来源: 科技日报 作者: 赵汉斌

相对连日来的世界地球日、世界法律日、读书日，每年4月24日的世界实验动物日，您是不是相对陌生呢？

恒河猴，也称为猕猴

实验动物，是指经人工饲育，对其携带的微生物可控，遗传背景明确或者来源清楚的，用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。除了常见的大小鼠，还有树鼩、猪以及恒河猴、食蟹猴等灵长类动物。

“由于技术、伦理的局限，我们对生命科学基础理论的理解，或是对疾病机制的认识和治疗，都需要理想的动物模型。”中国科学院院士、昆明理工大学灵长类转化医学研究院院长季维智说，自19世纪起，生命科学的每一次重大进步，都离不开实验动物。有统计表明，三分之二以上的诺贝尔生理学或医学奖基于实验动物的研究。

1979年起，每年4月24日被定为“世界实验动物日”，这是受联合国认可的国际性纪念日。这一天前后，世界各地的科研人员和动物保护人士都会举行纪念活动。

如何提高实验动物管理工作质量和水平，维护动物福利，促进人与自然和谐发展，适应科学研究、经济建设和对外开放的需要？第42个世界实验动物日前夕，科技日报记者多方采访了相关研究平台以及科研人员，了解他们科学、合理、人道地使用实验动物的情况。

昆明动物研究所实验动物中心非人灵长类动物饲养区

安宁平和：实验动物的日常

云南昆明呈贡，昆明理工大学灵长类转化医学研究院。

上午8点，巡视“猴哥”家的“联排别墅”，巡查房间的温湿度，有无剩料，有无异常的排泄物……研究院实验动物技术员李紫繁的一天，从忙碌中开始。

边巡查，她还要做好记录。“点滴的记录，可以观测猴宝宝们的健康状况。目前室温保持在16-23摄氏度。您看这神态，它们还挺享受这份舒适干爽。”李紫繁说。

普通群养动物住“套房”，房间里有可以上下攀爬的架子，以及秋千、镜子，还有地暖、加热设备，可在寒冬给动物带来温暖；室内实验动物则单笼饲养，配备坐台、小镜子，以及各种形状的塑胶无公害玩具，工作人员还间歇播放音乐和电视节目。一只小食蟹猴圆睁双眼，欣赏屏幕上的动画片。

红面猴

这时，身穿工作服的保洁阿姨们，也定时现身“别墅”，逐一清扫房间。

上午10:30至11:30，是猴宝宝们早饭时间。“这是根据不同对象配制的精粮，婴幼猴、成年猴、孕期猴食品都不一样。”李紫繁说，她和搭档管理着近200只猴子，有不少“大师兄”成了她的好朋友。“将心比心，你爱它，它也爱你。”这时，在育婴房里，调皮的猴宝宝喝奶之余不时跳到饲养员身上。

平时这段时间，李紫繁大多是在参与课题实验。

中午1:30，又一轮查房开始，同时也是午餐投食时间。“猴宝宝们偏爱甜味的水果、蔬菜。”苹果、香蕉、西瓜是他们的最爱；黄瓜、莲花白、胡萝卜也很喜欢，食谱几乎每天都有变化。每周还有一次额外“奖励”——见到钙片、糖果等小零食，它们像极了人类的孩子。

晚餐食谱与早餐接近。

吃水果，荡秋千，相互追逐，躺着相互挠痒痒，B-9号房间的恒河猴一家其乐融融。

“每一个环节，包括从动物的技术员、兽医，到手术操作人员，都经过严格培训。我们也形成了一套比较完整的工作体系，这个体系涉及很多操作流程和规范。”昆明理工大学灵长类转化医学研究院副院长牛昱宇教授说，2006年9月13日，科技部发布了《关于善待实验动物的指导性意见》，按照意见的规定和国际通行的准则，研究院又经过改良，形成了一套自己的流程。

