醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中貫徹動物福利理念研究

邢江娃 李軒領(lǐng) 李生花

［摘 要］ “生理學(xué)”作為率先涉及動物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)前期課程，應(yīng)做好動物福利理念與倫理教育以促進(jìn)醫(yī)學(xué)生全方位成長。從實(shí)驗(yàn)動物福利與動物實(shí)驗(yàn)替代方法出發(fā)，探討“生理學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)動物福利存在的問題，并提出能夠踐行實(shí)驗(yàn)動物福利理念、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施，包括將動物福利理念納入教學(xué)和考核內(nèi)容、增加人體實(shí)驗(yàn)比例、有機(jī)融合動物實(shí)驗(yàn)操作項(xiàng)目、引入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺、使用體外醫(yī)用模型進(jìn)行操作練習(xí)等。這些策略的實(shí)施可在不影響教學(xué)效果的前提下盡可能減少實(shí)驗(yàn)動物的使用，增強(qiáng)醫(yī)學(xué)生的動物福利意識和尊重生命意識，提高動手操作能力和動物實(shí)驗(yàn)成功率，最大限度保護(hù)動物福利。

［關(guān)鍵詞］ 動物福利；生理學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

［基金項(xiàng)目］ 2021年度青海大學(xué)課程建設(shè)項(xiàng)目“‘生理學(xué)線下一流課程建設(shè)”（YLKC-202107）；2019年度青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目“‘三全育人背景下醫(yī)學(xué)生理學(xué)課程的雙語教學(xué)研究”（qyjg-201902）

［作者簡介］ 邢江娃（1987—），女（蒙古族），吉林白山人，生物學(xué)博士，青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院副教授，主要從事醫(yī)學(xué)生理學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究；李軒領(lǐng)（1987—），男，河南開封人，醫(yī)學(xué)博士，青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院講師，主要從事生理學(xué)研究；李生花（1966—），女（藏族），青海湟源人，碩士，青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授，主要從事低氧生理學(xué)研究。

［中圖分類號］ R-33 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）27-0093-04 ［收稿日期］ 2022-08-31

動物實(shí)驗(yàn)作為近現(xiàn)代生命科學(xué)研究的重要輔助方法，是高等院?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)課程學(xué)習(xí)中必不可少的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容之一，對醫(yī)學(xué)生進(jìn)一步理解和掌握基礎(chǔ)理論知識、提高個人動手實(shí)踐能力有著不可或缺的作用。實(shí)驗(yàn)動物的特殊性在于它是具備生命的實(shí)驗(yàn)對象，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中不可避免涉及實(shí)驗(yàn)動物福利與動物倫理問題［1］?，F(xiàn)有的基于3R原則的動物替代實(shí)驗(yàn)技術(shù)雖已應(yīng)用于部分醫(yī)學(xué)和化妝品研發(fā)領(lǐng)域，卻很難在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中得到應(yīng)用［2-3］。

“生理學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)作為醫(yī)學(xué)生接觸的第一門涉及動物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，在實(shí)施相關(guān)教學(xué)改革的過程中，應(yīng)該將如何在教學(xué)過程中普及和踐行實(shí)驗(yàn)動物福利理念納入教學(xué)改革的重要內(nèi)容，在不影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的前提下減少實(shí)驗(yàn)動物使用，關(guān)注實(shí)驗(yàn)動物福利。這對于醫(yī)學(xué)生樹立敬畏生命意識、規(guī)范手術(shù)操作等具有非常重要的引導(dǎo)和教育意義。

一、實(shí)驗(yàn)動物福利

（一）實(shí)驗(yàn)動物福利

實(shí)驗(yàn)動物福利是指對受試動物進(jìn)行整個生命周期的愛護(hù)，在確保研究順利進(jìn)展的基礎(chǔ)上最大限度地維持動物生命健康和提高其舒適度。國際公認(rèn)的動物福利標(biāo)準(zhǔn)主要包括五大自由，即不受饑渴的自由，生活舒適的自由，不受痛苦傷害和疾病威脅的自由，生活無恐懼的自由，表達(dá)天性的自由。

（二）動物實(shí)驗(yàn)代替方法

基于實(shí)驗(yàn)動物福利理念，20世紀(jì)50年代末，有學(xué)者首次提出了減少（reduction）、替代（replacement）、優(yōu)化（refinement）原則，簡稱3R原則，其基本含義是：減少科研的動物耗量，探尋能達(dá)到相同研究結(jié)果的動物實(shí)驗(yàn)替代方法，采取一定的技術(shù)手段讓動物免受實(shí)驗(yàn)帶來的痛苦并提高動物生存質(zhì)量［4］。1978年，David Smyth教授提出用替代（alternatives）來給3R做概括［5］。3R是動物替代實(shí)驗(yàn)方法的核心和主要研究內(nèi)容，也是替代試驗(yàn)的代名詞。

