实验动物数据准确稳定和可靠性获得影响因素探讨

侯 豹 蔡维维 黄术兵 曲秀霞 邱丽颖

江南大学无锡医学院，江苏省无锡市 214122

近年来国际上多次发现科研实验数据造假，科研工作者的信誉接连受到质疑。作为科研工作者应从源头上对如何获取准确性、稳定性和可靠性的科研实验数据进行探索。实验动物的使用是对生命科学领域研究和探索的必要条件[1]，实验动物对教学和科研的发展具有重要意义，其对医药科学的各个实验领域具有重要贡献[2-3]。据报道，在1901—2010年近20年的诺贝尔生理学或医学奖的获得中有67.5%是通过实验动物获得的。另外在《Nature》和《Science》等科学研究的顶级期刊中有35%～45%的科学研究论文中使用过实验动物[4-5]。因此获得准确的实验动物数据是获得准确的实验结果的前提，也对国际前沿的科学研究具有重大的辅助作用。另外近年来随着实验动物行业的兴起，实验动物伦理福利逐渐得到广泛的关注[6-7]，相应的实验动物立法也日趋完善[8-9]，但对实验动物数据采集的准确性、稳定性和可靠性的研究却很少受到科研工作者关注。实验动物由于其物种特性，容易受到外界刺激而产生应激反应[10-11]，因此实验动物身体状况和情绪反应都会对实验数据的采集产生重大影响，最终影响实验结果的准确性、稳定性和可靠性。所以对如何获得可靠的实验动物数据进行探索对当前科学研究具有重要意义。

1 实验动物选择对实验数据准确稳定和可靠性获得的影响

1.1 实验动物来源明确 进入屏障饲养环境的实验动物必需来源明确[12]，有相应生产许可证编号和质量合格证。对于来源不明的实验动物，其身上携带的致病菌也不明确，不仅对屏障环境有污染的可能，致病菌也会有很大的风险传染给其他的实验动物，其次实验动物的实验数据分析结果更是不可靠。最终就会导致实验数据无法分析或者产生明显的误解，重复实验也得不到相应的数据或者相同的实验结果。不能赢得同行评审的信任，有极大的概率被认为是实验数据造假，对导师或者学院以至于学校的名誉产生恶劣影响，产生不可弥补的后果，因此实验动物的来源明确，具有相应生产许可证编号和质量合格证。对实验动物的最终数据的准确性和结果的可靠性具有重要影响。

1.2 实验动物周龄的选择 周龄不同的实验动物其身体机能不同[13-14]，对实验数据采集也具有较大影响。不同批次的实验，实验动物的周龄要相同，不同周龄的动物对药物的耐受性和疾病的抵抗力有显著差别，这会对实验结果产生显著的影响。在实验动物的规范管理过程中经常发现有同学为了追赶实验进程，满足导师要求的科研进度，会在一次实验过程中使用不同周龄的实验动物。实验动物的周龄不同，实验动物的发育程度有很大差别，相关蛋白的表达量也会有显著差别，特别是使用率相对较高的裸鼠、C57BL/6J和BABL/c小鼠 以及SD大鼠[15]。另外由于实验动物利润巨大，不良实验动物生产商家也会诱骗学生购买不同周龄的实验动物。不同周龄的实验动物的体重一般会有显著差别，相应的给药剂量和给药浓度也会有很大差别，也会导致最终的实验数据的显著不同。因此，同一批动物实验，使用相同周龄的实验动物，对最终实验数据的采集也具有重要影响。

1.3 实验动物品系选择 不同的实验设计有着不同的实验目的和实验要求，由于实验动物的遗传特性不同，所以要选择合适的实验动物品种和品系进行相应的实验，实验动物品系不同，所适宜的实验动物模型也不相同[16]。例如近交系的动物由于个体具有几乎相同的遗传组成和特性，对多种实验反应几乎一致，因此在多种实验中只需少量的动物就可得到非常有规律的结果。另外近交系动物个体之间组织相容性抗原几乎一致，异体移植几乎不会产生排斥，所以近交系动物是组织细胞和肿瘤移植实验中较为理想的动物。突变系实验动物是研究遗传病、免疫性疾病和多种肿瘤的主要实验动物。封闭群实验动物由于与人类具有相似的遗传特性，因此在人类的遗传学研究、药物筛选和毒性实验等方面具有较大优势。杂交群实验动物具有与纯系动物基本相同的遗传均质性，又克服了纯系动物因近交繁殖所引起的近交衰退，在医学生物学研究中具有广泛应用。所以选取正确品系的实验动物对得到良好的实验结果具有极大帮助。

2 实验动物饲养环境及设施对实验数据准确稳定和可靠性获得的影响

2.1 实验动物饲养环境 维持稳定的实验动物饲养环境，在实验过程中具有重要作用[17-18]。实验动物应饲养在温度为20～26℃，湿度应维持在40%～70%，氨浓度应维持在≤14mg/m3，噪声低于60dB，昼夜明暗交替时间12h，动物照度15～20lx的条件下，光照强弱及时间长短都会影响动物性成熟[19]。无论是温度湿度或者照明和换气次数的不适宜都会对实验动物的身体机能产生一定影响，导致药物的药效产生波动，相应的实验数据产生偏差。特别是在断电情况下，各种饲养辅助仪器不能正常运转对实验动物的影响更是巨大。因此，维持实验动物的饲养环境适宜是获得稳定可靠的实验数据的前提和基本保证。