“这也是我们最近几年能够取得比较大的发展，并得到一些成果的基本保障。”牛昱宇强调说。

我国灵长类动物资源丰富，全国分布灵长类动物25种。近来我国科学家在灵长类研究方面取得了一系列具有重大国际影响的创新性成果，灵长类理论基础和应用基础等研究走向了国际领先水平。

树鼩

做基础研究，实验动物很给力

季维智院士长期坚持灵长类生殖发育生物学的研究。

围绕早期胚胎发育调控、干细胞多能性和人类疾病的猴模型及致病机理等科学问题，他的团队形成了体外受精、胚胎早期发育、基因编辑以及干细胞等系统研究体系。在优化猴生殖细胞和胚胎体外培养体系，影响胚胎发育的分子机制，干细胞的分离、自我更新和分化调控等方面，也持续有新的重要发现。

近年，他以通讯作者或第一作者身份，在Cell、Nature、Science、Cell Stem Cell、PNAS等杂志发100余篇论文，其中，2014年在Cell发表的基因编辑猴研究，被评价为人类疾病模型建立的里程碑性工作，并入选2014年世界十大科技进展、2014年Cell最佳论文和当年Nature期刊评选的世界最成功的8大事件之一。

平顶猴

“生命的发生、发育是生命科学最核心的基本问题。伴随生命的发育，人类也面临各种疾病的困扰。”季维智院士表示。

灵长类动物是人类的近亲，在早期胚胎发育、神经系统结构与功能、免疫、生理和代谢等方面与人类高度近似，一直以来都是生物医学基础理论和临床应用不可或缺的材料，成为基础研究到临床应用之间不可或缺的桥梁。同时，由于环境的恶化，人类新的烈性疾病不断出现，人类要完全攻克这类疾病还需要相当长的时间。

“制约发展的一个最主要的原因，就是缺乏有效的动物模型。”季维智院士认为，通过研究灵长类动物，有望破解人类生命发生发育、人口健康和疾病防治的重大基础理论和应用问题，并推动生命科学理论和生物技术的原始创新和革命突破。

生物样本库

如目前，全球每年大概有200万人亟待器官移植拯救生命，但器官来源主要依靠捐献，缺口巨大。

全球范围内，主要有三条解决途径：异种器官移植、异种嵌合、类器官及3D打印等。但不同策略也存在不同的问题：异种器官移植存在免疫排斥及伦理问题；类器官及3D打印的方法可能存在器官功能不全，不能形成完美的可移植器官。

“虽然异种嵌合也存在着效率低下等问题，但可能是将来会产生突破的一个方向。对器官再造还需要对胚胎、器官发育基本理论和关键技术的突破。”牛昱宇说。

季维智院士

4月15日，季维智院士团队与谭韬、牛昱宇、代绍兴课题组，以及美国Salk研究所合作，再次在Cell杂志发表研究成果——体外人扩展多能干细胞对猴胚胎的嵌合作用。研究团队结合此前建立的猴胚胎体外培养系统，评估了人扩展多能性干细胞在食蟹猴中的嵌合能力。

“这个工作是要解答基本的科学问题：人的干细胞在异种胚胎的嵌合能力是怎么样的？回答了异种嵌合细胞如何相互作用，以及发育程序差异如何调节等基础问题，为解决异种嵌合效率低下等提供新的思路，从而为未来再生器官的形成奠定重要的基础。”牛昱宇说，这中间还有很长的路要走、还有很多问题需要解决。但其间，作为实验动物，食蟹猴的贡献是巨大的。

此前，我国科学家2014年于首次实现了基因编辑猴模型；2015年，首次证明了灵长类胚胎干细胞等多能性；2017年，建立了人类RTT综合征猴模型；2018年，克隆猴“中中”和“华华”出生；2019年，突破猴胚胎体外长时间培养20天；2020年，首次阐述了人胚胎三维条件原肠发育等，使灵长类理论基础和应用基础等研究水平令世界刮目相看。

