美國實(shí)驗(yàn)動物品種資源現(xiàn)狀分析

孔琪，夏霞宇，趙永坤

（1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物研究所，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院比較醫(yī)學(xué)中心；衛(wèi)生部人類疾病比較醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；國家中醫(yī)藥管理局人類疾病動物模型三級實(shí)驗(yàn)室；北京 100021；2.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院軍事獸醫(yī)研究所，長春 130122）

研究進(jìn)展

美國實(shí)驗(yàn)動物品種資源現(xiàn)狀分析

孔琪1，夏霞宇1，趙永坤2

（1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物研究所，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院比較醫(yī)學(xué)中心；衛(wèi)生部人類疾病比較醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；國家中醫(yī)藥管理局人類疾病動物模型三級實(shí)驗(yàn)室；北京 100021；2.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院軍事獸醫(yī)研究所，長春 130122）

實(shí)驗(yàn)動物是生命科學(xué)和生物醫(yī)藥創(chuàng)新研究等重要的支撐條件。隨著生命科學(xué)和生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，實(shí)驗(yàn)動物、動物模型資源數(shù)量和種類都快速增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各地共培育著200多種共計(jì)26 000多個品系的實(shí)驗(yàn)動物，其中有2607個品系為常規(guī)實(shí)驗(yàn)動物。美國是世界上實(shí)驗(yàn)動物資源大國，擁有最全的實(shí)驗(yàn)動物品系品種資源和保藏機(jī)構(gòu)。本文首次對美國實(shí)驗(yàn)動物資源進(jìn)行了系統(tǒng)分析歸類，以便為我國實(shí)驗(yàn)動物資源發(fā)展提供借鑒。

實(shí)驗(yàn)動物；動物模型；品種；資源

實(shí)驗(yàn)動物資源包括常規(guī)實(shí)驗(yàn)動物、基因突變動物、基因工程動物、動物模型、以及實(shí)驗(yàn)動物化的野生動物等。豐富的實(shí)驗(yàn)動物資源對生命科學(xué)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和食品衛(wèi)生的支撐作用直接或間接的影響人類健康、社會安全和生命科學(xué)的創(chuàng)新研究。實(shí)驗(yàn)動物資源是實(shí)驗(yàn)動物科學(xué)賴以發(fā)展的基礎(chǔ)，也是實(shí)驗(yàn)動物行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容。美國是生命科學(xué)技術(shù)最發(fā)達(dá)的國家，實(shí)驗(yàn)動物資源在其中發(fā)揮了重要的支撐作用。本文對美國實(shí)驗(yàn)動物資源進(jìn)行了系統(tǒng)梳理分析，希望對我國實(shí)驗(yàn)動物資源發(fā)展提供一定借鑒作用。

1 美國實(shí)驗(yàn)動物資源管理

為了有效開發(fā)和保存實(shí)驗(yàn)動物資源，美國NIH在1962年設(shè)立的國家研究資源中心（NCRR）資助建立了許多實(shí)驗(yàn)動物種質(zhì)資源中心，并采用現(xiàn)代分子生物學(xué)、胚胎工程及低溫生物學(xué)等手段來保存實(shí)驗(yàn)動物種質(zhì)資源，如美國的Jackson實(shí)驗(yàn)室、Charles River公司、小鼠突變資源中心（MMRRC）等。在美國有1300個有關(guān)實(shí)驗(yàn)動物工作的生產(chǎn)與研究單位。實(shí)驗(yàn)動物工作已形成為一個專業(yè)化、規(guī)格化、商品化和社會化的科研和經(jīng)濟(jì)體系。2011年，NCRR光榮地完成歷史使命，被國家轉(zhuǎn)化科學(xué)促進(jìn)中心（NCATS）替代。

美國國家研究資源中心（NCRR）是NIH下屬的一個非官方非營利機(jī)構(gòu)，以項(xiàng)目資助的方式管理美國研究資源。美國NIH和其名下的比較醫(yī)學(xué)部或?qū)嶒?yàn)動物中心多沒有隸屬關(guān)系，只是要從NIH獲取資助就要服從NIH的管理。NCRR有個比較醫(yī)學(xué)部（DCM），負(fù)責(zé)資助個人或研究機(jī)構(gòu)以促進(jìn)這些資源單位為生物醫(yī)學(xué)研究提供高質(zhì)量、無疾病的健康動物或特殊動物。NCRR經(jīng)過50年的發(fā)展，資助開發(fā)了200種26 000個品系的實(shí)驗(yàn)動物資源，包括：嚙齒類動物、非人靈長類動物、脊椎動物、魚類動物、生物材料及相關(guān)生物信息等［1ˉ2］。

相對于歐洲而言，美國實(shí)驗(yàn)動物使用情況并不透明。有人估計(jì)美國每年實(shí)驗(yàn)動物使用量在2000萬只以上。美國《動物福利法》和《實(shí)驗(yàn)動物福利法》要求美國農(nóng)業(yè)部定期檢查實(shí)驗(yàn)用貓、狗和非人類靈長類動物的使用情況（不包括嚙齒類動物、魚類和鳥類）。美國動物福利組織PETA調(diào)查發(fā)現(xiàn)NIH資助的25個主要機(jī)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)動物用量在過去15年間增加了73%，這主要是小鼠、大鼠的使用量［3］。

