聽說，科學(xué)家給老鼠立了個碑……

作者：陳安國（中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所）

文章來源于科學(xué)大院公眾號（ID：kexuedayuan）

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你可能不會想到，科學(xué)家們竟然給鼠立了一個碑，只不過，科學(xué)家們要紀念的并非普通的鼠，而是作為實驗動物的鼠。

中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院實驗動物中心的實驗動物紀念碑 藍色中英文銘牌為“謹以紀念為生命科學(xué)研究而獻身的實驗動物”（圖片來源：張建松攝,2013年）

早在本世紀初，中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院實驗動物中心就開始籌建“實驗動物紀念碑”，這塊紀念碑已于2013年元旦公開亮相。更早些的，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院1997年就在校園圍墻上釘了塊黑底金字“銘記”牌，廣東省醫(yī)學(xué)實驗動物中心2003年也在大門前建了“致敬”球；此外，北京、南京、西安、重慶、揚州…各地知名生命科學(xué)教研單位也都先后樹起了這種紀念碑。

國內(nèi)各地立的實驗動物紀念碑

動物實驗由來已久，實驗動物有“國家標準”

人類自古就開始以動物為替身，探究生命奧秘、機體結(jié)構(gòu)和醫(yī)療保健途徑。早先，實驗用動物從猴、狗、兔、鳥、蛙、魚到昆蟲(如果蠅)，包含家養(yǎng)的、野生的，曾經(jīng)很廣泛。到20世紀50年代，科學(xué)家們逐步發(fā)現(xiàn)，所用動物的種源、遺傳素質(zhì)、生理狀況、生活環(huán)境、飼養(yǎng)管理及攜帶微生物情況等，都會影響實驗結(jié)果，因此展開了實驗動物科學(xué)化、標準化運動。

現(xiàn)今，“實驗動物”(laboratory animals)乃是特指“經(jīng)人工飼育，對其攜帶的微生物實行控制，遺傳背景明確或者來源清楚的”科技實驗專用動物。如果實際用的是普通家養(yǎng)或野外捕捉的動物，那只能稱之為“實驗用動物”（experi-mental animals）。標準“實驗動物”的先天遺傳性狀、后天繁育條件、微生物攜帶狀況、營養(yǎng)需求以及環(huán)境因素等方面都受到全面控制，既能保證實驗結(jié)果的可靠性、精確性、均一性、可重復(fù)和可比較性，又可保護接觸和使用實驗動物人員的健康。

合格的“實驗動物”有“國家標準”（GB14922～GB14925等），須經(jīng)遺傳育種專家評定才能確認，至今真正純化成高等級并常用的僅有鼠、兔、狗、貓和小型豬等幾個種類；其中標準化水平最高，各領(lǐng)域最常用，品種和用量最多的是鼠類，在我國通常占實驗動物總用量的95% 以上，有些地區(qū)甚至達99% 。所以，說這些碑是紀念實驗鼠的，也合實情。

實驗鼠首當其沖，貢獻多多

在現(xiàn)代科學(xué)研究事業(yè)中，實驗動物是不可缺少的要件。

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，從傳染病、心血管病、內(nèi)分泌病到生殖生理研究，營養(yǎng)學(xué)、藥理學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)到老年醫(yī)學(xué)研究，外科手術(shù)、器官移植技術(shù)發(fā)展，等等，無不需要應(yīng)用實驗動物，實驗鼠總是首當其沖，用鼠建立“人類疾病動物模型”奇妙無比。

軍事醫(yī)學(xué)中，如核爆、生化武器戰(zhàn)傷防治等實驗，更需用動物替身。

國民經(jīng)濟領(lǐng)域，化工、輕工、重工生產(chǎn)方面，如藥品、生物制品與化妝品等的篩選、質(zhì)控與安全性檢定，疫苗和菌苗研制；獸醫(yī)藥、飼料研制，農(nóng)藥毒性測定，工業(yè)三廢、高溫、粉塵檢測，等等，也都離不開實驗鼠的使用。