人工饲养猕猴小猴

实验动物：新冠肺炎疫苗研发的幕后功臣

当新的传染病出现时，快速开发准确、有效的模型至关重要。

动物模型是疫苗、药物研发过程中不可逾越的环节，特别是重大传染病和复杂人类疾病的研究，都需要稳定有效的疾病动物模型来支撑。

2020年初，北京，中国医学科学院医学实验动物研究所，面对新型冠状病毒，科研人员与时间赛跑，迅速开发了人源化小鼠和实验猴模型，帮助人们了解新冠肺炎的致病机制和传播途径，并开展相应的治疗和预防策略评价研究。

由于普通小鼠无法感染新冠病毒，科研人员建立了转基因小鼠模型，其中包括人源化的ACE2基因，并与合作者利用这一模型作了病毒发病机制研究。

科研人员还报道了一种可诱导新冠病毒特异性中和抗体的纯化灭活候选疫苗的研究，表明对于新冠病毒感染，两剂疫苗可以为恒河猴提供部分或完全的免疫保护。

中国医学科学院医学实验动物研究所

开发出用于研究新冠肺炎和其他人类疾病的小鼠模型

2020年2月18日，科技部生物中心在京组织召开新型冠状病毒感染肺炎动物模型鉴定会，对中国医学科学院医学实验动物研究所构建的转基因小鼠模型和恒河猴模型分别进行了鉴定。

2020年5月，由秦川领衔的多家单位合作完成的《SARS-CoV-2病毒灭活疫苗的快速开发》，在Science杂志发表，成为全球首个公开报告的新冠疫苗动物实验研究结果。

在新冠动物模型研制方面，他们走在了世界前沿。

中国医学科学院医学实验动物研究所科研楼

中国医学科学院医学实验动物研究所所长、两项研究的通讯作者秦川教授说，团队所创制的动物模型，推动了对新冠病毒的腺病毒载体疫苗、灭活疫苗、mRNA疫苗、DNA疫苗、减毒疫苗和重组蛋白疫苗的评价。

他们还通过恒河猴来研究恢复期新冠肺炎患者的二次感染风险。

每天，科研人员身着厚重的防护服，在ABSL-3实验室的负压环境长时间工作，身心付出了极大的辛劳。“得到的最好回报，就是我们的动物模型在药物和疫苗评价研究中的广泛应用。”秦川说。

中国科学院昆明动物研究所实验动物中心部分实验室

“国字号”现代化实验平台建设正提速

随着生命科学和生物医药研究迈入新的发展时期，对实验动物的研究需求正在日益上升，尤其灵长类动物。

云南昆明近郊的花红洞，依托昆明动物研究所正在建设“模式动物表型与遗传研究国家重大科技基础设施”（简称灵长类研究设施），以及“国家非人灵长类实验动物资源库”（简称资源库）正加紧推进。

这是集灵长类动物资源和实验为一体的大型综合性研究与服务平台。

灵长类研究设施将开展以灵长类动物为模型的表型与遗传研究，解析表型与遗传型在生命调控中的相互关系及其在环境变化中的响应，为疾病治疗、医药研发、动物育种等领域提供重大平台支撑。

针对生命活动解析过程中的核心问题，平台支撑以人类脑与认知、重大神经与精神疾病、传染病、心血管与代谢性疾病、器官移植等为主的前沿领域研究，认识人类生命活动的基本规律，阐明生命表型的形成和调节方式及重大疾病的发生发展机理，促进相关领域新规律的发现和相关技术的临床前应用。

“2.4万平方米的灵长类研究设施今年8月将竣工验收；工艺设备预计2022年全部到位调试完成，投入试运行；2023年项目通过国家验收。”中国科学院昆明动物研究所实验动物中心主任吕龙宝说。

而资源库则以种子资源库、遗传资源库、疾病动物模型库和信息数据库4个模块建设，从资源收集与保存、科技资源汇交、资源挖掘与应用、开放共享与服务、共性技术研发与资源研制、国内外动态监测和国内外交流与合作7个方面，收集整合优化非人灵长类和树鼩种质资源，并开展共享服务。

