生物醫(yī)學研究的主要任務是預防與治療人類的疾病,保障人民健康。它是通過臨床研究和實驗室研究兩個基本途徑來實現的,而不論臨床研究還是實驗室研究均離不開使用實驗動物。特別是醫(yī)學科學從“經驗醫(yī)學”發(fā)展到“實驗醫(yī)學”階段,動物實驗就顯得更加重要。實驗醫(yī)學的主要特點是不僅對正常人體或病人(在不損害病人的前提下),而且利用實驗室條件,進行包括試管內,動物離體器官、組織、細胞的實驗,尤其是整體動物的實驗研究。動物實驗方法的采用及發(fā)展,促進了醫(yī)學科學的迅速發(fā)展,解決了許多以往不能解決的實際問題和重大理論問題。因此,那些認為醫(yī)學的發(fā)展主要靠臨床觀察,動物實驗可有可無,認為中醫(yī)發(fā)展所走的道路就是一個有力證明的看法是得不全面的,動物實驗不是可有可無,而是和臨床觀察一樣,是醫(yī)學科學發(fā)展的一個重要手段和基本途徑,是缺一不可的,又是互相促進的。在一定意義上說,只有經過嚴格的、系統(tǒng)的動物實驗才能把醫(yī)學置于真正的科學的基礎上。生理學家巴甫洛夫(И。Π。Π。aBлOB)曾經指出:“整個醫(yī)學,只有經過實驗的火焰,才能成為它所應當成為的東西。”“只有通過實驗,醫(yī)學才能獲得最后的勝利!边@些論點,已經并且正在被醫(yī)學發(fā)展的歷程所證實。
一、近代醫(yī)學發(fā)展與動物實驗的關系
有人把醫(yī)學的發(fā)展大體分為四個階段,玄學階段、經驗醫(yī)學即描述醫(yī)學階段,實驗醫(yī)學階段和理論醫(yī)學階段。當然這只能說是概括的劃分,其間的重疊交叉是難免的,不能絕對化。
由于人類早期對自然現象認識能力的限制,最初醫(yī)學只能是玄學的,而經驗醫(yī)學延伸的時間很長。在人類發(fā)展的早期就存在一個如何與疾病斗爭的問題。最初在既無醫(yī)又無藥的情況下,除了一些迷信方法外,人們最早嘗試的方法可能是利用天然存在的各種動、植物資源來治病,有些可能成功,有些可能失敗,由于當時人們活動局限于某一地區(qū),所以這時醫(yī)學完全是建立在經驗的基礎上。當時醫(yī)學發(fā)展只能靠師承口授,在這個階段,人類為醫(yī)學發(fā)展是付出了代價的,有一些人在治療過程中因中毒而死亡。隨著人類文化發(fā)達就要求系統(tǒng)地辯認哪些動植物可以用來治療病,哪些是有毒的,于是我國就出現了“神農嘗百草”的故事。從神農到李時珍,他們研究的方法基本類似,或是根據以往的臨床實踐或是親身試驗。他們積累了大量的寶貴經驗,為醫(yī)藥的發(fā)展做出了杰出貢獻。但這種實驗方法是手工業(yè)式的,它既費事又危險。從我國秦漢的“神農本草”記載的369種藥物到李時珍“本草綱目”的1892種藥物耗費了一千多年的時間,F在世界上一年新合成的化合物近十萬種。即使可以找到這么多自愿受試者,它的代價也高得令人不能接受。一些劇毒化合物,它們僅需要幾十微克就足以迅速致命,誰也不會主張人們試嘗一下,這種局面就強迫我們不得不用動物來代替人進行試驗。事實上,不論在中國或西歐,人們早就用動物來試驗一些藥物的毒性。這可以看做是基礎醫(yī)學發(fā)展的第一個階段——被迫發(fā)展與不自覺發(fā)展的階段。
自二、三世紀起,蓋凌(Calen)的學說統(tǒng)治歐洲醫(yī)學一千多年,其錯誤和問題很多,但一直拖到中世紀還沒有完全改正和解決。中國醫(yī)學則從紀元前幾個世紀即開始了經驗醫(yī)學,并影響到整個中國及遠東地區(qū)。祖國醫(yī)學因有自己的理論,自成體系而流傳不衰,但缺乏實驗研究的推動,所以發(fā)展速度也就比較慢。隨著文化發(fā)展,人們認識到要治療疾病,除了研究藥物外,還必須對人體有所認識,因此在16、17世紀開創(chuàng)了實驗醫(yī)學,近代醫(yī)學才逐漸發(fā)展起來。在西歐促進了解剖學的發(fā)展,安·維薩列斯(Andreas Vesalius)根據人體解剖的直接觀察,出版了《人體解剖》巨著,對解剖學作出了不可磨滅的貢獻,從而使人們能從人體實際結構來認識、治療疾病,比以前大大進步了。長期零散的實驗也使人們認識到不同動物、同一動物在不同情況下對某一藥物反應很不一樣,這就促進了人們根據試驗的目的,有意識地控制試驗條件,以便對實驗的結果進行合理的分析,得出正確結論。