2.2 实验动物饮食及基础设施 实验动物的饲养笼具如笼底、金属网架和笼盖均需高温高压消毒灭菌之后方可传入屏障环境供实验动物使用。特别是实验动物饮用水，实验动物的饲养应给予充足的灭菌水和经过Co60照射的食物，特别是繁殖型实验动物应该给予足够能量的繁殖型饲料，高脂高盐的动物实验模型应该及时更换饲养垫料，维持笼盒的适宜饲养条件，另外要多次更换水瓶，保证实验动物饮水足够。因为缺水缺食都会对实验动物的身体机能产生巨大影响[20]。另外饲养实验动物的垫料和饮用水必须经过消毒灭菌才可给予实验动物食用，因为未经消毒灭菌的食物可能携带多种污染源，经实验动物食用后对实验动物产生污染，导致实验结果不可靠。所以保证实验动物的食物和饮水充足是实验数据可靠的必要条件。另外实验动物的饲养区域布局和设施设备以及污水废弃物和动物尸体的处理均需符合GB14925-2010要求，才能获得准确稳定和可靠的实验动物数据。

3 实验人员技能操作对实验数据准确稳定和可靠性获得的影响

3.1 实验技能操作 提高实验操作人员的基本素质修养，增加实验人员的技能操作培训，使实验人员的技能操作更加规范化，最终使实验结果准确稳定和可靠。实验人员的实验技能操作规范不同，对实验动物产生的应激也不同[21-22]。标准化的动物实验操作可以降低不同的实验人员由于专业知识不同以及知识结构的差异对动物实验的主观认识和主观判断产生的误差。不规范的实验技能操作会导致实验的终结点和取材的时间点不同，取材部位不同，最终导致实验数据不同，实验结果有较大的差异。因此标准化和规范化的实验操作可以减少实验操作所带来的误差，例如在对实验动物进行灌胃给药的过程中，灌胃针的进入深度会有很大差别，实验动物的舒适度和反应也有很大差别，对实验数据也会产生一定的影响，特别是在不同时间点收集实验数据的动物实验。腹腔注射或者尾静脉给药也是如此，所以，标准化和规范化的实验人员的技能操作是最终使实验结果准确稳定和可靠的主要依据，可以防止实验动物数据产生较大差异，导致实验结果不可重复。

3.2 实验动物给药量换算 实验动物与人的给药量剂量准确换算，对实验数据的准确性具有重要影响。人与实验动物对同一药物的耐受性具有显著差别，一般来说实验动物对药物的耐受性比人大，也就是单位体重的用药量实验动物比人要大[23]。但由于实验动物的给药剂量很少有文献可查所以通常以人的给药剂量进行换算。通常采用人与动物体表面积法来换算，人体表面积计算方法采用许文生氏公式[24]，动物体表面积计算法一般采用Meeh-Rubner氏公式[25]。给药量的准确计算对实验动物的影响相对较大，给药剂量大于动物承受剂量实验动物则容易中毒，给药剂量较小，药物则不能起效。另外给药方式不同，给药剂量也有较大差别，也会对最终的实验数据产生一定的影响。因此对实验动物的给药剂量的准确计算对实验数据具有显著影响，对实验结果也会有巨大影响。

3.3 实验动物标记方式 对实验动物选择有效的标记方式，以免造成实验动物混乱，或者标记不当对实验结果产生影响。常用的标记方式有体表颜料着色法、个体耳号标记法、个体断趾标记法、耳号钳标记法和挂牌法等[25]。其中一般对短期实验的白色动物可用颜料涂搽动物皮毛的方法标记，但是长期实验容易导致颜料被实验动物蹭掉，致使实验分组不清，最终导致混淆实验数据。个体断趾法多用于标记幼年的大小鼠，不适宜用于大动物和成年的大小鼠，成年后剪趾首先会导致实验动物大量流血，其次由于具有血腥味容易引起同一笼中实验动物打斗。另外也可能会对实验动物产生感染，导致最终实验结果不准确。耳号钳标记法多用于大动物，标记过程中也需要消毒处理。由此可见对实验动物的正确标记对实验结果也具有重要影响。

4 其他因素对实验数据准确稳定和可靠性获得的影响

其他，如实验人员进入屏障环境做动物实验必须穿戴隔离服，防止携带外界污染源传给实验动物，对实验结果产生影响。实验人员禁止在屏障环境大声喧哗打扰实验动物作息，影响实验动物身体机能。禁止在屏障环境解剖虐杀实验动物，防止实验动物产生恐惧信息传递给其他实验动物。大动物不宜与小动物共同饲养等。都会对动物实验数据的获得产生不利影响，最终导致实验结果不准确。

5 总结

实验动物是医药学院开展教学和科研实验研究的必要条件。实验动物数据的正确采集对准确分析药物药效起到关键性作用，对最终的实验结果也会产生重大影响，甚至会对进一步的科学研究方向起到关键作用。另外不可靠的实验动物数据，公开后得不到正确的验证，会对相应的科研负责人、学院甚至学校的名誉产生影响。因此从实验动物选择、实验动物饲养环境及设施和实验人员技能操作等多个方面对动物实验进行严格操作，才能获得准确、稳定和可靠的实验动物数据，才能为做好科学研究打下坚实的基础。