出品：科学大院
作者：李川孙建华（中国科学院上海药物研究所）
监制：中国科学院计算机网络信息中心中国科普博览
编者按：
每年的4月24日，是世界实验动物日（The World Lab Animal Day），它是英国反活体解剖协会（NAVS）于1979年发起并被联合国认可的国际日，至今已有近四十年的历史。
谈到实验动物，许多人可能会觉得用动物做实验是残忍甚至不人道的，然而不得不承认的是，现阶段，纵使科学家们一直在努力研究实验动物的替代新方法，但动物实验在许多研究中仍然是无法替代的，比如新药的安全性检测、癌症的攻克、器官的克隆与再生等等。
实验动物为我们人类的生命健康和科研做出了巨大的牺牲，因此，与其谴责、抵制动物实验，倒不如务实一些，在动物实验无法避免时，把我们的注意力投入到如何保障实验动物的福利上，让它们在为人类做出贡献的同时能够更好地保障它们的身心健康，同时，保障动物实验不被滥用。
我们都知道科学家在实验的时候会用到实验动物，比如实验鼠，还有实验犬、实验兔、实验猴，以及小小的斑马鱼、果蝇等等，它们是人们按科学要求定向培育用于科学实验的各种动物。
中国唐代的《本草拾遗》和宋代的《本草衍义》中就记载了动物药理实验，西方动物实验医学则起源于古希腊，说明人类很早就开始通过动物实验来造福人类。
现在，实验动物在生命科学、生物医药、食品、农畜禽业、化工、航空航天和国防军事等很多领域都有广泛应用，它们为人类的科学进步和健康生活做出了巨大的贡献。
小动物，大贡献
探索生命的奥秘，攻克癌症的堡垒，研究各种疾病与衰老的机理，检测药品的安全性，这些科学研究都不可能以人为实验对象。
由于动物和人类的相似度较高，我们经常会用动物来作为实验对象，以哺乳动物的鼠为例，据2002年《科学》报道，研究发现小鼠和人的基因图谱竟然“基本相同”，都有大约3万条基因，其中约有80%的基因相互对应。
鼠的组织器官和人类的大同小异，是替代人类的最佳实验对象，也是目前使用最广泛的实验对象，每年全球使用的实验动物有数千万至上亿，其中85%-90%是啮齿类动物。
另外，实验鼠具有生命周期短、繁殖能力强、可以近亲繁殖等特点，意味着实验成本相对较低，实验数据可重复性高等。
研究者可以观察药物在鼠的完整生命跨度中对鼠产生的影响（比如用于研究治疗老年痴呆的药物），甚至还可测出药物是否会影响其子孙后代（孕妇服用的药物上市前必须在有孕的动物身上做相关测试)。
裸鼠是随着近代医学发展，特别是肿瘤学和免疫学研究的需要，在近十几年中经过科学家培育发展起来的动物模型。
由于裸鼠的免疫缺陷，在一定情况下不排斥来自异种动物的组织移植，因此可成功移植人类恶性肿瘤，被用来筛选和评价有效的抗肿瘤药物。
肿瘤是目前危害人类生命健康最严重的疾病之一，每年死于此病的人数以百万计，而实验鼠为科学家们找到治愈癌症的新药打开了一扇希望之门。
所有新药在被批准做人体临床研究之前，必须先通过在实验动物（啮齿动物、犬，甚至猴）身上的安全性评价，发现药物的毒副作用，包括致癌、致畸、致毒、致突变等，在安全的情况下再应用到人类身上，可以说它们为人类的用药安全筑起一道防护墙。
善待实验动物，关注动物福利
既然使用实验动物是不可避免的，我们应该如何对待为人类做出无私奉献的它们？
从情感角度看，实验动物是伟大的牺牲者，作为动物中的特殊群体，是人类的替难者，它们承受痛苦甚至以自己的生命贡献于人类健康和社会进步，为人类健康和福祉作出了重要的贡献，应该得到人性化的护理和治疗。
从科学角度看，动物同人的基因的相似度很高，一样具有各种感知能力，具有丰富的情绪和才能，如情爱、记忆、专注、好奇，甚至是模仿和推理。
不恰当的饲养和实验条件，会影响动物的身体状况，会对动物的身心造成危害，间接影响实验结果的准确性和可靠性，最终影响动物实验结果的科学性。
善待实验动物，关注动物福利已成为一种国际共识，欧美发达国家较早制定了相对较为完善的实验动物福利法律法规；我国的相关立法起步较晚，1988年经国务院批准颁布了《实验动物管理条例》，之后相继出台了一系列的管理办法。
用动物做实验是一件很谨慎很严格的事
国家科技部统一管理全国实验动物工作，各省、自治区、直辖市科技厅（局）负责实验动物的质量监督和质量合格认证；国家技术监督局负责实验动物遗传学、微生物学、营养学和饲育环境等方面的国家标准制定。
在科研机构，一般由本单位的实验动物管理与使用委员会（Institutional Animal Care and Use Committee，缩写：IACUC）或者伦理审查委员会负责实验动物的管理工作。
动物实验者必需事先向本单位的管理委员会申请购买、繁殖和使用实验动物，申请内容包括：实验的必要性、动物使用数量、实验方案、动物处置方式、职业健康风险评估等细节。
管理委员会遵循国际上认可的实验动物福利的“3R”基本原则，负责审核动物实验的申请，作出同意与否的判断。
委员会还负责检查实验动物是否有严格控制的饲养环境和完善的设施；审核动物实验从业人员是否通过培训持证上岗；监督检查实验中动物福利的实施情况；接受举报投诉等。
委员会成员中除了兽医和科学顾问，还有完全不懂科研的群众，并且都是义务工作，不收取任何费用，完全出于维护实验动物福利的责任心。
“3R”基本原则