1.減少。減少是指在科學(xué)研究中，利用少量動物獲得等量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或利用一定量的動物獲得更多數(shù)據(jù)的方法。

2.替代。替代是指選用低等動物替代高等動物或選用無意識的實(shí)驗(yàn)材料代替動物開展實(shí)驗(yàn)，同時獲得一樣結(jié)果的方法。

3.優(yōu)化。優(yōu)化是指通過改善實(shí)驗(yàn)程序或（和）生活條件，最大限度地避免、減少或緩解動物的疼痛與不適，保障其舒適度，確保動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

（三）國內(nèi)動物替代實(shí)驗(yàn)方法的研究現(xiàn)狀

動物替代實(shí)驗(yàn)方法是實(shí)驗(yàn)動物福利研究的核心，其在我國的推廣比西方國家晚100多年。1997年，3R原則首次列入我國正式文件，同時動物替代實(shí)驗(yàn)研究也被列為實(shí)驗(yàn)動物基礎(chǔ)性研究的重點(diǎn)［6］。2011年國家藥監(jiān)局發(fā)布文件重點(diǎn)開展化妝品等產(chǎn)品安全性評價的毒理學(xué)動物試驗(yàn)替代方法的技術(shù)研究，相關(guān)進(jìn)展順利。至今，國內(nèi)動物替代實(shí)驗(yàn)方法的研究與應(yīng)用已步入了穩(wěn)步發(fā)展階段。以化妝品毒性試驗(yàn)相關(guān)的皮膚毒理學(xué)檢驗(yàn)替代方法為例，目前主要包括基于各類體外細(xì)胞培養(yǎng)模型和分子檢測技術(shù)的三大類實(shí)驗(yàn)：（1）皮膚腐蝕性、刺激性替代試驗(yàn)；（2）皮膚變態(tài)反應(yīng)替代試驗(yàn)；（3）皮膚光毒性替代試驗(yàn)。同時，應(yīng)用于神經(jīng)發(fā)育毒性替代實(shí)驗(yàn)的研究也日趨成熟。然而，這些動物替代實(shí)驗(yàn)方法目前仍主要用于科學(xué)研究和化妝品研發(fā)等領(lǐng)域，在具體的醫(yī)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用難度較高。

二、“生理學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)動物福利存在的問題

（一）動物福利意識淡薄、缺乏理解

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分授課教師實(shí)驗(yàn)動物福利理念不強(qiáng)，沒有在最開始就向?qū)W生強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)動物福利理念的重要性以及相關(guān)的動物倫理問題，并缺乏對相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作的考核。與此同時，部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)動物福利意識也比較薄弱，缺乏對實(shí)驗(yàn)動物科學(xué)的理解和必要的人文關(guān)懷，存在操作不規(guī)范等現(xiàn)象，給實(shí)驗(yàn)動物帶來不必要的驚嚇、傷害和痛苦。例如，在對實(shí)驗(yàn)動物進(jìn)行手術(shù)操作時，因?yàn)闆]有實(shí)施有效的麻醉造成動物疼痛、血壓升高、心率加快進(jìn)而產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，一方面會傷害實(shí)驗(yàn)動物的身心健康，另一方面也會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性［7］。同時，個別實(shí)驗(yàn)小組的學(xué)生沒有從思想上重視實(shí)驗(yàn)動物的生命，沒有嚴(yán)格遵循實(shí)驗(yàn)動物福利的3R原則，存在濫用和重復(fù)使用動物的情況。

（二）學(xué)生動物實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范、不熟悉

實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，雖然有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)和老師講解及實(shí)操示范，但學(xué)生整體的掌握程度仍然不高，經(jīng)常會由于操作失誤而引起動物不必要的傷害。同時，學(xué)生對動物實(shí)驗(yàn)操作熟悉度不夠，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時間經(jīng)常延長，增加了實(shí)驗(yàn)動物的痛苦。究其原因，一方面是學(xué)生的態(tài)度問題，課前預(yù)習(xí)不到位；另一方面是缺乏相應(yīng)的線上學(xué)習(xí)資源、操作平臺以及線下模擬訓(xùn)練等，這些也是學(xué)生操作較差的原因。

（三）缺少動物實(shí)驗(yàn)替代方法

目前“生理學(xué)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)除個別為人體實(shí)驗(yàn)外，大部分仍然是動物實(shí)驗(yàn)，動物實(shí)驗(yàn)的比例偏高。同時，已有的國內(nèi)外動物替代實(shí)驗(yàn)技術(shù)多針對科學(xué)研究，除可能應(yīng)用于“藥理學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)等應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)課程的部分教學(xué)外，很難應(yīng)用于“生理學(xué)”的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此，尋找除替代實(shí)驗(yàn)外的其他減少動物使用的替代教學(xué)方法勢在必行。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中保護(hù)實(shí)驗(yàn)動物福利的建議與措施

