第一节　动物模型的基本概念

21世纪是生命科学蓬勃发展的时代，（实验）动物（animal）、仪器（equipment）、信息（information）和试剂（reagent），简称AEIR，是生命科学研究的四个基本要素。培育实验动物的目的是将其作为重要的载体用于科学教学、研究、生产、检定等实验过程。在生命科学研究的实施过程中，人类除充分利用实验动物本身具有的生物学特性和解剖学特性之外，还通过各种手段建立能够模拟表现人类疾病的动物模型，这对生命科学的探索具有举足轻重的作用。

一、动物模型的定义

动物模型是人类疾病动物模型（animal model of human disease）的简称，指以实验动物为载体，模拟医学、生命科学、食品安全和军事等科学研究，以及生物医药和健康产品研发应用的与人类疾病、功能紊乱机制和临床表现度相似的生物样本。狭义的概念是指疾病动物，广义的概念是指具有全部或部分疾病特征的研究材料，包括动物、器官、组织、细胞（株），甚至3D打印模型或计算机模拟过程。动物模型既可以全面系统地反映疾病发生、发展的全过程，又可以体现某个系统或局部病变的特征变化。

二、动物模型的意义和特点

动物模型是我国科学研究、生物医药和健康产品研发中不可替代的核心生物资源，在提高我国自主创新力、维系国家安全、发展医药卫生产业等方面具有重要的现实意义和广阔的市场前景。动物模型主要用于实验生理学、实验病理学、实验免疫学、实验药理学、实验毒理学、微生物组学等研究，是人类疾病发生机制研究的替身，是药物临床前实验安全性评价必须经历的研究过程。动物模型在实验中既是研究对象，又是研究手段，在人类疾病的发病机制、预防及治疗等一系列研究中起着非常重要的作用。

人类疾病的发生发展十分复杂，若以人体作为实验对象来深入探讨疾病发生机制，推动医药学的发展相当缓慢，因为临床经验的积累在时间和空间上都存在局限性，同时，许多实验在道义上和方法上也受到限制。南方科技大学的贺建奎不顾伦理道德和相关法律法规，实施“基因编辑婴儿”研究的事件，受到了国内外学者的强烈谴责和法律的制裁。借助于动物模型的间接研究，可以有意识地改变在自然条件下不可能或不易排除的因素，能更准确地观察模型的实验结果，将其与人类疾病进行比较研究，能更加方便有效地认识人类疾病的发生发展规律，并研究出行之有效的防治措施。因此，动物模型的应用对生命科学的研究具有重要意义。

1.动物模型建立的重复性

动物模型可提供临床上发病率低、潜伏期和病程长的疾病研究材料。例如，放射病、毒气中毒、烈性传染病、外伤、肿瘤等疾病，在临床上不常见，具有偶发性；一些遗传性、免疫性、代谢性、内分泌和血液等疾病，发生发展可能需要几年到几十年的过程。这些因素都不利于疾病的持续研究。而选用实验动物，通过不同手段复制出各种动物模型，可在人为设计的实验条件下进行几代甚至几十代的持续观察和研究。

2.动物模型制备的标准化

通过建立完整的方法学，统一实验动物品种、品系，严格控制实验动物微生物、寄生虫、营养和饲养环境等因素，建立动物模型评估体系标准，实现动物模型的标准化，从而提高动物实验结果的可比性和重复性。

3.动物模型取材的灵活性

可根据研究目的和需求，建立相应的动物模型，在不同时期采集各种样品或分批处死动物收集标本，实现取材的灵活性。

4.动物模型的可比性

通过在方法学上严格控制实验条件，在不同动物机体建立人畜共患病的动物模型或临床上罕见疾病的动物模型，可以充分认识同一病原体给不同机体带来的各种危害，从比较医学的视野全面立体地揭示某种疾病的本质。