生物样本库

值得一提的是，资源库保有猕猴、食蟹猴、滇金丝猴、平顶猴、熊猴、红面猴、狨猴 7 个品种，1个品种的树鼩8000余只；保藏38种167株非人灵长类细胞系；有13000余份DNA样品和30000余份组织样本；保有神经系统、感染性、肿瘤、代谢性等疾病动物模型14种；收集、整理、分析、保藏基础生物学、遗传学、核磁共振数据和图谱等影像学等数据库。

此前，昆明动物研究所动物实验中心于2008年10月通过国际AAALAC认证，2020年顺利完成第5次复审；2018年获中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认可，成为全国首家通过实验动物机构的CNAS认可单位。

这个中心拥有按照国际标准建造的面积为4000多平方米、洁净等级为十万级到万级的灵长类动物实验室，包括生理、生化、病理、微生物、营养、免疫、手术、遗传操作等功能完善、定位明确的多个专业实验室，并具有完善的配套设施。

“同时这里还开展树鼩实验动物化及品系创建等相关研究，已成功近交到F6代，我们期待早日建成自主知识产权的树鼩近交品系。”吕龙宝说。

2019年6月，西安交大一附院与昆明动物研究所成功制备世界首个恒河猴甲亢模型

西安交大第一附属医院主治医师伍丽萍博士，是在这个平台开展实验的众多科研人员中的一员。为研发甲亢动物模型，她曾在春城近郊的昆明动物研究所花红洞园区静寂的实验室里泡了4年。

“近百年来，人们一直沿用的抗甲状腺药物、放射性碘及手术治疗效果都不够理想。探索甲亢新的防治方法，特别是研制人类甲亢动物模型，一直是内分泌领域面临的重大课题。”伍丽萍博士告诉科技日报记者，恒河猴和人类有93%的基因同源性，它们的心理和生理反应比较接近人类，因此恒河猴被广泛用于人类疾病研究。

“这是个开放、共享的平台。在春城，昆明动物研究所的合作者和工作人员给了我们莫大的支持，并成功构建了甲亢动物模型。目前疫苗研发相关工作在推进中。”伍丽萍说，她一直在关注灵长类研究设施的建设进展，期望下一个项目的研究还到这里。

“新的灵长类研究设施，将是一个规模化、标准化、精确化、自动化、智能化的大型综合性研究设施，能同时满足开展1600只灵长类实验动物表型与遗传、动物疾病机理及模型等研究饲养和实验的条件。”吕龙宝说。

2020年12月，模式动物表型与遗传研究科技

基础设施（猪设施）项目河北涿州施工现场。

（图片来源：河北日报）

与此同时，作为姊妹项目，科技日报记者了解到，中国农业大学主导建设、简称为“天蓬工程”的模式动物表型与遗传研究科技基础设施（猪设施）项目，也在河北涿州加紧推进。

项目土建工程方面，表型及实验楼、遗传实验楼、动力站房、繁育动物房等主体均已封顶，进入二次结构施工阶段，部分设备已订购。项目建设办负责人张树川介绍，主体工程有望2021年国庆节前后竣工验收。

“这两个姊妹项目运行后，当然会起到很好的作用，猴和猪的实验就更方便、规范了。”曾参加过项目论证的全国政协委员、中国食品药品检定研究院研究员岳秉飞告诉科技日报记者，在大家印象中，实验动物主要还是大鼠、小鼠、家兔、犬比较多，大动物则比较缺乏，成本也比较高，需要的设施也较大。但国家重大科技基础设施项目特别强调共享，无疑会极大地促进科研的进行。

此外，为进一步推动人类疾病动物模型资源利用和开放共享，2020年4月15日，科技部网站发布《科技部、财政部关于批准建设国家人类疾病动物模型资源库的通知》，两部门决定批准建设国家人类疾病动物模型资源库，纳入国家科技资源共享服务平台管理。

国家人类疾病动物模型资源库以中国医学科学院医学实验动物研究所为依托，目前拥有人类疾病动物模型资源总量共计865种，包括传染病、四大慢病、神经系统疾病、心血管疾病、代谢性疾病、肿瘤、免疫缺陷易感等动物模型资源。

