實驗動物科學:第二節(jié)　實驗動物科學在生物醫(yī)學發(fā)展中的作用

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�！薄爸挥型ㄟ^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。

2．通過動物實驗，發(fā)現了抗原抗體反應，了解了免疫性紊亂疾患的本質和補體的作用，推動了變態(tài)反應性疾病的研究。

動物注射傳染原后會產生有保護作用的抗體，這一發(fā)現立即引出了料想不到的發(fā)展方向。人們發(fā)現，動物產生出一些不對抗活的微生物體，但對抗它們的特異的高分子的抗體。我們對免疫性紊亂的疾患如哮喘，枯草熱、血清病和過敏性休克等的現代概念，直接來自對動物模型的觀察。對抗體產生過程的了解形成了關于人類不同個體有不同血型的知識基礎，首先導致輸血法的應用成功，后來又引出對胎兒成紅血細胞增多癥的病因與治療的知識，這種“Rh嬰兒”疾病是新生兒死亡的一個主要原因。循另一條途徑進行的一實驗構成了把一個人的組織或器官移植到另一個人身上的現代嘗試基礎。對諸如風濕熱和播散性紅斑狼瘡等疾病的了解，大部分得自從動物實驗發(fā)展起來的免疫學理論。一個新近的例子是，遺傳性血管神經性水腫是一種罕見但致命的疾病，對它的本質了解是以補體的研究為根據。補體是增強免疫性的一些蛋白質的奇妙復合體，最初因它存在于豚鼠血清里面而終為人們所認識。

3．通過動物實驗，創(chuàng)立了實驗腫瘤學，發(fā)現了化學致癌物質和致癌病毒，推動了腫瘤學的研究，為腫瘤的防治開辟了廣闊的前景。

通過大量的動物實驗，創(chuàng)立了實驗腫瘤學，標志著人類與腫瘤作斗爭的過程跨進了一個新階段，從此，人體腫瘤的錯綜復雜的現象，可以在被控制和條件下進行探索。在17-18世紀，人們成功地移植了動物腫瘤，為實驗腫瘤學的創(chuàng)立奠定了基礎。20世紀初，用煤焦油涂抹兔耳誘發(fā)現皮膚癌后，相繼用一些多環(huán)碳氫化合物、偶氮染料、亞硝胺以及致瘤病毒或放射線等，幾乎可以在動物中復制出所有與人類腫瘤相應的動物模型，為腫瘤研究提供了極為有利的條件。近二、三十年來世界各國對誘發(fā)性、移植性動物腫瘤的建立與利用有了新的發(fā)展，在腫瘤的生長特性、宿主反應、病因與發(fā)病原理、機體免疫性以及抗癌藥物的篩選等重要領域中，作出了許多成績。動物身上移植人類腫瘤的成功，更為實驗腫瘤的研究創(chuàng)造了優(yōu)越的條件。

4．通過動物實驗，認清了一些多發(fā)病的基本性質，對根除和控制這些疾病趁著極大作用。

具有深遠意義的是使用動物去確定那些廣泛流行疾病的基本性質，象腳氣病、糙皮病和壞血病是營養(yǎng)缺乏的后果。曾使用各種實驗動物來研究實驗性的不完善飲食的影響，使維生素及其在疾病的預防與治療上的重要性的得以發(fā)現。用加有多種維生素的面包治療佝僂病、壞血病和干眼病兒童，用維生素K治療黃疸病的成人，因冠狀動脈疾患而作抗凝血治療的病人，均證明與動物實驗結果完全一致。在認識了糙皮病相當于狗的“黑舌病”之后僅幾年，這種在美國南部死因占首位達三十年之久的疾病就得到了根除。對缺鐵的狗身上的影響的研究，經過迂回曲折的過程，導致了對曾是致命的惡性貧血的控制。

5．通過動物實驗，創(chuàng)立了“應激學說”，對臨床上廣泛應用激素療法起了重要的指導作用。

1936年到40年代，Selye的實驗室作了一系列的動物實驗，發(fā)現給動物各種有害刺激（如注射亞致死量的腎上腺素、甲醛、嗎啡、阿托品、肌肉運動、脊髓橫斷、過冷、過熱等等)，都可引起一系列與刺激物的藥理性質及其他特性關系不大的癥候群，稱之為“全身適應癥候群”（general　adaptation　syndrome)，并證明垂體一腎上腺皮質的變化在全身適應癥候群中起主要作用，其意義在于提高機體對有害刺激的抵抗力。從而創(chuàng)立了“應激學說”。

