進入主要內容

實驗動物

:::

實驗動物與生物醫學進步之互動

實驗動物與生物醫學進步之互動 - 洪昭竹博士  
洪昭竹
生物技術開發中心
毒理及臨床前開發組
 

  何謂「動物實驗」? 凡使用動物進行任何科學研發之程序,皆可稱之動物實驗。而使用之動物,無論是脊椎或無脊椎動物,皆稱之實驗動物。大部分的動物實驗,以醫學、生物學、獸醫學及農學為主。在生物學、獸醫學及農學領域的動物實驗,皆以相關的動物品系為主,取得相關資料,以改善該生物品系之特性為目的。但大部分的實驗動物,皆應用於醫學研究及安全性測試,以動物來作為人類的替代品或特殊疾病模式。

  實驗動物之廣泛使用於醫藥研發,與醫學的進步成正比。西方的醫學起源於希臘。公元400年前,第一本醫學手冊 "Corpus Hippocraticum" ,即有描述解剖及生理實驗。高蘭 (Galen, 130 ~ 201 A.D.) 是第一位傑出的醫生和生理學家,它在羅馬執業時,即利用豬、猿猴及狗作為醫學研究的對象,而其研究結果被他利用來作為治療的基礎。自高蘭之後,約有千年,沒有任何重要而值得提及的動物實驗及醫學進步。

  直到15世紀文藝復興,實驗醫學及生物學才慢慢活躍起來。起初只有解剖,後來才有生理學之延伸。那時候,人們認為動物是沒有感情的,所有動物實驗只是利用動物來了解其機械式原理,來申論人類相似的動作。同時認為人類與其他動物間之差異,在於動物沒有靈魂,也沒有特別的知覺。而人類有感覺及思考能力,動物只是沒有情感的機器而已。這種觀念直到18世紀,人們才漸漸接受:由動物實驗所得之實驗醫學結果,有助於人類福祉及改善生活。而且事實上也證明,動物實驗的結果與醫學的進步,是正面的,而且是互動增進的。

  進入19世紀之後,隨著醫學的進步及發展,動物實驗更是呈倍數成長。尤其一些重要的醫學發現及藥物開發,更促進實驗醫學及動物實驗之進步與互動。例如:

一、 麻醉藥品之發現,可以讓科學家在動物實驗時,減少動物的疼痛,增加實驗的準確性。
二、 達爾文於1859年發表「物種原始」 ( "The Origin of Species " )一書,提供演化的理論基礎作為科學的原則,證明人類與動物之間有很大的相同性,促使在醫學研究上,以利用動物模式替代人類模式的合理性。
三、 法國學者波納 ( Claude Bernard ) 於 1865 年發表「實驗醫學之介紹」一書,更指出實驗醫學之進步,都得依靠及利用實驗動物之測試,才能取得完整及正確的結果。
四、 德國學者柯賀 (Koch) 於 1884 年發表了「假設」( "Postulates" )一書,開啟了微生物學這一門科學。「假設」說明任何由病人或患畜所分離出的病原微生物,感染了健康動物,會引起相同的疾病。因而實驗動物就成為人類不可缺乏之替代品。另外在微生物學上,也多利用實驗動物來生產抗體血清、疫苗開發、測試功效及其安全性。
五、 生物醫學學門之發展,如:藥理學、毒理學、病毒學、免疫學等發展,以及醫藥工業的成長,都增加了實驗動物的使用。

  於19世紀末,大部分的實驗動物皆取之於家畜。但進入20世紀之後,由於多種純品系小鼠﹙mice﹚及大鼠﹙rat﹚之育成,因其具有特殊的遺傳特性及疾病模式,而成為生物醫學界的寵兒。目前在科學界,其所使用的實驗動物的數量及種類,都與該國家生物醫學的進展成正比。在不同的科學領域所使用的實驗動物,藥物研發佔20 ~ 25%,疫苗研發及測試佔 15 ~ 20%,毒理及安全性測試佔 15 ~ 20%,癌症研發佔 10 ~ 15%,另外大約30% 供基礎生物醫學研發、遺傳、診斷、實驗外科及教育訓練之用。

  由於在生物醫學及藥物開發上大量使用實驗動物,引起動物保護團體的關切,因而各國皆有不同種類的立法或規範,來限制實驗動物之使用。我國亦於民國87年通過「動物保護法」,以立法方式來規範實驗動物之使用。

  在實驗動物的使用技術方面,,羅素和伯齊 (Russell and Burch) 於1959年發表 「人道實驗技術之原則」( "The Principles of Humane Experimental Technique" ) 一書,書中主要強調如何杜絕一些不人道的動物實驗,同時提出 「3R原則」 ( The 3-R Concept ):取代 ( Replacement ),減量 ( Reduction ),精緻 ( Refinement ),作為動物實驗時主要之指導原則。茲簡述於下:

一、 取代 ( Replacement ):利用體外實驗技術、電腦化模擬及錄影帶等技術,以取代活體實驗,並且可以得到相同的實驗結果及數據。
二、 減量 ( Reduction ):主要是減少實驗動物的使用量。利用適當的實驗方法、控制環境的變異數及統計學上的顯著性,可以在試驗設計上減少實驗動物的使用量,並且可以取得相同的實驗結果及數據。近來在實驗動物學上的進步,使動物的健康監測、遺傳特性及環境要求標準化,可以減少實驗上的變異數,而減低使用數量。
三、 精緻 ( Refinement ):減少實驗動物於實驗中產生的緊迫及疼痛。規劃動物試驗時,先行瞭解動物的需求、良好的飼養管理及環境需求,可以減少動物的緊迫。使用適當的麻醉劑、止痛劑以及合理的安樂死等,皆是精緻化的一部份。同時,實驗動物中心在營運上的改善,也可使動物實驗的飼養與管理更為人道。「精緻」不只可以增加動物之福祉,同時也可以保證動物實驗的品質。此外,進行動物實驗時,除了進行實驗之科學家之外,仍需要其他人員的配合,包括動物飼養管理人員、動物技術人員、實驗動物獸醫及專家等,才能達到這三項目標。

  另外關於動物福祉及動物實驗,相關人員的再教育及訓練是必須的 。在規劃任何一項動物實驗時,必須對以下事項加以評估及審核:﹙1﹚這動物實驗是必需的,而且沒有替代的方法。﹙2﹚這動物實驗不會引起動物無法承受的痛苦及疼痛。﹙3﹚細心規劃動物實驗的設計,以及注意動物的福祉。在我國「動物保護法」子法「動物實驗管理小組設置辦法」中,訂有動物實驗管理小組之任務及執掌,如何切實履行更為重要。這些也是先進國家在進行生物醫學研發時,所共同持有的道德標準。

參考資料:
1. Russell, WMS., Burch, RL. The Principles of Humane Experimental Technique. London, Methuen, 1959.
2. National Research Council. Education and Training in the Care and Use of Laboratory Animals. Washington, D.C. National Academy Press, 1991.

返回上一頁