一、設(shè)計原則
生物醫(yī)學(xué)科研專業(yè)設(shè)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(yīng)該在病人身上進行。常要依賴于復(fù)制動物模型,但一定要進行周密設(shè)計,設(shè)計時要遵循下列一些原則。
(一)相似性
在動物身上復(fù)制人類疾病模型。目的在于從中找出可以推廣(外推)應(yīng)用于病人的有關(guān)規(guī)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(shè)計動物疾病模型的一個重要原則是,所復(fù)制的模型應(yīng)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(fā)性疾病當然。例如日本人找到的大白鼠原發(fā)性高血壓就是研究人類原發(fā)性高血壓的理想模型,老母豬自發(fā)性冠狀動脈粥樣硬化是研究人類冠心病的理想模型;自發(fā)性狗類風濕性關(guān)節(jié)炎與人類幼年型類風濕性關(guān)節(jié)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(nèi)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(nèi)毒素性休克有效的療法以來不能被臨床醫(yī)生所采用?,F(xiàn)在有人改向結(jié)扎膽囊動脈和膽管的動物膽囊中注入細菌,復(fù)制人類感染性休克的模型,認為這樣動物既有感染又有內(nèi)毒素中毒,就與臨床感染性休克相似。
為了判定所復(fù)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(fā)現(xiàn)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(fù)制的模型是一種較理想的模型。同理,按中醫(yī)理論用大黃喂小鼠使其出現(xiàn)類似人的“脾虛癥”,如果又按中醫(yī)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(fù)性
理想的動物模型應(yīng)該是可重復(fù)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(fù)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(huán)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(shù),但狗結(jié)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(jié)扎,其后果很不一致,無法預(yù)測,無法標準化。相反,大小白鼠、地鼠和豚鼠結(jié)扎冠脈的后果就比較穩(wěn)定一致,可以預(yù)測,因而可以標準化。
為了增強動物模型復(fù)制時的重復(fù)性,必須在動物品種、品系、年齡、性別、體重、健康情況、飼養(yǎng)管理;實驗及環(huán)境條件,季節(jié)、晝夜節(jié)律、應(yīng)激、室溫、濕度、氣壓、消毒滅菌;實驗方法步驟;藥品生產(chǎn)廠家、批號、純度規(guī)格、給藥劑型、劑量、途徑、方法;麻醉、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛等用藥情況;儀器型號、靈敏度、度;實驗者操作技術(shù)熟練程度等等方面保持一致,因為一致性是重現(xiàn)性的可靠保證。