17世紀初期威廉·哈維(William Harvey)和斯蒂芬·哈爾(Stephen Hale)用蛙、蛇等動物進行了血液循環(huán)的研究,第一次證明循環(huán)系統(tǒng)是一個密閉的系統(tǒng),把動物實驗提高到成為一門科學的水平,為生理學創(chuàng)建了實驗方法及性質。以后隨著化學、物理、顯微鏡及其它工具的發(fā)明創(chuàng)造;動物實驗在醫(yī)學各個領域中的廣泛應用,實驗醫(yī)學得到了更快的發(fā)展。其中最著名的實驗醫(yī)學家如法國的克羅德·班納(C•Bernard)、麥仁地(Majendie)的生理學藥理學實驗、德國的斯奈登(S•Chleiden)和斯旺(Schwann)的細胞觀察、法國的路易·巴斯德(L•Pasteur)和德國的羅伯德·柯霍(R•Koch)的細菌、病毒及疫苗的發(fā)明和維爾嘯(R•Virchow)的細胞病理學。他們的基礎醫(yī)學研究為今日臨床醫(yī)學奠了基,做出了決定性的貢獻。
19世紀末期至本世紀50年代,醫(yī)學科學工作者利用其它科學成就,努力創(chuàng)造新的技術與理論,形成了基礎醫(yī)學的繁榮昌盛時期,也即是醫(yī)學逐漸上升為理論階段的時間。50年代之后,世界上許多臨床醫(yī)生、醫(yī)療單位都把注意力及科研力量投入到基礎理論研究中去,因而臨床及基礎的分科得以越來越細,學科間互相滲透,互相交叉,導致了邊緣學科和新學科的出現。例如內科分出了心血管、內分泌、呼吸、神經精神病等,外科分出了血管、心臟、泌尿、腦系、創(chuàng)傷、燒傷等;藥理學分出了神經藥理、生化藥理、酶藥理、多肽藥理、分子藥理、膜受體藥理等等。分出的學科往往是多學科的交叉,不但理論互相滲透,實驗技術更是彼此不分,互相借助。以神經生理學為喻:除微電極、顯微操縱器及微電位記錄和測定為其本身的特點外,利用電子顯微鏡、螢光染色顯影、放射自顯影以觀察形態(tài);利用放射免疫法、同位素示蹤法、微電泳法、氣相質譜儀等以測定各種化學變化;利用藥物的膜受體原理及各種刺激、各種藥物、神經阻斷劑、受體興奮劑等以探測神經細胞的沖動傳導和遞質及營養(yǎng)物質的運輸和儲藏。這里必須明確指出,凡此種種實驗方法和尖端技術絕大部分是通過在實驗動物身上來進行醫(yī)學各個領域不同方面問題研究的。特別是50年代后發(fā)展了近交系、突變系、F1動物、無菌動物、悉生動物、SPF動物等后,實驗動物在醫(yī)學研究中應用更加深入廣泛。根據國際上有的部門統(tǒng)計,世界上生物醫(yī)學研究論文的60%以上是采用實驗動物來進行的。以實驗性科學為主的學科如生理學、病理生理學、藥理學等絕大部分論文是采用動物實驗來完成的。由此可見,動物實驗在醫(yī)學的發(fā)展過程中起著極其重要和推動性的作用。
. 二、醫(yī)學上許多重大發(fā)現與動物實驗的關系只要查閱一個醫(yī)學發(fā)展史,就可清楚地看到,醫(yī)學上許多重大的發(fā)現均和動物實驗緊密相關。特別是那些具有劃時代意義的、里程碑式的、開拓一個新的領域、導致醫(yī)學的某一方面突飛猛進的革命性發(fā)現,哪一個不是通過實驗,首先在實驗室發(fā)現的呢?舉例說:各種顯微鏡的發(fā)明和應用、免疫現象、鐳和X-射線、化學治療、抗菌素的發(fā)現、核酸與染色體的結構與功能、肝癌病鼠AFP(α-Fetoprotein),比比皆是。它們都是實驗研究的成果。特別是醫(yī)學上幾個劃時代的成就,如傳染病病原發(fā)現,預防接種,抗生素,麻醉劑,人工循環(huán),激素的使用,臟器移植,腫瘤的病毒病原和化學致癌物的發(fā)現等都不開動物實驗。下面我們舉一些例子,進一步說明動物實驗在醫(yī)學發(fā)展中所取的作用:
1.通過動物實驗,發(fā)現了大量的人類疾病起因于傳染原,證明微生物在傳染病發(fā)病中的作用,并發(fā)展了細菌菌苗,抗毒血清等,在防治傳染病的流行上起了重大作用。
用從病人體內分離出的微生物在實驗動物上產生類似那些人類疾病的疾病,只有這一事實才確立了這些微生物和人類疾病的關系。直接的成果是:公共衛(wèi)生方法應用于預防疾。ㄈ缭傷寒病),預防免疫法的發(fā)現(如在白喉的破傷風),以及治療傳染病有效的抗血清的制備(如白喉、腦膜炎和肺炎)。隨后,發(fā)現用化療藥物和抗菌素可以治愈實驗性受感染動物,這就立即使這些藥物在人類疾病上得到應用,使治療前景大為改觀,挽救了無數人的生命。如果離開動物實驗,人類至今不可能宣布天花已從地球上消滅。