)防性口服藥物、疫苗、與物種有關(guān)的產(chǎn)品、化妝品和護膚品的安全保證、各種農(nóng)藥的安全性、食品安全性、環(huán)境保護安全性等，只能借助于實驗動物標(biāo)準(zhǔn)化、可靠的模型結(jié)構(gòu)來評價。但是，人們的生活需要并尋求幾種方法的替代品，它還需要一個非常漫長而復(fù)雜的過程。在闡明人類生活的大多數(shù)規(guī)律性和機制時，尤其是在診斷其他物種的疾病，相關(guān)治療以及其他藥物研究和開發(fā)中，實驗動物模型已被越來越多地被記住。例如，利用生物技術(shù)動物采納其功能性家族基因組研究結(jié)果：基因靶向意外發(fā)現(xiàn)了新的基因關(guān)聯(lián)和推斷它們之間遺傳繼承新基本功能的家族基因。

4.3 實驗動物在多個科學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用

在國家政府的長期趨勢下，科研技術(shù)快速發(fā)展的總體規(guī)劃將公共安全開放列為國家重點市場領(lǐng)域。其他食品生命安全和出入境管理檢驗檢疫等生物安全保障的重點，不僅是對潛在風(fēng)險的全面評估，而且是對各種污染物的可追溯性，以及人體內(nèi)部因素對毒物代謝過程的研究，實驗中的其他動物也需要在血液中進行科學(xué)研究。

5 發(fā)揮實驗動物作用的策略

與西方發(fā)達國家相比，中國其他動物相關(guān)模型的研究結(jié)果存在較大差距。例如，基因敲除動物模型資源在我們生命科學(xué)知識的兩個基礎(chǔ)研究中起著重要作用。與世界相比，中國生命科學(xué)與生命科學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)的研究成果為1：15，是化學(xué)藥學(xué)發(fā)展與創(chuàng)新的主要來源之一。在深入研究傳染病和預(yù)防和治療新的傳染病方面，傳染病在其他動物建模和其他動物地球生物資源的測試中起著最重要的作用，中國與世界的比例作為模型資源，它在研究和開發(fā)針對心腦血管疾病，肝臟腫瘤，肥胖癥，糖尿病，阿爾茨海默氏病和其他疾病的治療方案和藥物方面起著關(guān)鍵作用，與世界相比，中國的比例為1：20：在深入研究主要疾病機制中，疾病是不可或缺的部分。其他相關(guān)的建模方法是優(yōu)質(zhì)資源。中國與世界的比例為1：8。亞太地區(qū)使用的與心血管和腦血管壁疾病有關(guān)的基因工程模型結(jié)構(gòu)的其他近600種資源仍在快速增長，根據(jù)實際情況，中國擁有的優(yōu)質(zhì)資源不足120種：癡呆有2000多種其他與國際通用資源有關(guān)的動物資源類型，例如帕里奇氏病和其他神靈，與嚴重功能性疾病機理的研究結(jié)果有關(guān)，而在中國只有150種。全球共有2千多種與2型糖尿病，肥胖，高脂血癥及其他疾病的發(fā)病機理相關(guān)的研究成果的高質(zhì)量資源，但在中國只有150多種，肺腫瘤手術(shù)機制研究中有700多種動物和人類優(yōu)質(zhì)資源，是世界上和中國使用最多的資源。目前，中國只有100種動物優(yōu)質(zhì)資源。全世界和中國使用的疾病運行機制研究結(jié)果中有2000種其他動物優(yōu)質(zhì)資源和200種國家優(yōu)質(zhì)資源。就用于其他疾病機理研究的基因技術(shù)建模方法的高質(zhì)量資源而言，目前中國大約有5000種，這還遠遠不夠。將來，至少應(yīng)建立至少3000種其他動物相關(guān)模型來研究其他疾病機理。為了從根本上為西方醫(yī)學(xué)相關(guān)研究人員的持續(xù)創(chuàng)新提供世界一流的支持，國外大多數(shù)與實驗動物和人工植物生產(chǎn)有關(guān)的機構(gòu)尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，目前規(guī)模較小，總體結(jié)構(gòu)分散，其他傳統(tǒng)動物產(chǎn)品的整體質(zhì)量很難基本保證。

6 結(jié)語

我國生命科學(xué)研究和生物技術(shù)發(fā)展相比較發(fā)達國家來說較為落后，自主創(chuàng)新能力較為薄弱的同時，創(chuàng)新突破的成果也較少，嚴重缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)，因而需要進一步加強動物實驗建設(shè)工作，做好創(chuàng)新和發(fā)展。