3R原則在大學生開放性實驗項目中的應用分析*

韓 琴，劉 新，冷言冰

(成都醫學院公共衛生系，四川 成都 610083)

1 大學生開放實驗的現狀

1．1 大學生開放實驗的特點

大學生開放實驗的特點是學生(3～5人)以組為單位，從實驗設計、實驗材料準備，實驗操作到論文寫作與投稿，都是由學生獨立完成，教師只針對實驗中遇到的問題進行指導和建議;這樣可以很好地鍛煉學生的動手能力和創新能力，并培養醫學生的科研能力和合作精神。但在學生進行實驗操作中，經常會因為實驗物資的不合理使用造成后期實驗材料的缺乏，甚至有部分實驗項目因此而中斷。在醫學生的開放實驗中，實驗材料主要包括實驗動物、實驗藥品和試劑、實驗儀器設備等。學校劃撥一定的實驗經費讓學生購買實驗中所需的材料。

1．2 實驗材料的使用問題

實驗動物在醫學生開放實驗中被廣泛使用，尤其在生物醫學領域應用更多。據統計，1970年，全球用于科學研究的脊椎動物在1～2億之間，到1980年有所下降，之后一直呈平穩趨勢。［1］從科學研究中使用的動物種類來看，80%以上是嚙齒類實驗動物。用Pub Med生物醫學數據庫檢索近十年來發表有關動物實驗研究文獻，發現使用數量最多的5種動物是大鼠、小鼠、家兔、豬和犬。近年來，動物實驗所引發的倫理學問題受到了人們廣泛而持久的關注。在動物實驗中濫用和虐待動物的現象是一個必須正視的問題，這也是一個社會應該意識到的問題。［2］

學生開放實驗中實驗藥品、試劑和實驗儀器設備的合理使用也尤為重要，開放實驗項目通常是在學校現有實驗室條件下開展的，實驗中所用的儀器設備都具備，學生主要購買藥品試劑和消耗性物資。實驗過程中常有學生因對實驗儀器的不合理操作造成部分貴重儀器的損壞，給學校造成了一定的經濟損失。在使用實驗試劑和藥品時也常常因安排不合理或者不細心造成浪費，導致開放實驗不能順利開展。

2 將3R原則引入大學生開放實驗

2．1 3R原則的提出

經過近5 0年的發展，3R原則已逐漸被接受并運用于生物醫學研究中，并在實踐中進一步發展。所謂3R即減少(Reduction)、替代(Replacement)和優化(Refinement)的原則。“減少”指在科研中使用少量的動物和實驗藥品試劑獲得同樣多的實驗數據或一定量的動物獲得更多的實驗數據的方法;“替代”就是不再利用活體動物進行實驗而是以組織細胞培養、各種活體外實驗或計算機模型以及統計分析等方法來加以替代，或者用無知覺的實驗材料代替神志清醒的脊椎動物;“優化”指通過改進和完善實驗程序，減輕動物的痛苦和不安，以及減少實驗材料的使用量，提高動物福利的方法。［3－4］

2．2 3R原則與開放實驗

將3 R原則引入動物實驗不但可以在動物實驗中充分注重動物福利，也使學生樹立愛護實驗動物的意識，［5］這就需要對整個實驗的統籌安排，如優化實驗步驟、熟悉實驗操作、提高操作技能，并加強對3R原則的主觀意識。

成都某醫學院校大學生實施開放實驗與動物使用情況如下:將每個開放實驗項目分為兩個實驗小組，A小組同學按計劃正常自由實驗，B小組同學在制定實驗計劃前先接受3R原則的培訓學習，并按照3R原則制定實驗方案。最后將實際動物使用量除以原計劃動物使用量得到的比值進行比較分析。采用SPSS13．0統計軟件處理分析數據，統計方法采用獨立樣本t檢驗，組間方差齊，P值＜0．05，兩組使用比有統計學意義。如圖1是大學生開放項目實驗3R組(B)和對照組(A)的動物使用比的折線圖。

從以上實驗數據可以看出A組實驗動物使用比例高于B組，這表明通過3R原則培訓的實驗組的動物使用量低于未參加3R原則培訓的實驗組，3R原則在大學生開放實驗中發揮到了一定的作用，避免了動物的浪費使用。

