【科研贴士】大动物实验的特殊意义

学术   2024-08-16 16:44   北京  


我们知道,目前大部分是动物实验都是在实验鼠上完成的,在基础研究中我们常用它们研究药物、生物治疗或新技术的有效性、安全性。


但小鼠等实验动物,由于其解剖结构、生理、病理特点、体重、生命周期、免疫系统等与人类之间存在着差别,在某些疾病模型的构建上存在壁垒,其实验评价结果与药械临床使用结果方面也存在不同。

01

副作用方面

许多药物在小鼠体内未必发生副作用,但在人体运用中却会有副作用的产生。

02

疾病模型方面

绝大多数小鼠模型无法模拟神经退行性病(阿尔兹海默症、亨廷顿舞蹈症、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症等)典型神经细胞死亡的病理特征。

03

有效性验证方面

在小鼠脑疾病中发挥作用的药物在临床实验中多以失败而告终。

04

医疗器械评价方面

许多骨科医疗器械、手术机器人与补片无法适用于体型与人类相差过大的小鼠,无法开展试验。

05

医美器械评价方面

鼠的皮肤游离度较大,与人类的皮肤相差较大,植入定位困难,评价受限。此外,脂肪相关的医美器械无法在小动物实验中评价。

       

      而且,很多疾病在大动物身上建模更容易,例如在猪身上更容易通过药物等进行瓣膜钙化疾病建模,而在小鼠身上建模的成功率低,故大动物模型在医学研究中具有其独特的优势。


大动物实验的特殊意义



器械研发方面


大动物实验是器械研发过程中必不可少的一环。通过相关动物模型来考察产品的安全性和有效性,以及临床相关参数的确定,预测其在人群中使用时可能出现的不良事件,降低临床试验受试者和临床使用者承担的风险,并为临床试验方案的制定提供依据及参考。


在早期研发阶段,需要通过反复的大动物体内实验去验证医疗器械的可行性,发现潜在风险,并根据前期的研究结果,发现器械应用过程中可能存在的问题,并对器械进行改良。


同时,大动物实验又是医疗器械进入人体前的最后一道关卡,这样才能更好地保障患者的安全。所有植入人体的高端医疗器械,在应用于人体前都需要使用大动物进行实验,以检验器械的安全性和有效性。


药物评价方面


主要评价安全性,有效性及给药剂量,监测药物的毒副作用,以指导临床合理用药。一般药物实验在小鼠身上进行后会选择大动物测试。

例如,阿霉素具有心脏毒性,可以通过大动物研究评价其安全剂量和毒性剂量,这是GLP评价中非常重要的一部分。


疾病治疗方面


大动物研究在基因治疗、干细胞研究、组织工程、外泌体治疗等新治疗技术中占有十分重要的地位。


(1)随着基因治疗走入人们视野,给心血管等方面的疾病的治疗带来了新希望,但人们对其安全性始终存在顾虑。大动物研究为基因治疗的安全性、有效性及毒副作用提供了更多的依据。


(2)在干细胞研究中,功能干细胞分化形成的心肌细胞移植后可促进心肌再生,但会出现明显的心律失常的现象,这一现象在大动物试验中可观察到,但对于小鼠而言,由于小鼠的心率很快,无法观察到这一现象,故小鼠模型不适合用于评价细胞移植后心律失常的风险。


(3)在组织工程方面,若用小动物造模,组织贴片尺寸较小,而采用大动物构建与人类组织相似的大尺寸的组织贴片,有利于评价其移植后的安全性和有效性。


(4)在外泌体治疗方面,在外泌体进入临床研究之前,在需要通过大动物研究对其注射途径和注射剂量等进行评价。

实验动物

特点

应用

非灵长类

1、与人亲缘关系最近;

2、大脑发达,有大量的沟回,视、听、味、触觉发达,空间立体感强;

3、繁殖周期长,饲养成本高,价格高;


猴场的管理要求严格,对于灵长类动物,伦理的要求也更加严格,目前市场仍处于供不应求的状态。


1、药物代谢

2、药效

3、毒理学

4、传染病

5、生殖研究


猪类

1、心脏结构与人类相似,血管走向基本一致

2、皮肤结构与人类相似;

3、内脏大小与人不同年龄段内脏器官相对应;


繁殖数量大,饲养要求不苛刻,价格较灵长类动物更为合理,国内的小型猪多为自然接近近邻交配的封闭群体。这为小型猪品种培育提供了广泛的资源基础,并有利于培育工作的成功。


1、广泛用于心血管疾病研究及相关药物和器械开发;

2、广泛用于皮肤缺损、烫伤疾病的相关药物研究;

3、医美器械的临床前评价,尤其是光电类设备;

4、手术机器人的临床前评价

5、其他疾病模型,例如膝骨关节炎,肺栓塞,胰腺炎,器官切除与移植等

犬类

1、与一般的哺乳动物相比,在生理学和解剖学方面更接近于人;

2、神经系统发达,嗅觉和听觉强大,适应能力强;

3、血液循环系统发达,是第一批接受静脉输血的动物

4、毒理反应与人类相似

1、药物的药代动力学和毒理学研究;

2、神经系统的研究,例如犬的脑中动脉栓塞后再通;

3、骨科植入类医疗器械的临床前评价

4、血管置换类的医疗器械临床前评价

兔子

1、兔子的眼睛结构与人类相似

2、兔子的皮肤对于测试化妆品或其他物质的过敏性反应也具有相似性


兔子的繁殖数量大,周期短,价格低,但容易应激,抑郁,自残,在长周期实验中需要设计备用动物,以保证实验得到统计学意义的结果。

1、眼科实验与眼科植入物评价

2、医美植入物临床前评价

3、瘢痕模型,用以评价祛斑效果

4、动脉粥样硬化、心梗等心脑血管疾病模型


       总的来说,实验大动物是医学生命科学研究的重要战略资源,是生物医药基础研究及应用开发的重要支撑条件,大动物模型研究直接影响生物医药产业的创新发展。然而,由于缺乏专业的大动物实验室,使得大多数科研工作者回避大动物实验相关的课题申请,这是我国内大动物实验相关的科研相对较少的主要原因。


2024

公司介绍

北京永欣康泰科技发展有限公司,成立于 2012 年,是一家专业提供临床前动物实验平台的 CRO 服务机构。自成立来,专注于动物模型构建、医疗器械评价,服务范围分布全球。


公司实验动物中心位于北京市房山区,动物饲养设施使用面积 2000m2,有杂交手术室(DSA)与多间万级净化手术间,配备CT、麻醉机、超声、监护仪、除颤仪、电刀等设备。拥有动物术后特护饲养间、屏障饲养间、拥有分子生物学平台、细胞分离培养平台、独立的病理分析评价平台,MRI、PET 等大型设备校企联合平台,除了可以提供医疗器械注册要求的临床前动物实验和体外测试研究报告、医疗新技术、新器械临床新技术人才培训,还可以提供非临床病理学评价,药械组合产品、药物药效学等多项临床前评价综合业务。


永欣康泰实验动物中心多年来秉持着“工匠级动物模型,专家级方案评估”的服务理念,致力构建国内一流的 CRO 服务企业,为医疗器械与医药创新企业提供专业的、一站式的临床前研究服务与解决方案,助力行业实现更健康、更稳定、更可持续化的高速发展。

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实验动物模型构建中心
介绍各类人类疾病动物模型的构建方法及经验、动物实验方案设计、相关检测方法等。
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