機體受到強烈刺激，處于“緊急狀態(tài)”時，出現以交感神經興奮和腎上腺皮質分泌增多為主的一系列神經內分泌反應，并由此而引起各種功能和代謝的改變。這種應激反應對臨床實踐具有指導意義。應激時的神經內分泌變化及功能代謝的改變，是我們理解各種疾病的全身性非特異性反應的理論基礎。在臨床實踐中應當著眼于消除或減少應激元的作用，減輕應激反應，以避免或減少應激反應帶來的并發(fā)癥；努力減輕應激反應帶來的損害；對急性腎上腺皮質功能不全（如腎上腺出血、壞死)或慢性腎上腺皮質功能不全的病人，受到應激元的侵襲時，由于不能產生應激反應，病情危急，應立即大量補充腎上腺皮質激素。

6．臨床醫(yī)學的許多重大技術的創(chuàng)造和發(fā)展也與動物實驗息息相關。

外科醫(yī)生在研究新的手術或麻醉方法時，往往先是通過動物實驗，取得熟練而精確的技巧，然后才妥善應用于臨床，大家知道，低溫麻醉、體外循環(huán)、腦外科、心臟外科、斷肢再植、器官或組織的移植術等成就，都與動物實驗的開展緊密相關。特別是20世紀50年代外科進入了低溫、深低溫麻醉時代，進入了人工心臟體外循環(huán)的時代，這些技術完全是在動物實驗的基礎上發(fā)展起來的。

臨床研究也無可估量地得助于對實驗及其離體的器官所作的正常生理機制與反應的研究。我們所知道的有關心臟、肺臟和腎臟生理學的大部分知識，來源于動物實驗。離體的心-肺灌注標本這個稱譽一時的方法，曾是臨床上慣用的許多概念和對于一切心臟和肺臟外科必不可少的機械援助得以發(fā)展起來的原因。同樣的，對動物神經系統(tǒng)的恰當的生理學52667788.cn/zhuyuan/研究，為現代神經病學和神經外科提供了基礎。

在動物上做的生理學研究，有時可以產生預料不到的廣泛的臨床意義。胃腸道疾患諸如潰瘍病的診斷，大半依靠在病人口不透射線的物質后所做的X線檢查。這種日常的“胃腸造影”是關于動物的胃腸道機動性的早期實驗在臨床上的推廣；當時這樣做是為了研究正常生理學，完全沒有想到診斷上的意義。

現代對病因的研究和對診斷的探討，不管是宏觀的還是微觀的，大部分都需要使用實驗方法，主要是以高等動物為對象，把從動物獲得的結果逐步推廣到人。現代醫(yī)學的治療措施，已經極大地依賴于基礎醫(yī)學的實驗成果了。動物實驗幫助臨床研究的種種用處，可以病床邊上，在接受胰島素治療的糖尿病病人中，在先天性心臟缺陷得到修復的病兒中，或者在能活夠正常壽命期限的惡性貧血患者中衡量出來。

