北部獸醫小讀會

實驗動物科學 - 基礎篇 (P80-101)

Jing-Yuan Chen

March 17, 2026

Flash cards

Flash cards 1

實驗動物福祉中的 3Rs 原則是由 Russell 和 Burch 於 1959 年提出，分別代表替代 (Replacement)、減量 (Reduction) 與哪一個概念？

精緻化 (Refinement)

Flash cards 2

1909 年由 Clarence Little 利用連續全同胞配種(full-sib mating)所培育出的世界上第一個近親系小鼠品系名稱為何？

DBA

其中D、B及A分表代表
毛色基因稀釋(dilute)、棕色(brown)及
非野鼠色(灰色)(non-agouti)的縮寫。

Flash cards 3

國際實驗動物管理評鑑及認證協會(AAALAC International)最初於哪一年在美國成立？

1965 年

Flash cards 4

根據美國《動物福祉法》(AWA) 規定，機構動物照護及使用委員會 (IACUC) 的成員總數不得少於幾人？

美國 AMA: 3 人

實驗動物照護及使用委員會或小組設置及管理辦法
第 4 條：IACUC成員人數為 3 人至 15 人。

獸醫師 1 人
或經中央主管機關認可之實驗動物校核與管理訓練合格之人員
外部委員至少 1 人
非該機構內人員

2024 動物科學應用機構之
IACUC 成員人數規模

Flash cards 5

二世紀著名的醫生與生理學家，曾解剖豬與猿猴並宣稱必須利用動物實驗才能瞭解事實真理的學者是誰？

高林 (Galen)

Flash cards 6

在精緻化原則下，若必須對小鼠施行剪爪 (Toe clipping) 識別法，規定必須在出生後幾天內進行？

7 天

只適用於小鼠：剪除趾骨最尖端，即爪和小部分遠端趾

新的標記方法，如植入晶片、微型耳標、
耳部血管識別系統及微型刺青

Flash cards 7

目前國際認證與我國實驗動物管理指引中，判定動物照護及使用的基準主要是參考哪一本書的第八版？

《實驗動物管理與使用指南》
(Guide for the Care and Use of Laboratory Animals)

Flash cards 8

3Rs 中的「減量」原則，除了減少使用數量外，也強調利用統計方法從一定數量的動物中獲取什麼？

最大限度的資訊

Flash cards 9

在「替代」原則中，以演化程度較低等的動物取代有意識的脊椎動物進行實驗，屬於哪一種替代方式？

替代：
相對取代：以演化程度較低等的動物取代有意識的脊椎動物進行實驗，如使用線蟲、果蠅、斑馬魚等無脊椎動物。
絕對取代：完全不使用動物，改用非動物方法，如細胞培養、電腦模擬等

減量：使用較少量的動物以獲取相對所需的資訊，或利用一定量的動物，在不增加疼痛 或緊迫下獲取最大限度的資訊。
　
精緻化：指改良飼養或實驗操作的程序，強化人員教育與訓練，以減少或消除實驗動物的疼痛與緊 迫狀態。

Flash cards 10

為實現高水平的精緻化 (Refinement)，除了獸醫師與科學家外，還必須哪一類人員共同組成多學科團隊？

動物照護人員

今天的範圍（p.80–101）

  • 第二章結語：動物福祉
  • 第三章：
    • 管理篇的核心思維
    • 實驗動物物種的「選擇邏輯」

理解「為什麼這樣設計」

第二章 結語：動物福祉

3Rs 的核心精神

  • 改善福祉 vs. 科學品質
  • Harm-benefit analysis (HBA)1
    1. Whether the study is suitable for achieving a legitimate aim?
    2. Whether it is necessary?
    3. Whether it is adequate?
  • Key for
    • EU Directive 2010/63
    • US Guide for the Care and Use of Laboratory Animals

3Rs vs. 3Vs

科學效度 (Scientific validity)

  • 建構效度 Construct validity (cV)：
    動物模型、測試或結果變數，是否能真實反映其旨在測量的特質。
  • 內部效度 Internal validity (iV)：
    評估研究設計是否具備科學嚴謹性以避免偏誤。
  • 外部效度 External validity (eV)：
    評估實驗結果是否能被重製並推廣到其他情境。