尖端科學(xué)領(lǐng)域，宇宙飛船首次遨游太空，是實驗鼠和犬冒險登倉，代替人類作失重、輻射等太空環(huán)境影響的生理和遺傳學(xué)測試；遺傳工程雖已大部分用細胞、細菌和噬菌體在試管內(nèi)進行，但不是全不用動物，如單克隆抗體研究，就首先要用抗原免疫小鼠做細胞雜交以制備抗體；一般的基因定位工作，所用細胞系也還取自實驗動物。至于在生物、醫(yī)學(xué)、畜牧獸醫(yī)的教學(xué)中的使用，如動物解剖、生理功能和生物化學(xué)實驗，大家多有見聞，不必細述?？梢哉f，近代生命科學(xué)的重大成果多含有實驗動物的貢獻，不少是起直接作用的。

就諾貝爾生理學(xué)／醫(yī)學(xué)獎的研究項目看，2014年的“發(fā)現(xiàn)構(gòu)成大腦定位系統(tǒng)的細胞”、2007年的馬丁·埃文斯和2012年的山中伸彌對于“多能性干細胞”的研究，就是用實驗小鼠、大鼠做的；而上世紀末葉的獲獎成果中，1975年的“逆轉(zhuǎn)錄酶”、1980年的“組織相容性基因”、1984年的“單克隆抗體”、1996年的“細胞的中介免疫保護特征”等卓越發(fā)現(xiàn)，也都是利用小鼠取得的；1997年的“發(fā)現(xiàn)全新的蛋白致病因子”，朊病毒是首先從患病倉鼠腦中鑒定出的。

所以，實驗動物常被認為是評價一個國家或地區(qū)的生命科學(xué)研究水平，乃至現(xiàn)代科技水平高低的一個標志。能夠培育出達到國際標準的實驗動物，無疑是其科學(xué)綜合能力的表達，也是其科研成果可靠性的根基?，F(xiàn)今相關(guān)研究的動物實驗若不采用合格實驗動物，其結(jié)果就不能獲國際承認，論文即成廢紙。

實驗鼠優(yōu)勢突出，培育有講究

實驗動物中，靈長類猴和猩猩在生物進化與解剖結(jié)構(gòu)等方面都與人十分接近，很適合醫(yī)學(xué)研究用，但無菌化很難，數(shù)量有限、繁殖慢、飼養(yǎng)管理費用高、價格昂貴，并有許多倫理約束，使用上很受限制；而牛、羊、雞、蛙、蛇等已有無菌化的，但經(jīng)濟性、適合性等較差，應(yīng)用也較少，目前實驗動物主要從鼠類中培育，并通常優(yōu)先選用。

一只C57BL/6品系的雌性實驗小鼠（圖片來源：維基百科）

將鼠類選作實驗動物具有突出優(yōu)勢：首先它們個體小，便于實驗操作和管理，易純化，體內(nèi)微生物可高度控制；其次它們品種多，基因多樣性豐富，容易發(fā)掘、復(fù)制出各種相似于人類疾病的模型；第三，它們的遺傳背景大多明確，模型性狀顯著且穩(wěn)定，質(zhì)量和規(guī)格可較隨意選擇；第四，鼠類的生長發(fā)育快、世代短，利于加速實驗觀察，有些疾病病程在人身上要經(jīng)過十幾年，在鼠身上僅僅需要幾個月；第五，對人體很難進行3代以上觀察，在鼠則可進行幾十代的觀察；此外，鼠類價廉易得，實用性、經(jīng)濟性遠大于其它動物。

實驗鼠種類挺多，最常用的是小鼠。實驗小鼠的祖宗是小家鼠，普通為白化型，即小白鼠，另還有黑、褐、肉桂、花斑等色。小鼠和人類，基因組的相似性相當高，美國科學(xué)家2002年作小鼠基因組測序，人類和小鼠各有3萬多個基因，其中80% 相互對應(yīng)；加之小鼠身體特小，繁殖速率高，生長代謝快，內(nèi)臟結(jié)構(gòu)和人類很相近，飼養(yǎng)也容易，因此小鼠在全世界都居實驗動物首位，在我國占實驗鼠總用量七成以上。