三、醫(yī)學科學研究與動物實驗的關系

1．醫(yī)學科研中采用動物實驗，可以把很多人體上非常復雜的問題簡單化，可以進行各種因素的細微探討，而這是臨床研究難于做到的。

機體的某一種機能同時都受許多因素的影響。因而要研究某一特定因素對這一過程的影響，就希望能使其他的因素保持固定。在人體卻很難做到這一點。但在動物，無論是整體、離整或試管實驗中，這都比較容易做到。如試驗條件，實驗室可以嚴格控制實驗室的溫濕度、光線、聲音、動物的飲食、活動等，而臨床上很難對病人的生活條件、活動范圍加以嚴格控制，病人對藥物治療以外的其他護理工作的反應、對醫(yī)務人員的信賴程度及合作程度更是實驗室中所不存在的問題。又如試驗對象的選擇，動物實驗完全可以選擇相同的動物，在動物的品種、品系、性別、年齡、體重、身長、活動性、健康狀態(tài)、甚至遺傳和微生物等方面也可嚴加限制，但臨床試驗中，病人的年齡、性別、體質、遺傳等方面是不可能加以選擇的。特別是健康狀況，動物是健康的或是人工造成的某種疾病模型，而臨床試驗是人在自然環(huán)境下所得的病，因此既使是同一疾病，每個人的疾病情況都比較復雜，對同一藥物反應也不相同，何況除試驗治療的疾病以外，還時常伴有一些其它的疾病，這樣可影響或掩蓋試驗效果。動物可以同時選取所需要的數量，同時進行實驗取得結果，而病人則是陸續(xù)發(fā)生，陸續(xù)進入試驗，逐漸積累試驗結果資料，前后可能摻入了不少干擾因素，有時難于區(qū)分。由于醫(yī)學科研中利用動物實驗的這些優(yōu)點，我們就把一個非常復雜的多元方程，轉變成簡單的函數運算，使許多醫(yī)學上的實踐問題和重大政府問題解決得比較容易，從而大大地推動了醫(yī)學科學的發(fā)展。

2．臨床上很多疾病潛伏期或病程很長，研究周期也拖得很長，采用動物，復制動物疾病模型可以大大縮短其潛伏期或病程。尤其是那些在人體上不便進行的研究，完全可以在實驗動物身上進行。從而有力地推動了人類疾病的病因學、發(fā)病學以及防治方法的研究。

應用動物模型，除了能克服在人類研究中常會遇到的理論和社會限制外，還容許采用某些不能應用于人類的方法和途徑。這些途徑對于研究發(fā)病率較低的的疾�。ǜ鞣N癌癥、遺傳缺損)和那些因其危險性而對人類進行實驗是不道德的疾病，具有特別意義。例如，急性白血病的發(fā)病率較低，研究人員可以有意識地提高其在動物種群中的發(fā)生頻率而推進研究。同樣的途徑已經成功的應用于其他疾病的研究，如血友病、周期性中性白細胞減少癥和自身免疫介導的疾病。

動物模型的另一個富有成效的用途，在于能夠細微的觀察環(huán)境或遺傳因素對疾病發(fā)生發(fā)展的影響。這對于長潛伏期疾病的研究特點重要。為確定特定的環(huán)境成分在某些疾病中的作用，可將動物引入自然的或控制的環(huán)境中去。隨著一些急性傳染病被控制，人們對一些慢性病日益注意，近年來人們開始致力于對環(huán)境中許多慢性致病因素的研究。但有些致病因素需要隔代或者隔幾代才能顯示出來，而人類的壽命很長，一個科學家很難有幸進行三代以上的觀察。許多動物由于生命周期很短，能在實驗室中觀察幾十代，如果使用微生物甚至可以觀察幾百代。

動物模型是利用動物自發(fā)性和實驗性疾病為模式來研究人類的疾病。目前這方面的工作進行很快，已成為一門獨立的學科，稱比較醫(yī)學（Computive　medicine)。國際上現有動物模型幾百個，我們已經編集出版的動物模型在150個以上，有不少還在陸續(xù)編輯中。這些動物模型有力地推動著人類疾病的病因學、發(fā)病學和防治學研究。

3．臨床上平時不易遇到的疾病，應用動物實驗可以隨時進行研究，使人們得以對這些疾病有深入的認識，例如放射病、毒氣中毒、烈性傳染病等。

以放射病為例，平時極難見到，而采用實驗方法在動物身上可成功的復制成造血型、胃腸型、心血管型和腦型放射病。大大促進了對這種病的研究。因此，今天我們對輻射損傷的大部分知識，不是來自廣島或長琦，也不是來自幾個出過事故的反應堆，而是通過動物實驗積累起來的。關于輻射的遠期遺傳效應至今只有動物實驗的材料。

4．藥物的長期療效和遠期效應，在實驗室采用動物實驗方法來觀察，沒有過多的影響因素，但在臨床研究中問題就比較復雜，如病人多吃或少吃藥、病人自身停藥、病人另外求醫(yī)、病人又患其他疾病、病人死亡及病人失去聯系等均可影響治療效果的最終判定。