3Rs原則與延伸

3Rs

  • Replacement
  • Reduction
  • Refinement

More Rs

  • Responsibility：要對動物福祉有責任感

  • Rehabilitation：使動物結束實驗後能恢復其原有身心的健康狀況

    • Release
    • Rehoming
    • Retirement

Five Freedoms

Freedoms2 Provisions
Freedom from thirst, hunger and malnutrition By providing ready access to fresh water and a diet to maintain full health and vigour
Freedom from discomfort and exposure By providing an appropriate environment including shelter and a comfortable resting area
Freedom from pain, injury, and disease By prevention or rapid diagnosis and treatment
Freedom from fear and distress By ensuring conditions and treatment which avoid mental suffering
Freedom to express normal behaviour By providing sufficient space, proper facilities and company of the animal’s own kind
  1. Mellor DJ. Animals 2016, 6(10):59. https://doi.org/10.3390/ani6100059

兩大福祉評估指標

環境管理 動物表現
評估焦點 外部給以的硬體與資源條件 內在身生狀與個體直接表現
精準度 僅反映基本福祉門檻 直接反映管理漏洞與真實問題
資源與成本 評分較少資源，易標準化 需極高的時間與紀錄成本
法規畫參考基準 農委會 2018 「實驗動物照護及使用指引」 歐盟 Welfare Quality (2009) 福祉品質計畫

從理論到實踐：如何觀測「動物表現」？

參考歐盟 Welfare Quality (2009) 提倡的 4 大動物福祉原則

良好飼養 (Good Feeding)

營養狀態與水分攝取的直接生理體現。

良好房舍 (Good Housing)

休息品質與熱舒適度(Thermal comfort)的行為觀察。

良好健康 (Good Health)

無疾病、無痛楚的生理指標與臨床外觀。

適當行為 (Appropriate Behavior)

社交行為、情緒狀態以及正面的人員互動。

*註：此 4 大原則可進一步展開為 12 個評估要件，全面落實實驗動物的個體福祉評估。

Twelve criteria of the Welfare Quality

Welfare Quality Principles3 Welfare Quality Criteria Five Freedoms
Good Feeding Absence of prolonged hunger Related to Freedom from hunger and thirst
Absence of prolonged thirst
Good Housing Confort around resting Related to Freedom from discomfort
Thermal confort
Ease of movement
Good Health Absence of injuries Related to Freedom from pain, injury or disease
Absence of diseases
Absence of pain induced by management
Appropriate Behaviour Social Behavior Related to Freedom to express normal behaviour
Other behaviors Related to Freedom to express normal behaviour
Human animal relationship Not directly related to any freedom
Absence of fear (2004–2007) Related to Freedom from fear and distress
Positive emotional state (since 2008) Not directly related to any freedom
  1. Dalmau, A. Animals 2025, 15, 2854. https://doi.org/10.3390/ani15192854

結論與展望

  • 統整出從設施管理者到社會大眾，皆有共同落實動物保護及福祉的責任
  • 實驗動物設施管理者、照護及使用委員會或小組成員、動物照護人員、研究人員、動物保護檢查員、實驗動物專家學者、動物保護團體以及任何關心動物的社會大眾

第三章 管理篇

第三章 管理篇的核心思維

  • 管理的核心理念與目標：
    • 強調「維護動物福祉與提升實驗品質的雙重目的」
    • 推動以「效能標準（performance standards）」為主的照護觀念
  • 實務管理的各項範疇：
    • 涵蓋實驗動物的遺傳育種
    • 利用統計學來優化與最小化動物使用數量的「實驗設計」
    • IACUC（動物實驗照護及使用委員會）的法規審查
    • 疼痛減緩與人畜共通傳染病防護等「醫療照護」管理

管理的梅比斯環

六項主題

常見實驗動物物種
表格重整

實驗動物種類

  • 囓齒類 (Rodents)：包含大鼠、小鼠、天竺鼠、倉鼠、沙鼠。
  • 兔類 (Rabbits)：如紐西蘭大白兔、荷蘭兔、日本大白兔。
  • 中大型經濟動物：豬、牛、羊、馬、雞。
  • 犬類 (Dogs)：以米格魯 (Beagle) 為主。
  • 非人類靈長類 (NHP)：如臺灣獼猴、恆河猴。
  • 水生動物：包含魚類（斑馬魚）、兩棲類（青蛙）及頭足類（章魚、烏賊）。
  • 野生動物：依特定研究需求選用。例如：鸚鵡