從A B兩組實驗結果來看，B實驗組不僅在動物使用量上低于A組，實驗藥品和實驗耗材的利用率也較好，充分體現了3R原則的“減少”、“替代”、“優化”原則的功效。

2．2．1 減少原則。

用多少動物和多少實驗耗材或者說怎樣用最少的實驗物品與動物達到所預計的實驗效果一直是長期討論的話題。首先，我們必須明確減少不是單純的減少物品和動物的用量，而是在得到同樣實驗效果的前提下減少不必要的浪費，或是使用同樣多的動物獲得更多的實驗數據，從而避免動物的濫用。［6］大學生參與開放實驗時應做到:①熟悉整個實驗流程，在設計實驗方案時就要優化實驗操作步驟，節約原材料，這就要求大學生在設計實驗之前查閱大量文獻，選擇更為適合自己的實驗方法;②節約實驗材料和動物，這要求參與的人員配合協調，掌握好實驗關鍵操作方法。在開放實驗中講的是精誠合作，不是個人演練，唯此才能共同達到實驗目的。

2．2．2 替代原則。

“替代”實驗動物一直是生物醫學研究的熱點問題，也是一個動物倫理問題，它包括體外技術、使用低等動物、各種模型模擬等方法，有些替代方法甚至優于傳統的動物實驗。在醫學生開放實驗中，“替代”主要針對于實驗所用動物和實驗貴重試劑等，學生自主開放實驗的經費較少，研究周期短;而替代的實施則需要充足的資金和先進的技術，尚需要更多的探索。“替代”要求參與的學生技術要過硬，并具有創新的思維。撰寫實驗設計方案時要在保證實驗結果的前提下，用低等動物替代高等動物，用一般試劑替代高昂試劑，如在“老鼠新型糖尿病動物模型的建立”這一實驗項目中，動物、給予食物和藥品的選擇上還是有一定的空間。

2．2．3 優化原則

堅持優化的原則是很有必要的，但大多數實驗并沒有達到甚至沒有考慮到優化的問題。傳統的實驗不需要學生去考慮實驗的安排和方案，而要做好大學生開放實驗的優化需要多方面努力，不僅體現在實驗方案的設計上，還包括對待動物福利方面，因為對動物的痛苦和不安視而不見優化就無從談起;開放實驗要求學生完全掌握實驗內容，通過短時間的預實驗和一些方法如觀看相關的實驗視頻、熟悉實驗技術來優化實驗程序，提高實驗成功率從而減少動物不必要的痛苦和實驗原材料的浪費;同時要做好實驗前動物喂養工作，妥善運輸動物，注意動物所處環境的舒適性;選擇痛苦較小的方法或安樂死處死動物，禁止空氣栓塞、棍擊、溺死等不人道的方法處死動物。

3 小結

大學生開放實驗項目與3R原則相結合，使實驗室不僅成為營造學生創新環境的第二課堂，也使實驗室成為培養大學生綜合素質必不可少的重要基地。

在大學生自主實驗項目中引入3R原則是可行的，不僅符合醫學倫理學的要求，也有利于實驗項目和實驗本身的發展，不僅推動了醫學及生物學的進步，同時也順應了現代社會節能減排的要求。

［1］ 劉恩岐．醫學實驗動物學［M］．北京:人民衛生出版社，2004．

［2］ 趙四海，鄭華東，劉恩岐．生物醫學研究中實驗動物的應用狀況與分析［J］．中國比較醫學雜志，2006，16(4):245 －248．

［3］ Russell WMS ，Burch RL．The Principles of Humane Experimental Technique［M］．London:Methuen，1959．

［4］ 白晶．動物實驗“3R”原則的倫理論證［J］．中國醫學倫理學，2007，20(5):48 －50．

［5］ 林揚眉．3R原則在生理學實驗教學中的應用淺析［J］．衛生職業教育，2010，28(6):135 －136．

［6］ 余琦，楊佩剛，張春芳，等．3 R原則在醫學實驗動物學教學中的應用［J］，西北醫學教育，2007，15(6):1128－1130．