5．醫(yī)學上有些重要概念的確立只有通過動物實驗才能作到，臨床上是根本作不到的。例如，關于神經與內分泌的關系早就引起了人們的注意。在30年代臨床就觀察到下丘腦損傷可引起生殖、代謝的紊亂，尸體解剖與動物實驗都強烈地提示下丘視腦可能通過分泌某些激素調節(jié)垂體前葉的功能從而控制許多的內分泌器官的功能，如果這一現象能得到肯定，神經體液調節(jié)的概念將得到決定性的支持，但是花費了40年時間，人們卻無法找到下丘腦調節(jié)垂體物質。直到70年代兩組科學家分別用10多萬個羊和豬的下丘腦提取出幾毫克下丘腦的釋放激素，而僅需注射幾微克這類激素就可導致垂體分泌大量激素，這才最后確定了下丘腦對垂體激素調節(jié)的新概念，由于下丘腦釋放激素的分離、合成，為神經內分泌調節(jié)的概念提供了有力的證據并改變了許多內分泌疾病診斷與治療的方法，因而這個工作獲得諾貝爾獎金。如果不用動物下丘腦而企圖由幾萬個人的下丘腦提取釋放激素那是非常非常困難甚至于是不可能的。可見醫(yī)學研究發(fā)展到目前，一些工作非在動物身上進行實驗不可。如果說醫(yī)學的發(fā)展單純地依靠臨床經驗的積累，那么就不容易解釋為何經歷了幾千年積累的中醫(yī)藥學在某些重要方面的發(fā)展卻落后于近代西方醫(yī)學呢？中醫(yī)沒有利用動物實驗不能不說是一個重要的原因。

四、著名醫(yī)學科學家的重大發(fā)現與動物實驗的關系

1．哈維（William　Harvery,1578～1657)英國醫(yī)生，實驗生理學的創(chuàng)始人之一。他采用狗、蛙、蛇、魚、蟹和其他動物進行了一系列動物實驗。根據大量的實驗研究結果，發(fā)現了血液循環(huán)，證實了動物體內的血液循環(huán)現象，并闡明了心臟在此過程中的作用，指出血液受心臟推動，沿動脈流向全身各部，再沿靜脈返回心臟，環(huán)流不息，他還測定過心臟每搏輸出量。1628年發(fā)表《動物心血運動的解剖研究》，1651年發(fā)表《論動物的生殖》，這些成就對生理學和胚胎學的發(fā)展起了很大作用。恩格斯對哈維的發(fā)現給予了高度的評價，曾說：“由于哈維發(fā)現血液循環(huán)，而把生理學確定為一門科學�！�

2．科赫（Robert　Koch,1843～1910)德國細菌學家。他采用牛、羊和其他動物作實驗，發(fā)現了結核地菌。他發(fā)明用固體培養(yǎng)基的“細菌純培養(yǎng)法”，首先采用染色體觀察細菌的形態(tài)，并運用這些方法，分離出炭疽桿菌、結核桿菌和霍亂桿菌，同時確證這些細菌與疾病的關系，提出了“科赫原則”，作為判斷某種微生物是否為某種疾病的病原的準則，1905年獲諾貝爾生理或醫(yī)學獎。

3．巴斯德（Louis　Pasteur,1822～1895)法國微生物學家、化學家、近代微生物學的奠基人。他在病原微生物方面的研究，奠定了醫(yī)學微生物學的基礎。在研究蠶病，雞霍亂和炭疽病中，證實傳染病是由病原微生物所引起。采用鳥類作動物實驗，發(fā)現被減毒的雞霍亂和炭疽病原菌能誘發(fā)免疫性。晚年在鳥和家兔上進行狂犬病疫苗的研究，對狂犬病免疫作出了很大貢獻。他在研究炭疽病中，證實傳染病是由病原微生物所引起的，其中有一個生動的事例。巴斯德很想知道有的地方為什么不斷發(fā)生炭疽病，而且總是發(fā)生在同樣的田野里，有時相隔數年之久。巴斯德從埋了十二年之久，死于炭疽病的羊尸體周圍土壤中，分離出這種病菌。他奇怪這種有機體為什么能這樣長時間地抗拒日照以及其他不利因素。一天巴斯德在地里散步時，發(fā)現一塊土壤與周圍顏色不同，遂請教農民。農民告訴他說，前一年這里埋了幾只死于炭疽病的的羊。一向細心觀察事物的巴斯德注意到土壤表層有大量蚯蚓帶出的土粒。于是他想到蚯蚓來回不斷從土壤深處爬到表層，就把羊尸體周圍富有腐殖質的泥土以及泥土中含有的炭疽病芽胞帶到表層。巴期德從不止步于設想，他立刻進行了實驗，實驗結果證實了他的預見。接種了蚯蚓所帶泥土的豚鼠得了炭疽病。