2024 實驗動物使用

基礎生理與解剖特徵

動物名稱 染色體對數 主要生理特徵與數值
小鼠 20 對 視力差、對強光噪音敏感；心率 310~840 次/分。
大鼠 22 對 缺乏膽囊、無嘔吐反應；心率 320~480 次/分。
倉鼠 敘利亞 22 對 / 黑線 11 對 口腔具頰囊；天性敏感易攻擊；心率 380~410 次/分。
天竺鼠 未列出 缺乏合成維生素 C 能力；具食糞特性；對抗生素極具敏感性；心率 150~400 次/分。
兔子 未列出 交配誘發排卵；具較大淋巴結與眼睛；心率 130~325 次/分。
犬 未列出 免疫系統比囓齒類完整；心率 77~150 次/分；血壓收縮壓 120~130 mmHg。
豬 未列出 皮膚、腸胃、心血管、泌尿與呼吸系統結構與人類相近；心率 70 次/分。
雞 未列出 能提供巨大的單一細胞（卵/雞蛋）作為良好的實驗對象。
羊 綿羊 27 對 / 山羊 30 對 綿羊遇危險會集體躲避，心率 75 次/分；山羊較具獨立性且易互動，心率 140 次/分。
馬 未列出 屬於大型經濟動物，具備抗毒蛇毒液的能力。
牛 30 對 反芻草食性動物，消化研究與人類差異大；成年心率 60 次/分，呼吸 24 次/分。
斑馬魚 未列出 受精胚胎呈透明狀，發育極快；24 小時內心臟循環系統即發育完成。
非人類靈長類 未列出 生理與人類遺傳相似度最高可達 98.5%；以獼猴為例，心率約 105~150 次/分。

生殖週期列表

動物名稱 性成熟時間 懷孕期 / 發情週期
小鼠 約 49~63 日 懷孕期 21 日 / 週期 4~5 日
大鼠 約 80 日 懷孕期 21 日 / 週期 4~6 日
倉鼠 約 45~60 日 懷孕期約 16 天 / 週期約 4 天
天竺鼠 雌性 2 個月 / 雄性 3 個月 懷孕期約 68 天
兔子 4 月齡具生殖能力 懷孕期平均 31 天
犬 約 10 月齡 懷孕期約 63 天
豬 迷你豬約 4~5 月齡 懷孕期約 114 天
雞 未列出 繁殖週期極短
羊 未列出 綿羊發情期 1718 天；山羊 2021 天
馬 未列出 懷孕期長達 11 到 12 個月
牛 一般 14~16 月齡配種 發情週期平均 21 天
斑馬魚 生命週期約 2~3 個月 每日受光照影響促進生殖
非人類靈長類 約 3~5 年 懷孕期約 166 天

研究應用與特殊品系總表

動物名稱 主要研究應用領域 特殊品系或種類
小鼠 遺傳操作技術模型、免疫學研究 C57BL/6、BALB/c、C3H、NOD-SCID、ICR (CD-1) 等。
大鼠 生物製劑、毒理試驗、藥物與移植器官研究 Wistar (白化)、Sprague-Dawley (SD)、Long-Evans 等。
倉鼠 齒科研究、遺傳模型研究 黃金鼠、黑線倉鼠。
天竺鼠 傳染病模型 (如沙門氏桿菌)、毒理、組織相容性 Dunkin-Hartly。
兔子 致熱原檢測、動脈粥狀硬化、阿茲海默症、眼科研究 紐西蘭大白兔 (New Zealand White)、荷蘭兔。
犬 心血管、免疫、腫瘤研究、藥物與醫材安全性測試 米格魯 (Beagle)、獵犬 (Mongrels/Hounds)。
豬 人類相關疾病研究、安全性測試 (致畸性試驗) 三品系豬、哥廷根、蘭嶼豬 (臺灣特有種)、李宋豬 等。
雞 大規模疫苗製備 (如流感疫苗)、胚胎發育、腫瘤學(Rous sarcoma) (未特別列出品系)。
羊 早期研究與一般生理實驗、與人類互動度不同的觀察 綿羊、山羊。
馬 抗蛇毒血清製備、人工關節品質檢測平台 大型經濟動物。
牛 蛋白質突變與基因變異研究 (未特別列出品系)。
斑馬魚 環境監測、毒理、發育、老化與基因改造研究 斑馬魚。
非人類靈長類 免疫、行為、毒理、心血管、老化及內分泌等無可替代之研究 臺灣獼猴 (原生特有種)、日本獼猴 等。

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