模式動物系列之疾病動物模型
一、疾病動物模型簡介
概念：人類疾病的動物模型是指各種醫學科學研究中建立的具有人類疾病模擬表現的動物。顧名思義，就是在動物身上建立類似人類疾病的模型。可以用于實驗生理學、實驗病理學和實驗治療學（包括新藥篩選）研究。
舉例1：如在做抗腫瘤藥物篩選時，根據我們的實驗目的建立需要的腫瘤模型，如下圖為前列腺癌原位荷瘤模型，可用于前列腺癌的基礎研究和藥物藥效評估。
小鼠原位腫瘤模型（來自文獻1）
意義：疾病動物模型的使用在人類疾病研究和生物醫學發展中具有多方面的重要意義和價值。
1.替代作用；臨床上對外傷、中毒、腫瘤等研究不可能在人體重復進行。在動物體內試驗，可以避免了人體實驗造成的風險、危害和倫理問題。
2.按需要進行取樣；動物模型作為人類疾病的“復制品”,可按研究者的需要隨時采集各種樣品或分批處死動物收集標本，以了解疾病全過程。
3.可比較性；一般疾病多為零散發生，在同一時期內，很難獲得一定數量的定性材料，而模型動物不僅在群體數量上容易得到滿足，從而提高實驗結果的可比性和重復性。
4.疾病動物模型還有助于全面認識疾病的本質；可以充分認識同一病原體給不同機體帶來的各種危害，使研究工作上升到立體的水平來揭示某種疾病的本質。
二、分類
人類疾病動物模型按模型產生原因一般可分為自發性動物模型和誘發性動物模型。
1.自發性動物模型是指實驗動物未經任何有意識的人工處置，在自然情況下所發生的疾病。包括突變系的遺傳疾病和近交系的腫瘤疾病模型。
2.誘發性動物模型是指研究者通過使用物理的、化學的和生物的致病因素作用于動物，造成動物組織、器官或全身一定的損害，出現某些類似人類疾病時的功能、代謝或毒使動物患相應的傳染病，又如用化學致癌劑、放射線、致癌病毒誘發動物的腫瘤等。
此外，按照不同的分類標準，疾病動物模型有其他多個分類，如按系統范圍可分為疾病基本病理過程動物模型（如炎癥，腫瘤，休克等）和各系統疾病動物模型（如心血管、呼吸、消化系統疾病等）；按模型種類可分為整體動物模型，離體器官和組織模型，細胞株模型等。
舉例1：如在血管新生相關疾病如糖尿病、腫瘤及心血管疾病研究中，如下圖用到的小鼠下肢缺血模型，屬于誘發性動物模型，可用此類疾病的基礎研究和藥物藥效評估。
小鼠下肢缺血模型（來自文獻2）
三、設計原則
動物模型這么有價值，種類又這么豐富，那在設計和使用時，要遵循哪些原則呢？
1.相似性；在動物身上復制人類疾病模型，目的在于從中找出可以推廣應用于病人的有關規律。但動物與人畢竟不是同一物種，因此設計動物疾病模型的一個重要原則是，所復制的模型應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性疾病當然最好。例如日本人找到的大白鼠原發性高血壓就是研究人類原發性高血壓的理想模型。
2.可重復性；理想的動物模型應該是可重復的，甚至是可以標準化的。例如用一次定量放血法可百分之百造成出血性休克，百分之百死亡，這就符合可重復性和達到了標準化要求。
3.可靠性；復制的動物模型應該力求可靠地反映人類疾病，即可特異地、可靠地反映某種疾病或某種機能、代謝、結構變化，應具備該種疾病的主要癥狀和體征。
4.適用性和可控性；供醫學實驗研究用的動物模型，在復制時，應盡量考慮到今后臨床應用和便于控制其疾病的發展，以利于研究的開展。如雌激素能終止大鼠和小鼠的早期妊娠，但不能終止人的妊娠。因此，選用雌激素復制大鼠和小鼠終止早期妊娠的模型是不適用的。
5.易行性和經濟性；在復制動物模型時，所采用的方法應盡量做到容易執行和合乎經濟原則。靈長類動物與人最近似，復制的疾病模型相似性好，但稀少昂貴，即使獼猴也不可多得，更不用說猩猩、長臂猿。除非不得已或一些特殊疾病（如痢疾、脊髓灰白質炎等）研究需要外，盡量不用靈長類動物。
人類疾病的發展十分復雜，以人本身作為實驗對象來深入探討疾病發生機制，推動醫藥學的發展來之緩慢又存在局限性。通過借助于動物模型的間接研究，可以有意識地改變不易排除的因素，可以更準確地觀察模型的實驗結果并與人類疾病進行比較研究，因此在生物醫學研究中至關重要。
參考文獻
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