4．巴甫洛夫（ИBaH　ΠeTpOBчh　ΠaBлOB,1948～1936)俄國生理學家，他一生作了大量的動物實驗，在心臟生理、消化生理和高級神經活動三個方面作出了重大貢獻。早年發(fā)現溫血動物心臟有特殊的營養(yǎng)性神經，能使心臟增強或減弱。在消化腺的研究中，他在狗身上創(chuàng)造了許多外科手術，改進了實驗方法，以慢性實驗代替了急性實驗，從而能夠長期地觀察整體動物的正常生理過程，在研究消化生理過程中，形成了條件反射的概念，從而開辟了高級神經活動生理學研究，他的高級神經活動學說對于醫(yī)學、心理學以及哲學等方面都有很大影響。1904年獲諾貝爾生理或醫(yī)學獎，著有《動物高級神經活動（行為)客觀研究二十年經驗》等著作。由于他在研究中經常不斷地使用狗作研究對象，因此他的一些著作也以狗來命名，如《狗的血壓的正常變動范圍》、《狗的心臟的神經支配》等。他對動物實驗給予了高度的評價，如說“沒有對活動物進行試驗和觀察，人們就無法認識有機界的各種規(guī)律，這是無可爭辯的�！彼麑�實驗動物的作用和習性也很了解，有很多精辟的論述，如他說“狗由于素來對人好感，由于它的機敏、耐性以及馴順而十分愉快地為實驗者服務許多年，甚至終身。”“只有當必需才用貓作實驗，因為這種動物性情急燥，本性兇惡，善叫�！薄俺�了狗以外，家兔是最常用的實驗動物，因為它是一種馴順而活潑的動物，而且很少尖叫與反抗”。

5．貝爾納（Claude　Bernard,1813～1878)法國生理學家，他的最重要的發(fā)現為肝臟的產糖功能和血管運動神經。他觀察到刺激第四腦室底部能使動物發(fā)生暫時性的糖尿癥，表明身體內糖的產生是受中樞神經系統(tǒng)控制的。胰液能分解中性脂肪的功能和美洲箭毒能麻痹骨骼肌肉的作用機制也是他發(fā)現的。他區(qū)別有機體的外環(huán)境和內環(huán)境，他所指的內環(huán)境主要是血液。認為盡管外環(huán)境不斷變化，內環(huán)境卻保持恒定是生命的保證，這個概念啟發(fā)了后來生理學的許多的研究。貝爾納在上述一些重大發(fā)現中，作了大量動物實驗，其中有幾個典型例子，如貝爾納要根據沖動沿交感神經傳導并引起化學變化從而在皮膚中生熱的假說，切斷了家兔頸部的交感神經，希望導致兔耳變涼。使他吃驚的是：該側的耳朵卻變得更熱了。貝爾納將耳血管與通常使耳血管保持適當收縮的神經作用彼此脫離了聯系，結果血液流量增大，耳朵變熱。貝爾納起初并沒有認識到自己的所作所為，他完全偶然地發(fā)現了動脈中的血流量是由神經控制這一事實，這是自哈維經典性的發(fā)現以后，人類對血液循環(huán)認識最重要的進展之一。又如，有一天，別人給貝爾納的實驗室送來了幾只從市場上買來的兔子。貝爾注意到實驗桌上兔子排的尿清亮而帶酸性，不象尋常草食動物那樣混濁而帶堿性。他推斷，這多半是由于沒有喂食，兔子從自己身體的組織中吸取養(yǎng)份，因而處于食肉動物的營養(yǎng)狀況。他用喂養(yǎng)和禁食互相交替的方法證實了這個觀點，這種作用過程果然使兔尿反應發(fā)生了預期的變化。這是一次精彩的觀察，多數研究人員也就心滿意足了，但貝爾納卻不然。他要求“反證”，于是用肉食喂兔子，果然不出所料，兔尿呈酸性，貝爾納為完成這項實驗，最后對兔子作了解剖。用他自己的話說“我偶然注意到白色乳狀的淋巴液初見于離幽門約三十厘米處十二指腸下部的小腸中。這引起了我的注意，因為在狗的身上淋巴液初見于十二指腸的上部緊靠近幽門的地方�！痹僮屑氂^察，他看到胰導管的開口是與淋巴液開始含有白色乳糜的位置一致，脂肪質的乳狀液使這種乳糜成為白色，這樣就發(fā)現了胰液在脂肪消化中的作用。