2 嚙齒類實(shí)驗(yàn)動物資源

嚙齒類實(shí)驗(yàn)動物包括小鼠、大鼠、地鼠、豚鼠、倉鼠等，是最常用的實(shí)驗(yàn)動物，占總數(shù)的90%以上。嚙齒類實(shí)驗(yàn)動物在生命科學(xué)和醫(yī)藥研究中發(fā)揮核心作用，可以轉(zhuǎn)化為人類疾病的治療方法。特別是小鼠，與人類遺傳基因上許多共同之處，常用于開發(fā)、生理、行為、疾病和基因工程技術(shù)等方面研究?；趪X類動物模型，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了許多重要的生物醫(yī)學(xué)成果，推動了人類健康發(fā)展。表1列舉了美國嚙齒類實(shí)驗(yàn)動物資源中心。

表1 美國嚙齒類實(shí)驗(yàn)動物資源中心一覽表Tab.1 Rodent laboratory animal resource centers in USA

3 非人靈長類實(shí)驗(yàn)動物資源

非人靈長類動物是生物醫(yī)學(xué)研究中常用實(shí)驗(yàn)動物，美國NIH資助開發(fā)非人靈長類動物（NHP）人類疾病模型，提供基礎(chǔ)設(shè)施和專業(yè)知識，并促進(jìn)NHP在生物醫(yī)學(xué)研究各個領(lǐng)域應(yīng)用，以及提高動物福利等。美國有八個國家級非人靈長類實(shí)驗(yàn)動物中心，還有若干實(shí)驗(yàn)基地（表2），其NHP資源最豐富。

表2 美國非人靈長類實(shí)驗(yàn)動物資源中心一覽表Tab.2 Nonhuman primate laboratory animal resource centers in USA

4 其他脊椎和無脊椎動物資源

包括酵母、果蠅、線蟲、四膜蟲、海兔、豬、蟾蜍等資源（表3），以及使用這些動物開發(fā)的動物模型、基因工程動物、干細(xì)胞、細(xì)胞系或遺傳資源、計(jì)算機(jī)建模等。

5 水生實(shí)驗(yàn)動物資源

包括斑馬魚、其他魚類、海洋鼻涕蟲等水生動物、疾病模型和相關(guān)生物材料。水生實(shí)驗(yàn)動物生殖周期短，卵透明，常用于發(fā)育生物學(xué)、行為學(xué)、人類疾病和功能基因組學(xué)研究。俄勒岡州大學(xué)斑馬魚國際資源中心擁有斑馬魚13 161個品系。德克薩斯州大學(xué)的劍尾魚遺傳資源中心擁有劍尾魚23種，65個品系。

6 其他資源

美國其他生物材料資源中心，包括基因分析資源、信息資源、獸醫(yī)資源與試劑、生物材料資源等。德州農(nóng)工大學(xué)醫(yī)藥學(xué)院健康科學(xué)中心再生醫(yī)學(xué)研究所擁有數(shù)千種成人間充質(zhì)干細(xì)胞資源。美國疾病研究交換所（NDRI）擁有人體組織和器官資源，每年提供4000多份樣本給癌癥、傳染病、心臟病、毒理和器官移植等研究機(jī)構(gòu)。德州農(nóng)工大學(xué)Kingsville自然毒素研究中心構(gòu)建了毒蛇資源中心，擁有29種450多條毒蛇，提供蛇的毒液、腺體、皮膚、血液和器官用于毒物研究。

表3 美國無脊椎實(shí)驗(yàn)動物資源中心一覽表Tab.3 Invertebrate laboratory animal resource centers in USA

7 結(jié)束語

本文對美國實(shí)驗(yàn)動物資源進(jìn)行了系統(tǒng)梳理。自上個世紀(jì)50年代以來，以英美為首的發(fā)達(dá)國家在實(shí)驗(yàn)動物科學(xué)技術(shù)研究領(lǐng)域投入大量資金開發(fā)實(shí)驗(yàn)動物資源和技術(shù)，建立實(shí)驗(yàn)動物研究服務(wù)中心，為社會提供資源與技術(shù)服務(wù)［4］。這些豐富的實(shí)驗(yàn)動物資源，帶動了歐美生物技術(shù)和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，已經(jīng)成為歐美國家人民健康、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定的重要引擎，成為歐美國家引領(lǐng)世界發(fā)展的核心動力。由于國情體制不同，我們不能照搬美國實(shí)驗(yàn)動物資源發(fā)展模式，但對我國實(shí)驗(yàn)動物資源建設(shè)具有借鑒意義。