“3R”是“替代”、“减少”、“优化”3个英文单词的首字母，由动物学家Russell和微生物学家Burch提出，首次出现在1959年英国出版的《人道主义试验技术原理》一书中，随后在全世界范围内得到广大科技工作者的认可，被广泛采用。
“替代（Replace）”
尽可能使用非动物的体外方法，或者用无知觉实验材料替代活体动物，或者用低等动物代替高等动物。
“减少（Reduce）”
在无替代情况下尽可能减少活体动物使用的数量，提高实验动物的利用率，减少不必要的重复实验。
“优化（Refine）”
尽可能给动物创造一个好的实验环境或减少给动物造成的疼痛和不安。
五项基本福利
动物福利包括物质条件的保障和身体及情感的健康快乐。
我们对实验动物设施的要求很高，不但要保持清洁，也要控制温度、湿度、噪音和光照，给动物们一个良好的生活环境，有定期的饮用水卫生指标测试，定期的饲料营养分析和卫生指标测试，保障它们的食品安全。
根据动物不同的生活习性按照种类进行分开饲养，定期健康检查，防止种间疾病传播，观察它们的行为异常，消除它们的心理不安。
同时，饲养方式既要保障实验动物的活动空间和舒适度，又要充分考虑实验动物间的交流和打斗，生活环境能够让它们较充分的表达自身天性，多数实验动物为群居动物，如啮齿类实验动物以4-5只/笼为宜，并提供合适和交替使用的玩具。
实验动物必须饲养于符合动物福利要求的专用饲养区域内，没有必要的理由和委员会的批准，不能在不符合动物福利要求的区域内饲养超过24 小时。
因为限制饮食可能会给实验动物带来身体和心理上的压力，啮齿类动物和兔在饲养中基本上是自由采食，犬和猴至少每天饲喂一次，饲喂时间相对固定，避免它们产生过分饥饿感。
根据动物的种类、疼痛的性质和程度、手术操作的时限长度来选择最适宜的麻醉剂，让它们在不知不觉中接受实验。
在实施动物安乐死术时，优先用麻醉的化学方法，由专业的抱有同情心态度、操作熟练的工作人员实施安乐死术，并且其它动物不应在场，避免产生恐惧。
针对实验动物，归纳起来有五项基本福利：
1. 生理福利：吃得好。为动物提供适当的清洁饮水和保持健康和精力所需要的食物，使之不受饥渴之苦。
2. 环境福利：睡得香。为动物提供适当的房舍或栖息场所，能够舒适的休息和睡眠，使动物不受困顿之苦。
3. 卫生福利：无病痛。为动物做好免疫，预防疾病和给患病动物及时诊治，使动物不受疼痛、伤病之苦。
4. 心理福利：无拘束。保证动物拥有良好的条件和处置，使动物不受恐惧和精神上的痛苦。
5. 行为福利：无忧愁。为动物提供足够的空间、适当的设施以及与动物伙伴在一起，使动物能够自由表达天性。
但是，我们在科学研究和维护实验动物福利中要防止2种极端：一是过度抵制实验动物福利，会造成偏离科学性的几率增加，道德素质降低；反之则是过度强调实验动物福利，造成科学研究的人力和物力的增加，工作有效性降低。
关爱实验动物，人们在行动
无数的实验动物为人类的科学事业“鞠躬尽瘁，死而后已”，人们对它们怀有一份感恩和保护之情。
每年的4月24日是“世界实验动物日”，前后一周则被称为“实验动物周”，在世界各地都有人们在此期间举行各种活动，呼吁应该设法减少实验用动物的数量，避免大量动物成为人类试验的牺牲品。
在全球，维护实验动物福利已成为科学界和制药界的共识。
国际实验动物评估和认可管理委员会(Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International，缩写：AAALAC International)是一个私营的、非政府组织，它通过自愿评估和认证计划促进在科学领域人道对待动物。
全球已有九百多家制药和生物技术公司、大学、医院和其它研究机构获得了 AAALAC International 认证，其中，中国除台湾地区外共有57家机构或组织获得AAALAC认证，展示了他们对有负责地护理和使用动物的承诺，为实验动物福利树立了高标准的楷模。
实验动物为科学进步做出了贡献，同时科学家也在不断研究实验动物的替代新方法。
比如：通过实验室里培养的的动物和人类细胞替代活体动物供科学家们进行毒性测试；通过计算机模拟模型预测化合物对人体的影响；用“器官芯片”和“微器官”等3D培养技术复制人体器官功能；用能分裂成身体任何细胞的干细胞作为动物实验的替代物，等等。
但是，很多新技术还在研究阶段，距离应用还有相当长的一段时间。
目前，人类的科学发展和安全保障仍然离不开动物实验。
让我们对它们怀有一份敬意和感激之情，以科学和人道的态度善待实验动物。
当我们享受医学科技发展为人们带来的健康生活时，一定要记得那些在背后默默奉献生命的实验动物，向它们生来就赋予崇高意义的生命道一声“谢谢”！
参考资料：
1.Guide for the Care and Use of Laboratory Animals，Eighth Edition 2010，www.aaalac.org；
2.《实验动物管理条例》，1988；
3.《实验动物许可证管理办法》，2002年1月实施；
4.《实验动物国家标准》，2002年5月实施。
5. 管博文等，实验动物替代研究进展，《中国药理学与毒理学杂志》，2016年第10期。
（内容首发于科学大院，上海药物所供稿）