6．　萊夫勒（Friedrich　Loffler,1852～1915)德國細菌學家，在白喉研究的早期，證明了實驗動物因注射白喉桿菌而死亡時，細菌仍留在注射點的附近。他認為動物死亡是由細菌的毒素所造成。根據這一假說，魯（Emile　Roux,1853～1933法國細菌學家、醫(yī)生)做了大量動物實驗，企圖證實細菌培養(yǎng)液中的這種毒素，雖做了很多努力，卻都失敗了。盡管如此，魯仍堅信這一假說，最后孤注一擲，給豚鼠注射了35毫升的大劑量培養(yǎng)液濾液，奇怪的是，這只豚鼠在注射了如此大劑量的液體居然沒有立即死亡，過了一些時候，他滿意地看到這只豚鼠死于白喉中毒。確認了這點以后，魯很快就查明，這只豚鼠開始只所以不死是因為培養(yǎng)液中細菌培養(yǎng)時間不夠長，產生的毒素不足所致。因而，增加細菌培養(yǎng)時間就能夠制成毒性很大的濾液，這一發(fā)現導致了預防白喉的免疫法，并使抗血清用于治療（1890年Von　Behring發(fā)現患白喉病愈后豚鼠的血清中含有某種物質，可以保護其他豚鼠)，從而開始了抗毒素治療的新的時代。

7．馮梅林（Baron　Joseph　Von　Mering,1849-1908)德國內科醫(yī)生，閔可夫斯基（Oscar　Minkowsk,1858～1931)，出生于俄國的內科醫(yī)學、病理學家。1889年在斯特拉斯堡研究胰臟在消化過程中的功能時，用手術切除了一個狗的胰臟。過后，一個實驗助手發(fā)現這只狗的尿招來了成群的蒼蠅。他將些事報告給了閔可夫斯基，經分析尿后發(fā)現其中有糖。正是這一發(fā)現，使我們認識了糖尿病和后來用胰島素控制糖尿病的方法。胰島素是由Banting和Best二氏從家犬體內首次分離出的，這一發(fā)現拯救了無數糠尿病患者的生命。

8．里基特（Charles　Ricet)法國生理學家，在用實驗動物試驗�？�觸手提取物，以測定其毒素劑量時，突然發(fā)現，與第一次相隔一段時間第二次的微小劑量常使動物迅速死亡。起先他對此大為震驚，簡直不能相信這是他自己做出來的結果。確實，他說過，他發(fā)現誘導敏感作用或稱過敏性完全是不知不覺的，他原來認為這是絕對不可能的。這種過敏感現象的的另一表現是由戴爾（Henry　Dale)發(fā)現的。他在豚鼠的幾條不隨意肌內注射血清時，突然發(fā)現有一條肌肉對馬血清反應特別強烈。在尋找這一特別現象的原因時，他發(fā)現這只豚鼠在不久前曾注射過馬血清。由于前次已注射過馬血清（稱感應劑量)使豚鼠對馬血清（異性蛋白)感受提高，因此第二次再注射馬血清（稱決定性劑量)時豚鼠可比第一次注射反應強烈得多。這證實了過敏的本質是抗原抗體的反應，從而推動了變態(tài)反應性疾病的研究。

