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博科访谈会(五十八):致敬生命:以渺小身躯,燃科学星光!

胸怀和格局介绍研究用鼠、模型选择、动物照护和3R原则,分享对实验动物贡献与责任的思考。

原文附有录音,本次官方导出未包含可播放的音频文件。

博科访谈会(五十八):致敬生命:以渺小身躯,燃科学星光!主题插画

历史访谈:以下保留原稿中的研究经历与个人观点。

研究恢复说明:以下为历史访谈中的动物研究经历。监测频次、肿瘤数值及处置方法不是通用操作方案;动物研究须有适当伦理审批、兽医监督和人员培训,并持续落实替代、减少、优化的3R原则。

博士科普采访系列

致敬生命:以渺小身躯,燃科学星光

1900年,尘封30多年的孟德尔遗传定律被欧洲的科学家重新发现,自此,众多生命科学家纷纷开始在不同物种中进行验证,老鼠,作为哺乳动物的一员,“当仁不让”地成为了研究对象之一,开启了它们作为实验动物波澜壮阔的一生。

小鼠被广泛用于实验室哺乳动物研究,渺小身体曾为重要科学发现作出贡献。

胸怀:生物物理:肿瘤研究,生物成像。主要使用小鼠。

格局:生物化学:肿瘤研究。主要使用免疫缺陷型小白鼠。

#1 动物实验的“科学功臣”—老鼠

胸怀:我自己只用过小鼠,没有经历其他动物选项。药物研究可能在人体试验前包含动物的临床前研究,但不存在统一从鼠、兔、狗到人体的阶梯;选择取决于科学问题与适用要求,并非简单的“低等—高等”顺序。

小鼠较便于遗传操作、体型小,与人类共享许多生物学特征。成像研究也可以使用果蝇等无脊椎动物。模型的有用性取决于具体问题,不能只用所谓进化高低判断;目标是在适当模型中获得与人类健康有关的信息。

图1:兔子和狗也可能成为动物实验的选择模型
图1:兔子和狗也可能成为动物实验的选择模型

格局:2002年小鼠基因组工作显示人与鼠共享许多对应基因。当时估计各约3万个蛋白编码基因,后来估计降至约2万~2.5万;这并不等于80%的全部基因完全相同。小鼠体型小、繁殖较快、一胎多只,器官结构也具有哺乳动物共性。原访谈还引用国内实验动物中鼠占七成以上的说法,本次未独立核验该历史比例。

另一个原因涉及饲养和微生物状态,尤其免疫缺陷模型。鼠在适当控制的设施中饲养,比一些大型动物更便于管理。但免疫缺陷并不自动等于无菌,这是不同概念。经济适用性和具体研究相关性都影响模型选择。

共享基因有助于研究功能与肿瘤机制。若改变某鼠基因影响肿瘤形成,可提出对应人类基因的问题,包括可能的抑癌作用,但仍需更多证据,不能自动移用于人体。我自己只用过小鼠。

图2:老鼠被广泛用于多种动物实验与科学研究
图2:老鼠被广泛用于多种动物实验与科学研究

#2 实验动物被“操纵”的一生

外购?繁殖?实验老鼠从哪儿来?

胸怀:我们实验用的老鼠叫裸鼠,它们的免疫系统有一定的缺陷。如果是免疫力非常强的健康小鼠,我们打肿瘤细胞到它们体内是很难长成一个肿瘤的。所以我们买来的小鼠本身就有一定的免疫缺陷,这样才能够把这个疾病建立起来,但是也有一些其他的转基因的老鼠,比如说来的时候就有糖尿病或者是痴呆,这种模型也有,看我们的需求。

图3:多种老鼠模型满足不同实验需求
图3:多种老鼠模型满足不同实验需求

格局:因为我们用的实验鼠特别多,所以我们的动物房会自己繁殖这样的老鼠,相当于我们先从一些实验室或者公司买来老鼠,然后对它们进行繁殖。

遗传背景相对稳定很重要,但繁殖群体仍须管理,可能发生遗传漂变或新突变。种鼠不会无限期繁殖,雄鼠老去时可能按群体管理安排更换。

现在由专门动物房人员繁殖,需要时交付不同笼子的动物。我们按批准方案将肿瘤植于小鼠皮下,建立模型并评估药物治疗;此为受访者研究介绍,不是动物操作指引。

图4:实验鼠需要明确并管理遗传背景
图4:实验鼠需要明确并管理遗传背景

胸怀:因为我们也用一些转基因的老鼠,所以我听我们的实验室管理员说过,基本上老鼠繁殖传到二三十代这种情况还是可以接受的,但是时间长了之后,可能生育的productivity就会下降,会有一些基因变异和表达不稳定的情况发生。

时刻观察状态,及时终止实验,减轻实验动物痛苦!

格局:我们动物房的人员大概每两天会看一次动物的状态,每2~3天测量一下动物的重量,当他发现动物的体重开始急剧下降时就会建议你终止实验,减轻动物的痛苦。【这是受访者所在设施的历史安排,不是普遍监测频次。】

肿瘤逐渐生长。原受访者介绍的历史方案列2000立方毫米为必须终止的上限;这不是普遍可接受目标。人道终点须结合批准方案、肿瘤部位、动物状态及兽医评估,可能需要更早干预。

图5:时刻观察实验动物状态
图5:时刻观察实验动物状态

胸怀:当时我们做肿瘤实验的时候会有对照组和治疗组,对照组我们不进行任何的治疗,就让肿瘤自由生长。我们发现对照组的体重曲线并没有明显的变化,并没有治疗组下降的那么快,所以我认为体重下降的主要因素还是治疗而非肿瘤本身。【此观察限于该实验,不是全部肿瘤或治疗的普遍结论。】

#3 科研背后的伦理底线

动物实验的3R原则与责任:尊重生命,认识贡献!