（一）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)動物福利理念教育和考核

實(shí)驗(yàn)教學(xué)前應(yīng)做好實(shí)驗(yàn)動物福利理念的講解與動物倫理的普及教育，要求每位學(xué)生簽署動物實(shí)驗(yàn)福利與倫理知情同意書，同時定期開辦相關(guān)政策的講座方便學(xué)生學(xué)習(xí)，讓醫(yī)學(xué)生樹立正確的生命觀和倫理觀，培養(yǎng)學(xué)生的人文情懷和敬畏生命的意識，引導(dǎo)醫(yī)學(xué)生正確處理動物實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的各種倫理道德問題，從而感受醫(yī)學(xué)生的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)［8］。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中應(yīng)強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作和技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)對不規(guī)范捉拿動物、不當(dāng)麻醉等侵犯實(shí)驗(yàn)動物福利的不規(guī)范行為的監(jiān)督和考核。制定和總結(jié)不同實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)動物出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)或意外時的緊急應(yīng)對方案，以保證在出現(xiàn)操作失誤致使上述情況發(fā)生時，教師與學(xué)生能夠及時進(jìn)行解救，從減少動物不必要傷害和痛苦出發(fā)，不以犧牲動物福利為代價強(qiáng)行繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的教師小結(jié)和學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告環(huán)節(jié)中，增加實(shí)驗(yàn)反思內(nèi)容，在總結(jié)實(shí)驗(yàn)動物操作過程、結(jié)果收集與分析等實(shí)驗(yàn)整體過程的同時，讓學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程中動物福利保護(hù)的踐行情況，并表達(dá)對實(shí)驗(yàn)動物的感恩、對生命的珍視等情緒，從而進(jìn)一步加深動物福利理念和醫(yī)學(xué)生的生命教育。

（二）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要內(nèi)容。在具體實(shí)施過程中，可適當(dāng)引入人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)平臺，以人為研究對象開展“生理學(xué)”課程的部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在幫助學(xué)生進(jìn)一步理解人體生理機(jī)能的同時可以減少動物實(shí)驗(yàn)的比例，減少實(shí)驗(yàn)動物的數(shù)量。例如，人體動脈血壓的測定和人體運(yùn)動實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎玫貛椭鷮W(xué)生理解和掌握動脈血壓的測定原理及交感神經(jīng)興奮時對人體血壓、心率等循環(huán)系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)機(jī)制；人體心電圖的描記實(shí)驗(yàn)可讓學(xué)生對心電圖波形的構(gòu)成及其生理意義有更直觀的認(rèn)識；視野和盲點(diǎn)的測定實(shí)驗(yàn)可幫助學(xué)生切身感受人體視覺形成和視覺傳導(dǎo)原理等。同時，實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)可對部分動物實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行有機(jī)融合，在不減少實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的同時減少實(shí)驗(yàn)動物數(shù)量。例如，蟾蜍坐骨神經(jīng)-腓神經(jīng)的標(biāo)本制備、神經(jīng)干動作電位的引導(dǎo)、興奮傳導(dǎo)速度的測定、不應(yīng)期的測定、局部麻醉藥對生物電活動的影響等相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可在一個動物實(shí)驗(yàn)中相繼進(jìn)行；家兔的動脈血壓調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)和呼吸運(yùn)動的調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)可進(jìn)行整合，減少實(shí)驗(yàn)家兔的數(shù)量；血液凝固實(shí)驗(yàn)中，可在不影響正常實(shí)驗(yàn)的前提下進(jìn)行家兔的氣管插管和膀胱插管等手術(shù)操作的練習(xí)等。