9．洛伊（Otto　Loewi)，格次茨大學藥物學教授。1921年，他以創(chuàng)造性的思維，僅采用簡單的動物實驗方法，就發(fā)現了副52667788.cn交感神經的神經介質為乙酰膽鹼�！按稳账�走進實驗室，以生物學歷史上少有的利落、簡單、肯定的實驗證明了神經沖動的化學媒介作用。他準備了兩只蛙心，用鹽水使其保持跳動。他刺激一只蛙心的迷走神經，使其停止跳動。然后他把浸泡過這只蛙心的鹽水取出來浸泡第二只蛙心。洛伊滿意地看到：鹽水對第二只蛙心的作用，同刺激來迷走神經對第一只蛙心的作用相同：搏動的肌肉停止了跳動。這就是世界各國對化學媒介作用不僅在于神經與它們影響肌肉和腺體之間，而且也存在于神經單元本身之間�！�

10．其他一些著明科學家采用動物實驗獲得重大發(fā)現的例子還很多，如：

化學致癌物質的發(fā)現：1914年日本人山極和市川用瀝青長期涂抹兔耳朵，成功地誘發(fā)出皮膚癌，后經分析瀝青中主要含有3，4-苯駢芘的化學致癌物，從而證實了化學物質的致癌作用。從此，許多化學物質都相繼被證實可經誘發(fā)動物的腫瘤，為腫瘤病因的化學因素提供了更多的證據。使人們充分認識到化學致癌因素在人類惡性腫瘤的病因中占有極重要的地位�，F在已知的有致癌作用的化學物質，種類繁多，分布廣泛。如3，4-苯駢芘、1，2，5，6-雙苯蒽、20-甲基膽蒽等多環(huán)碳氫化合物，均被動物實驗證明是強烈的致癌物質。用這些物質涂抹動物皮膚可引起皮膚癌，注射在動物皮下則可引起肉癌。氨基偶氮染料，可引起動物肝癌和膀胱癌。芳香胺類染料，可引起膀胱癌，其中芳香酰類（如N-2-乙酰氨基芴)可使多種動物引起肝、腸、乳膜、外耳道、膀胱等不同部位的腫瘤。亞硝胺類化合生是一類分布廣，致癌性強，能引起多種動物及多種器官發(fā)生腫瘤的天然存在的致癌物，甲基芐基亞硝胺、甲基丙烯基亞硝胺等不對稱的亞硝胺主要引起食管癌；二甲基亞硝胺、二乙基亞硝胺等對稱亞硝胺，主要引起肝癌；甲基亞硝基脲和甲基亞硝基烏拉坦能誘發(fā)大鼠的小腸、肝、腎、腦的腫瘤和胃的腺癌。

Ringer′s液的發(fā)現：林格（Sidney　Ringer,1835～1910)英國內科醫(yī)生、生理學家。在對離體的青蛙心臟進行實驗時，生理學家通常使用生理鹽水作為灌液。用這種方法可使青蛙心臟繼續(xù)保持約半小時的跳動。一次，在倫敦大學醫(yī)院，一位生理學家發(fā)現他的青蛙心臟連續(xù)跳動了好幾個小時，他非常驚訝，大惑不解，他能想到的唯一可能原因是季節(jié)的影響，而這一點他也確實的報告中提出來了。后來，發(fā)現這是由于他的實驗助手在制作鹽水溶液時用的不是蒸餾水而是自來水。根據這個線索斷定自來水中的某些鹽份引起了生理活動的增加。林格就是這樣發(fā)現了這種以他名字命名的溶液。這種溶液對實驗生理學的貢獻頗大。