胸怀:动物实验前,主要会有两方面的培训,一方面是关于动物实验的伦理培训,另一方面就是技术方面的培训。

伦理培训中有一个3R原则,第一个R是Replacement:替代,如果可以不用动物就不用动物来达到实验目的。第二个R是Reduction:减少,尽量减少参与实验的动物数量。第三个R是Refinement:优化,我们要优化实验设计,尽量减轻动物在实验过程中的痛苦。

伦理培训让我印象深刻的一例是医学院学生把动物实验照片放到个人社交平台,培训中将其列为违规。图片是否可分享仍取决于许可、机构规则与语境,并非所有研究图片公开都普遍违反伦理。

另外一些培训是具体实操培训,会有实验管理员亲自教你操作,比如说安乐死、麻醉这些技术类型的培训。

图6:遵守3R原则,善待实验动物
图6:遵守3R原则,善待实验动物

格局:我们也是很类似的,在你做动物实验之前,动物房的工作人员会对你进行培训:技术培训和伦理培训。

3R原则被广泛认可。原访谈还讨论额外的Responsibility(责任):对动物和公众期望负责。这可以是有意义的扩展,但不是一个普遍统一、替代3R的“4R”标准;研究须有必要性并支持动物福利。

朋友说清华一处动物房播放音乐,意在提供舒适环境。这保留为转述例子,不能证明音乐对每种动物必然有益,饲养安排须符合物种和具体情况。

所以说从伦理的角度来说,很多东西都已经相对比较完善了,当然还有很多东西需要提高。因为动物们为科研奉献了自己的生命,所以我们还是要以负责任的态度,令它们的牺牲更有价值。

图7:最大限度利用动物实验,尊重生命,感恩奉献
图7:最大限度利用动物实验,尊重生命,感恩奉献

实验动物的一生:康乐生,安乐死!

胸怀:首先是实验过程当中,比如说我们注射肿瘤细胞的时候,包括我现在做一些老鼠的实验,给它做手术,也是全部都要确认它在麻醉状态之下才能进行这些操作。

比如两小时手术,我们方案用记录单,每15分钟观察呼吸、心脏活动、皮肤颜色和反射,这是评估动物状态与麻醉的一部分,不是完整通用麻醉方案。

手术后按批准方案使用抗炎与镇痛药,提供所需照护。

原受访者介绍所在设施使用二氧化碳后结合颈椎脱臼确认死亡。这是历史经历,不意味着任意如此操作都人道或获准;方法必须符合适用兽医指南、伦理批准,由受训人员结合动物与条件评估。

图8:实验过程中尽量减轻动物痛苦
图8:实验过程中尽量减轻动物痛苦

格局:我们设施也是在适当麻醉下按批准方案进行颈椎脱臼,随后将遗体保存在冰箱,交工作人员集中处置。这些安排具有机构和方案差异,并非全球单一统一标准。

在国内我主要用胎鼠,也就是出生前而非“孵育”前的鼠,研究神经细胞;出生后神经系统发育分化进一步进展,发育阶段影响可用组织。处理同样包括将遗体放到指定冰箱、由工作人员后续处置。我觉得有些国内安排很用心,比如转述过的动物房音乐,在国外我没有看到类似做法;这是个人比较,不是全国福利排名。

图9:动物无言亦须善待
图9:动物无言亦须善待

人与鼠共享许多对应基因,果蝇等其他生物也有保守的生物学过程。基因数量、相似百分比取决于定义,不能等同全部序列完全一致。原访谈引用截至2019年219位诺贝尔生理或医学奖得主中183位工作与动物研究有关的数字,保留为原稿历史引用,本次未独立核验。

原稿以胰岛素、青霉素、脊髓灰质与炭疽疫苗等为例,强调动物研究帮助人类与动物的疾病防控与治疗。“数以亿计生命”为原稿总体描述,本次未核验其量化依据。

动物模型对许多科学问题仍重要,同时应推进并使用适合的替代方法。必须用动物时,适当减少数量、减轻痛苦并尊重生命。

分享人:胸怀、格局

编辑:卡路里

语音编辑:蜜桃乌龙

采访:饭团

录音:蜜桃乌龙

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2026-10-10恢复校订:保留全部主题与署名,修正80%基因完全相同、临床前物种阶梯、免疫缺陷等于无菌、“孵育”胎鼠和全球统一处置等错误;数字与方法限定原方案,3R为通行框架,额外责任为扩展观点。

补充参考资料

来源与编辑记录

根据博士科普公众号完整历史文章导出恢复。

校订说明:2026-10-10恢复校订:保留全部主题与署名,修正80%基因完全相同、临床前物种阶梯、免疫缺陷等于无菌、“孵育”胎鼠和全球统一处置等错误;数字与方法限定原方案,3R为通行框架,额外责任为扩展观点。

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