7.1 制定實(shí)驗(yàn)動物資源建設(shè)中長期規(guī)劃

由于缺乏長期系統(tǒng)規(guī)劃，過去我們一方面通過引進(jìn)解決燃眉之急，一方面在小規(guī)模研制。我國實(shí)驗(yàn)動物品系，尤其是基因工程品系每年增加不超過200種。以這樣的速度，我們需要100年才能達(dá)到發(fā)達(dá)國家現(xiàn)在的水平。我們的實(shí)驗(yàn)動物資源面對發(fā)達(dá)國家，幾乎是微不足道的。如果生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等領(lǐng)域的科技創(chuàng)新要和發(fā)達(dá)國家進(jìn)行競爭，我們必須跳脫現(xiàn)在的思路，在5～10年內(nèi)將實(shí)驗(yàn)動物資源建設(shè)提升到一定高度。

7.2 建立穩(wěn)定的資金投入機(jī)制

實(shí)驗(yàn)動物資源保存是一項(xiàng)社會公益性的基礎(chǔ)工作。應(yīng)該把實(shí)驗(yàn)動物資源研制、保存與共享所需經(jīng)費(fèi)納入國家財政經(jīng)常性支出，代替目前的臨時性項(xiàng)目方式維持國家實(shí)驗(yàn)動物資源庫或中心的正常運(yùn)轉(zhuǎn)［5］。

7.3 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動物資源集中研制和共享

改變“重建設(shè)、輕運(yùn)行、無管理”的現(xiàn)狀。我國實(shí)驗(yàn)動物資源需要以優(yōu)勢實(shí)驗(yàn)室或?qū)I(yè)研究機(jī)構(gòu)的集中研制為主，輔以分散深入分析，形成資源研制、資源積累共享、創(chuàng)新研究相互支持的良性循環(huán)［6］。各機(jī)構(gòu)應(yīng)建立實(shí)驗(yàn)動物資源長期保持機(jī)制，并提供維持經(jīng)費(fèi)，或交到國家指定機(jī)構(gòu)統(tǒng)一保存。重視實(shí)驗(yàn)動物數(shù)據(jù)庫建設(shè)［7］。

（致謝：感謝秦川教授對本文的指導(dǎo)和幫助。）

［1］ 美國NIH網(wǎng)站［M/OL］，（2015ˉ04ˉ16）http：//dpcpsi.nih. gov/orip/cm/resource_dir.aspx

［2］李亞子，錢慶，王敏，等.美國國家科研資源中心（NCRR）戰(zhàn)略計(jì)劃及對發(fā)展我國轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的思考［J］.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床. 2011，31（3）：339ˉ343.

［3］ Goodman J，Chandna A，Roe K.Trends in animal use at US research facilities［J］.J Med Ethics，doi：10.1136/medethics-2014-102404.

［4］ National Research Council（US）Institute for Laboratory Animal Research.Guide for the Care and Use of Laboratory Animals［M］.Washington（DC）：National Academies Press（US）；2008.

［5］ 岳秉飛.實(shí)驗(yàn)動物資源開發(fā)，引進(jìn)，共享，供應(yīng)［J］.中國比較醫(yī)學(xué)雜志.2011，21（10）：45ˉ47.

［6］ 張連峰.我國常用實(shí)驗(yàn)動物資源的現(xiàn)狀及對未來發(fā)展的思考［J］.中國比較醫(yī)學(xué)雜志.2011，21（10：39ˉ44.

［7］ 傅江南，黃韌，胡凱，等.在Internet網(wǎng)上建立實(shí)驗(yàn)動物資源信息庫系統(tǒng)的研究［J］.中國實(shí)驗(yàn)動物學(xué)雜志.2001，11（1）：59ˉ61.

Analysis of laboratory animal strain resources in USA

KONG Qi，XIA Xia-yu，ZHAO Yong-kun
（1.Institute of Laboratory Animal Science，Chinese Academy of Medical Sciences&Comparative Medical Center，Peking Union Medical College，Key Laboratory of Human Disease Comparative Medicine，Ministry of Health；Key Laboratory of Human Diseases AnimalModel，State Administration of Traditional Chinese Medicine，Beijing，100021 China；2.Institute of Military Veterinary Medicine，Academy of Military Medical Sciences，Changchun，130122，China）

Laboratory animal is an important support condition in life science and biomedical research.With the rapid development of life science and biomedical industry，laboratory animals，and quantity and variety of animalmodel resource are rapidly increasing.According to the statistics，there aremore than 200 kindsofa totalofmore than 26000 strains，including2607 strains of conventional laboratory animals in theworld.USA isa big country of laboratory animal resource in theworld，withmost of the laboratory animalbreed resourcesand preservation organization.In this paper，we analyzed American laboratory animal resources，and provided references for the development of laboratory animal resource in China.

Laboratory animal；Animalmodel；Strain；Resources

Q95-33

A

1005-4847（2015）05-0539-05

10.3969/j.issn.1005ˉ4847.2015.05.019

2015ˉ05ˉ14

中央科研院所基本業(yè)務(wù)費(fèi)（DWS200502，DWS200709，DWS201208）和傳染病科技重大專項(xiàng)（2009ZX10004-503），中國工程院咨詢研究項(xiàng)目（2012-XZ-18）；國家自然科學(xué)基金（L1222012）資助。

孔琪（1978ˉ），助理研究員，醫(yī)學(xué)博士，研究方向?yàn)閷?shí)驗(yàn)動物學(xué)。E-mail：infor@cnilas.org。