其次常用的有大鼠、豚鼠和倉鼠，大鼠的祖宗是褐家鼠，豚鼠原產(chǎn)于南美洲，金黃倉鼠源自敘利亞，中國倉鼠用我華北地區(qū)產(chǎn)的黑線倉鼠育成。

豚鼠（圖片來源：維基百科）

左：實驗大鼠（圖片來源：維基百科） 右：金黃倉鼠（圖片來源：徐平教授提供）

除了這4類5種“常用實驗鼠”，長爪沙鼠、棉鼠、歐洲倉鼠、灰倉鼠，以及旱獺和田鼠等屬的一些種，也已進入實驗動物行列；還有一些鼠種因具獨特性狀而被純化，用于特定項目的實驗。例如，國外有毛絲鼠用于聽覺研究，白尾鼠用于糖尿病研究，多乳頭鼠用于鼠疫診斷與腺胃癌實驗；在我國，洞庭湖東方田鼠天然抗血吸蟲病，并可作為純草食動物模型，兔形目高原鼠兔因紅細胞計數(shù)特高，可用于高原生理和低氣壓特征研究，都正在做實驗動物化培育。

此外，還有自然界不會存在的“人造”品種，例如裸小鼠和裸大鼠。它們由實驗小鼠、大鼠先天免疫缺陷“怪胎”培育出來，在腫瘤學(xué)、免疫學(xué)及藥品篩選等實驗上，有特殊的價值。

基因突變品種——裸鼠

同種實驗動物還依不同需要培育出若干類別和許多品種、品系。按微生物控制的凈化程度，我國將實驗動物分為4級5類：①普通動物CVA、②清潔動物CLA、③無特殊病原體動物SPFA、④已知菌動物GNPA與無菌動物GFA。其中，GFA、GNPA和SPFA現(xiàn)合稱為悉生動物（GNA）。

按遺傳學(xué)控制方法，則據(jù)基因純合程度，將實驗動物分為近交系、突變系、封閉群（遠交系）和雜交群4類；新發(fā)展起來的胚胎工程和基因工程動物，可視作另一類遺傳學(xué)控制實驗動物。小鼠的實驗動物化程度最高，形成的品種、品系也最多，其近交品系、突變品系各達3千個上下，在所有實驗動物中遙遙領(lǐng)先，為生物醫(yī)學(xué)研究提供了豐富的選擇機會。

為什么要給老鼠立碑？

正是這些緣故，實驗鼠在國內(nèi)和世界生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和工農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在,中國大陸每年用于科研和檢測的實驗動物約1500萬只。它們天天在替人患病，為人赴死，所作犧牲和貢獻的價值無可估量，并且實際惠及我們每個人。建立紀念碑，首先是表達對這些獻身者的懷念和敬意。

建立紀念碑，還是為了培育人們尊重生命、文明作業(yè)的意識和技能，懂得善待生物、與大自然和諧共處。實驗鼠好些種的祖先是害鼠，但其本身已轉(zhuǎn)化為人類服務(wù)，理應(yīng)愛惜、禮遇之，不可視為“出身不好”、“身份卑微”而輕蔑、虐待?，F(xiàn)代精細分析發(fā)現(xiàn)，實驗條件、微環(huán)境及動物所處狀態(tài)，都會通過動物活體的生理生化應(yīng)激反應(yīng)而作用于實驗結(jié)果?？茖W(xué)實驗中采取措施盡量減少或免除受試動物的痛苦，不僅是倫理需要，而且是實驗本身準確性、可靠性和穩(wěn)定性的保證。所以，在對待實驗動物上及在動物實驗操作中，應(yīng)積極踐行“動物福利”原則和技術(shù)，以確保實驗質(zhì)量和效果。人類的進步和發(fā)展離不開動物實驗研究，理當虔誠、慎重。