脾結節(jié)法測定多向造血干細胞方法的發(fā)現：1961年J.E.Till和E.A.McCulloch兩位加拿大血液學家在研究正常小鼠骨髓細胞放射敏感性時，對受致死劑量射線照射的小鼠移植一定數量的同種骨髓細胞后9～10天，取出脾臟，在苦味酸一甲醛固定液中固定后，可以肉眼見到脾臟表面上生成圓形結節(jié)。從而創(chuàng)立了脾結節(jié)法。同時他們進一步觀察到脾結節(jié)的生成量與移植骨髓的有核細胞數之間呈比例關系，因此，可以作為評定骨髓細胞功能的一個重要測定方法，為測定造血細胞的功能提供了一個定量的研究方法，后來，進一步的工作證明，脾結節(jié)的生成是起源于單一細胞的，這類細胞具有很強的增殖能力，同時又具有向骨髓紅系、粒系和巨核系細胞進行分化的能力，符合了造血干細胞的基本特征，因而稱脾結節(jié)的生成細胞為多向性造血干細胞或多潛能性造血干細胞。因此脾結法是目前公認的多向性造血干細胞的測定方法，它的發(fā)現大大促進了血液學的研究。

單克隆抗體技術的發(fā)明：雜交瘤（Hybidoma)合成單克隆抗體（Monoclonal　antibodies)的近年來生物醫(yī)學中的一項重大突破。從根本上解決了免疫學中長期存在的“特異性”和“重復性”問題，顯出它的發(fā)展前途無可限最。

單克隆抗體技術是由英國劍橋大學兩位科學家G.Kohler和C.Milstein于1975年發(fā)明的，他們在60年代發(fā)展起來的細胞雜交技術基礎上，成功地把兩種細胞融合在一起，一種是已適應體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞（都來自BALB/C品系的小鼠)和一種經綿羊紅細胞免疫的小鼠脾細胞融合，形成雜交細胞，發(fā)現這種融合的雜交細胞兼有兩個親代細胞的特征，即既有骨髓細胞無限生長的能力，又有漿細胞合成單一抗體的能力。因此，這種免疫細胞通過克隆化，成為單克隆系（單一純化的無性繁殖系)，就能產生大量單一類型的高純度抗體，這種抗體就叫做“單克隆抗體”。如果把雜交細胞再種入動脈體內，可形成“雜交細胞瘤”瘤體產生大量抗體，就可從動物體液中抽出含有單克隆抗體的體液，把這種雜交細胞在體外培養(yǎng)，培養(yǎng)液中就有大量的單克隆抗體，可供實驗研究和臨床研究使用。最近，在探索用于融合的人體漿細胞瘤方面已獲得成功，為單克隆抗體直接用于人類疾病的診斷、預防、治療以及發(fā)病機制的研究，特別是為人類惡性腫瘤的免疫診斷、免疫治療，開辟了更為廣闊的前景�，F在，單克隆抗體技術幾乎深入到生物醫(yī)學的各個領域，甚至滲入到過去認為免疫血清學方法達不到的范疇，具有無法估量的作用。

醫(yī)學史上一些科學家采用動物實驗而獲得重大發(fā)現的例子很多，現僅例舉其中一部分，簡表如下：

表1-1　早　年　醫(yī)　學　研　究

表1-2　現代醫(yī)學研究

從上面大量實例中我們可以充分看到實驗動物和動物實驗在促進醫(yī)學科學的發(fā)展中起著極其重要的作用。醫(yī)學離開了實驗，就談不上醫(yī)學的進步。我們強調動物實驗的重要性，并不是為證明它是促進醫(yī)學發(fā)展的唯一途徑，相反，我們僅僅認為臨床觀察一樣，動物實驗的出現是醫(yī)學發(fā)展的客觀需要。人與動物從生物學的角度看是大同小異的。這就從根本上保證了動物實驗的可靠性，由于種種主客觀原因可能造成動物實驗與臨床觀察的脫節(jié)，但這不能構成否定動物實驗的理由。為了促進醫(yī)學發(fā)展，關鍵的問題在于正確解決好這個矛盾。動物實驗應由過去比較注重分析實驗逐步轉向更多地注重綜合性的實驗，而臨床研究應盡量創(chuàng)造條件做一些分析性的實驗。我們應當特別注意分子生物學和遺傳工程學給我們提供的機會；注意在具有多種動物品質的模型上進行實驗。當然，不能否認臨床研究和實驗室研究存在差異，它們各有特點，也正因為如此，醫(yī)學的這兩個研究門類都長期存在，不能相互替代。它們是促進醫(yī)學發(fā)展的兩個根本途徑和手段，也是互相補充、互相促進的。