另外，该资源库拥有系统的动物模型研制、表型分析、质量检测、保种和繁殖供应体系，承担疾病本质基础研究及医药研发的成果转化等相关工作，是国家人类疾病动物模型的核心基地。

滇金丝猴

善待动物，中国科学家这样做

“我所有的工作，就是既要做好实验，又要善待动物。”李紫繁告诉记者。

她理解善待实验动物，就是在饲养管理和使用实验动物过程中，让它们免遭不必要的伤害、饥渴、不适、惊恐、折磨、疾病和疼痛，保证动物能够实现自然行为，受到良好的管理与照料，为它们提供清洁、舒适的生活环境，提供充足的、保证健康的食物、饮水，避免或减轻疼痛和痛苦。

“这也是科技部发布《关于善待实验动物的指导性意见》的基本要求。”牛昱宇说，这需要执行如前所说的规范，以及法律法规和国际通行基本准则，又要有结合实际，不断创新实验动物管理和兑现福利。

他认为，首要的是在饲养和试验过程的动物福利，确保把动物可能受到的伤害或痛苦降到最低；其次是保障所有操作人员在整个过程的生物安全，其中要考虑在研究过程中，是否有必要用到灵长类动物、是否可以用别的动物替代？此外，如果一定要用灵长类动物，又如何以最低的动物数量来完成实验；第三是如果必须让动物在没有惊恐和痛苦的状态下安静地、无痛苦地安乐死，必须经过严格的审批和确认。

狨猴

在动物饲养过程中，团队通常也会充分考虑其生活环境的优化，比如饮食、饮水安全，还包括提供足够多的玩具、足够多的社交生活、足够多的活动空间。“所有动物每年要例行体检两次，进行身体状况检查和病毒筛查。”牛昱宇说。

而在昆明动物研究所，实验动物中心的管理者也在关注这个问题。

“现在，我们正把种质资源库分出几个分库，其中基础的一个就是生物样本库。”吕龙宝说，做好组织样本，就可为众多研究人员采用，而不必要每做一次研究，都要使用实验动物，以减少动物的使用量。

此前，全国非人灵长类基础生物数据库尚不完善。他们如今的目标是“建成国际一流非人灵长类实验动物资源库”，以“优化、整合、共享、效益”为指导原则，来建设平台。

这是“大势所趋”，也是落实动物福利、缓解非人灵长类实验动物资源紧缺的有效方式。

在中国医学科学院医学实验动物研究所，科研楼后立着一块“慰灵石”，这是为纪念帮助人类攻克科学难关的实验动物而设立的。

“每每遇到难题时，我都会到这里来静心、理思绪。”回忆起去年初那段日夜兼程的日子，秦川说，在人们关注抗击新冠肺炎疫情成果时，不应忘记那些“幕后功臣”。

昆明理工大学灵长类转化医学研究院实验动物纪念碑

无独有偶，在昆明理工大学灵长类转化医学研究院，一块青石静静矗立，上面镌刻着“谨以此碑纪念为生命科学研究而献身的实验动物。”

“遇到重要的研究，或者其他什么事，我们都会不约而同来这里，默立一会儿，作一下静思，理一下初心，为更好地出发。”李紫繁告诉记者。

西安交通大学师生举行实验动物祭活动

4月21日中午，西安交通大学实验动物祭活动在医学部实验动物中心“动物慰灵碑”前举行，700余人医学本科生共同向实验动物纪念碑鞠躬，敬献鲜花。

“应该说，实验动物是活的‘试剂’或者是活的‘度量衡’，替我们人类以身试药，以身试毒。只有得到一个很好的实验结果以后，才能往临床推动。”岳秉飞研究员告诉科技日报记者，从这个角度来说，人们离不开这些可敬的生灵，同时也更要珍惜它们，尽量科学实验，尽量少地使用动物，这是人文的情怀和对生命的尊重。