（三）引入教學(xué)類的動物實(shí)驗(yàn)替代方法

為提高學(xué)生實(shí)操技能，減少由于操作失誤造成的不必要動物死亡和傷害，在具體實(shí)驗(yàn)操作前，除實(shí)驗(yàn)講解外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中應(yīng)進(jìn)一步應(yīng)用計(jì)算機(jī)、多媒體等技術(shù)來進(jìn)行補(bǔ)充［9］。首先，一些實(shí)驗(yàn)操作前的實(shí)驗(yàn)示范可替換成視頻教學(xué)，不僅可以減少不必要的實(shí)驗(yàn)動物使用，學(xué)生還可以反復(fù)觀看，掌握操作要點(diǎn)。其次，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中增加虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的建設(shè)和使用，實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)。對手術(shù)要求較低的動物實(shí)驗(yàn)，可免除線下實(shí)操，在虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺上完成相應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)手術(shù)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果模擬和分析以及實(shí)驗(yàn)考核等內(nèi)容，也可以達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。對于比較重要的動物實(shí)驗(yàn)，可在具體實(shí)操前先在虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺上進(jìn)行學(xué)習(xí)和演練，并完成線上操作考核，然后再進(jìn)行線下的動物實(shí)驗(yàn)操作，從而提高動物實(shí)驗(yàn)的成功率，減少不規(guī)范操作造成的不必要動物死亡和傷害。此外，可充分利用市場上已有的各類簡易醫(yī)用模具在動物實(shí)驗(yàn)前開展相關(guān)體外模型手術(shù)操作訓(xùn)練，提高動物手術(shù)成功率。例如，采用基礎(chǔ)的醫(yī)學(xué)靜脈穿刺模型練習(xí)靜脈穿刺，為家兔的靜脈麻醉操作奠定實(shí)操基礎(chǔ)；采用血管分離結(jié)扎訓(xùn)練模型練習(xí)鈍性分離和打結(jié)等基礎(chǔ)手術(shù)操作等。

（四）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的各類培訓(xùn)

每年定期組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員參加實(shí)驗(yàn)動物從業(yè)人員培訓(xùn)，強(qiáng)化動物操作流程和動物福利理念。加強(qiáng)“生理學(xué)”課程等機(jī)能虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的使用培訓(xùn)，鼓勵教學(xué)人員加大對線上虛擬實(shí)驗(yàn)平臺的使用頻率。積極學(xué)習(xí)各類動物替代實(shí)驗(yàn)方法，探索“生理學(xué)”混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。同時，學(xué)校和教研室應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)醫(yī)學(xué)生虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺建設(shè)，優(yōu)化虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計(jì)，使之更符合本校的教學(xué)理念和教學(xué)目的；搭建簡單有效的體外操作模擬實(shí)訓(xùn)平臺，引入更多實(shí)用的體外醫(yī)用模型進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)前的手術(shù)操作練習(xí)，在增加醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時提高手術(shù)操作技能和動物實(shí)驗(yàn)成功率。這些措施的實(shí)行將有助于實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員提高自身實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和教學(xué)技能，拓寬視野，更好地因校制宜，運(yùn)用新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺和技術(shù)開展“生理學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，踐行動物福利理念。

結(jié)語

本文主要探討了在以“生理學(xué)”實(shí)驗(yàn)為代表的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中普及實(shí)驗(yàn)動物福利的必要性和相應(yīng)的踐行策略。將動物福利理念納入教學(xué)和考核內(nèi)容、增加人體實(shí)驗(yàn)比例、有機(jī)融合動物實(shí)驗(yàn)操作項(xiàng)目、引入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺、使用體外醫(yī)用模型進(jìn)行操作練習(xí)等策略的實(shí)施，能夠盡可能減少實(shí)驗(yàn)動物的使用，并增強(qiáng)醫(yī)學(xué)生的動物福利理念和敬畏生命意識，提高醫(yī)學(xué)生的動手操作能力和動物實(shí)驗(yàn)成功率，最大限度保護(hù)動物福利。在新醫(yī)科的時代背景下，通過“生理學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革幫助學(xué)生正確對待實(shí)驗(yàn)動物，樹立實(shí)驗(yàn)動物福利理念，能夠培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生“醫(yī)者仁心”的道德情懷和職業(yè)信仰，促進(jìn)醫(yī)學(xué)生全方位成長，為國家醫(yī)療事業(yè)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

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Practice the Concept of Laboratory Animal Welfare in Medical Physiology Experimental Teaching

XING Jiang-wa， LI Xuan-ling， LI Sheng-hua

（Medical College， Qinghai University， Xining， Qinghai 810016， China）

Abstract： Physiology， as the first basic medical course involving animal experiments， should do a good job in animal welfare and ethics education to promote the all-round growth of medical students. Starting from the concept of laboratory animal welfare and alternative methods of animal experiments， this paper discusses the problems of laboratory animal welfare in current physiology experimental teaching， and proposes relevant measures in the reform of experimental teaching to practice the concept of laboratory animal welfare and improve the effect of experimental teaching. These measures include incorporating the concept of animal welfare into teaching and assessment， increasing the proportion of human physiology experiments， organically integrating animal experiments to reduce animal use， introducing virtual experiment teaching platforms， and using in vitro medical models for operation exercises， etc. The implementation of these strategies can reduce the use of experimental animals as much as possible without affecting the teaching efficacy， enhance the medical students awareness of animal welfare and respect for life， improve the hands-on ability and the animal experiment success rates， and maximize the protection of animal welfare.

Key words： animal welfare; Physiology; experimental teaching