3R原则在大学生开放性实验项目中的应用分析*

2012-01-18冷言冰

中国医学伦理学 2012年1期

韩琴，刘新，冷言冰

(成都医学院公共卫生系，四川成都 610083)

1 大学生开放实验的现状

1．1 大学生开放实验的特点

大学生开放实验的特点是学生(3～5人)以组为单位，从实验设计、实验材料准备，实验操作到论文写作与投稿，都是由学生独立完成，教师只针对实验中遇到的问题进行指导和建议;这样可以很好地锻炼学生的动手能力和创新能力，并培养医学生的科研能力和合作精神。但在学生进行实验操作中，经常会因为实验物资的不合理使用造成后期实验材料的缺乏，甚至有部分实验项目因此而中断。在医学生的开放实验中，实验材料主要包括实验动物、实验药品和试剂、实验仪器设备等。学校划拨一定的实验经费让学生购买实验中所需的材料。

1．2 实验材料的使用问题

实验动物在医学生开放实验中被广泛使用，尤其在生物医学领域应用更多。据统计，1970年，全球用于科学研究的脊椎动物在1～2亿之间，到1980年有所下降，之后一直呈平稳趋势。［1］从科学研究中使用的动物种类来看，80%以上是啮齿类实验动物。用Pub Med生物医学数据库检索近十年来发表有关动物实验研究文献，发现使用数量最多的5种动物是大鼠、小鼠、家兔、猪和犬。近年来，动物实验所引发的伦理学问题受到了人们广泛而持久的关注。在动物实验中滥用和虐待动物的现象是一个必须正视的问题，这也是一个社会应该意识到的问题。［2］

学生开放实验中实验药品、试剂和实验仪器设备的合理使用也尤为重要，开放实验项目通常是在学校现有实验室条件下开展的，实验中所用的仪器设备都具备，学生主要购买药品试剂和消耗性物资。实验过程中常有学生因对实验仪器的不合理操作造成部分贵重仪器的损坏，给学校造成了一定的经济损失。在使用实验试剂和药品时也常常因安排不合理或者不细心造成浪费，导致开放实验不能顺利开展。

2 将3R原则引入大学生开放实验

2．1 3R原则的提出

经过近5 0年的发展，3R原则已逐渐被接受并运用于生物医学研究中，并在实践中进一步发展。所谓3R即减少(Reduction)、替代(Replacement)和优化(Refinement)的原则。“减少”指在科研中使用少量的动物和实验药品试剂获得同样多的实验数据或一定量的动物获得更多的实验数据的方法;“替代”就是不再利用活体动物进行实验而是以组织细胞培养、各种活体外实验或计算机模型以及统计分析等方法来加以替代，或者用无知觉的实验材料代替神志清醒的脊椎动物;“优化”指通过改进和完善实验程序，减轻动物的痛苦和不安，以及减少实验材料的使用量，提高动物福利的方法。［3－4］

2．2 3R原则与开放实验

将3 R原则引入动物实验不但可以在动物实验中充分注重动物福利，也使学生树立爱护实验动物的意识，［5］这就需要对整个实验的统筹安排，如优化实验步骤、熟悉实验操作、提高操作技能，并加强对3R原则的主观意识。

成都某医学院校大学生实施开放实验与动物使用情况如下:将每个开放实验项目分为两个实验小组，A小组同学按计划正常自由实验，B小组同学在制定实验计划前先接受3R原则的培训学习，并按照3R原则制定实验方案。最后将实际动物使用量除以原计划动物使用量得到的比值进行比较分析。采用SPSS13．0统计软件处理分析数据，统计方法采用独立样本t检验，组间方差齐，P值＜0．05，两组使用比有统计学意义。如图1是大学生开放项目实验3R组(B)和对照组(A)的动物使用比的折线图。

从以上实验数据可以看出A组实验动物使用比例高于B组，这表明通过3R原则培训的实验组的动物使用量低于未参加3R原则培训的实验组，3R原则在大学生开放实验中发挥到了一定的作用，避免了动物的浪费使用。

从A B两组实验结果来看，B实验组不仅在动物使用量上低于A组，实验药品和实验耗材的利用率也较好，充分体现了3R原则的“减少”、“替代”、“优化”原则的功效。

2．2．1 减少原则。

用多少动物和多少实验耗材或者说怎样用最少的实验物品与动物达到所预计的实验效果一直是长期讨论的话题。首先，我们必须明确减少不是单纯的减少物品和动物的用量，而是在得到同样实验效果的前提下减少不必要的浪费，或是使用同样多的动物获得更多的实验数据，从而避免动物的滥用。［6］大学生参与开放实验时应做到:①熟悉整个实验流程，在设计实验方案时就要优化实验操作步骤，节约原材料，这就要求大学生在设计实验之前查阅大量文献，选择更为适合自己的实验方法;②节约实验材料和动物，这要求参与的人员配合协调，掌握好实验关键操作方法。在开放实验中讲的是精诚合作，不是个人演练，唯此才能共同达到实验目的。

2．2．2 替代原则。

“替代”实验动物一直是生物医学研究的热点问题，也是一个动物伦理问题，它包括体外技术、使用低等动物、各种模型模拟等方法，有些替代方法甚至优于传统的动物实验。在医学生开放实验中，“替代”主要针对于实验所用动物和实验贵重试剂等，学生自主开放实验的经费较少，研究周期短;而替代的实施则需要充足的资金和先进的技术，尚需要更多的探索。“替代”要求参与的学生技术要过硬，并具有创新的思维。撰写实验设计方案时要在保证实验结果的前提下，用低等动物替代高等动物，用一般试剂替代高昂试剂，如在“老鼠新型糖尿病动物模型的建立”这一实验项目中，动物、给予食物和药品的选择上还是有一定的空间。

2．2．3 优化原则

坚持优化的原则是很有必要的，但大多数实验并没有达到甚至没有考虑到优化的问题。传统的实验不需要学生去考虑实验的安排和方案，而要做好大学生开放实验的优化需要多方面努力，不仅体现在实验方案的设计上，还包括对待动物福利方面，因为对动物的痛苦和不安视而不见优化就无从谈起;开放实验要求学生完全掌握实验内容，通过短时间的预实验和一些方法如观看相关的实验视频、熟悉实验技术来优化实验程序，提高实验成功率从而减少动物不必要的痛苦和实验原材料的浪费;同时要做好实验前动物喂养工作，妥善运输动物，注意动物所处环境的舒适性;选择痛苦较小的方法或安乐死处死动物，禁止空气栓塞、棍击、溺死等不人道的方法处死动物。