設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)選擇雄性或雌性動(dòng)物的優(yōu)劣

Annaliese Beery和Irving Zucker曾發(fā)表文獻(xiàn)，通過對(duì)2000多項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)研究者更傾向于選擇雄性動(dòng)物開展實(shí)驗(yàn)，其雌：雄數(shù)量比例高達(dá)1: 5.5。而正如文獻(xiàn)所說，除研究某些的性別相關(guān)的疾病時(shí)如乳腺癌選擇雌性（♀），前列腺癌選擇雄性（♂）外，我們確實(shí)常常由于某種不知名的情愫而偏愛于雄性動(dòng)物。然而，近年來，NIH卻提出了質(zhì)疑和批判的聲音，說到：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的性別也需要平等對(duì)待[1]！也就是說這種偏愛是不科學(xué)的！本期就一起來看看，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，究竟怎樣選擇動(dòng)物性別才合理？

研究中更傾向于雄性動(dòng)物[1]

問題1：為什么更傾向選擇雄性動(dòng)物？

幾乎在10個(gè)學(xué)科中就有8個(gè)更偏向于使用雄性動(dòng)物開展實(shí)驗(yàn)，在神經(jīng)學(xué)科尤為明顯[1]，那么究竟為什么大家有這種傾向呢？難道是因?yàn)樾坌詣?dòng)物更好飼養(yǎng)？原來答案是這樣！

大多數(shù)人認(rèn)為雄性動(dòng)物的結(jié)果更穩(wěn)定！

一般來說，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中采用雄性動(dòng)物的原因是為了避免雌性發(fā)情周期的干擾，與男性相比，女性擁有完全不同的荷爾蒙圖譜。這使得女性的雌激素和孕激素月變化非常明顯，而男性的睪丸素則長(zhǎng)期穩(wěn)定地保持在高位上，因此認(rèn)為可以雄性動(dòng)物可獲得更加穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。

但是最近的研究顯示雌性小鼠在整個(gè)激素周期內(nèi)的各項(xiàng)生理指標(biāo)變動(dòng)并不比雄性小鼠大[2]，甚至雄性動(dòng)物的有些性別差異表型的個(gè)體變異比雌性個(gè)體更為明顯[3]，如雄激素水平個(gè)體差異會(huì)對(duì)腫瘤治療有影響。并且，一些使用大量雄性動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)中，雄鼠在一起飼養(yǎng)時(shí)相互撕咬、打架很兇，不易管理，也會(huì)造成額外死傷；尤其是在做一些創(chuàng)面模型的時(shí)候，血腥物質(zhì)可能更易誘導(dǎo)雄性動(dòng)物的相互撕咬傷害；這樣的現(xiàn)象也會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果因?yàn)楹雎孕詣e差異而出現(xiàn)偏差。

結(jié)論：雄性動(dòng)物和雌性動(dòng)物在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的個(gè)體差異影響方面并無太大差別，所以不能認(rèn)為雄性動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更穩(wěn)定，應(yīng)平等對(duì)待！

問題2：若選擇雄性，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以代表雌性群體嗎？

對(duì)于大部分實(shí)驗(yàn)，按上述所說應(yīng)該是可以代表的，因?yàn)樾坌詣?dòng)物和雌性動(dòng)物對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果并無太大差異。不過，在研究中發(fā)現(xiàn)，不同性別的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)某些藥物的感受性有明顯差異，對(duì)各種刺激的反應(yīng)也不盡一致。一般說來，雌性動(dòng)物對(duì)藥物的敏感性高于雄性，當(dāng)然也有另外�？山Y(jié)合表１（來源于中國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng)）和如下幾個(gè)經(jīng)典案例[4] ：

表1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物藥物敏感性的性別差異

• 氯仿對(duì)小鼠腎臟的毒性作用，只在雄性小鼠表現(xiàn)；

• 大鼠皮下注射150~300mg的乙醇溶液，雄性大鼠死亡約84%，而雌性大鼠只有死亡30%；

• 麻醉藥麥角新堿對(duì)5~6周齡的雄性大鼠可見明顯鎮(zhèn)痛效果，而對(duì)雌性則沒有鎮(zhèn)痛效果；

• 動(dòng)物對(duì)激素的依存性也會(huì)導(dǎo)致藥物毒性反應(yīng)的性別差異；例如，雄性激素能促進(jìn)細(xì)胞色素P450的活力，藥物在雄性實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)易于代謝，雄性大鼠對(duì)環(huán)己巴比妥的代謝比雌性大鼠要快，因而雌性大鼠的睡眠時(shí)間比雄鼠長(zhǎng)；

• 臨床上也發(fā)現(xiàn)，安眠類藥物對(duì)于女性的副作用更強(qiáng)，因此2014年初，美國FDA下調(diào)了該類藥物對(duì)于女性的建議用量；

• 由此，Janine Clayton等人撰寫的《自然》評(píng)論文章，也表示“如果不提前就予以重視，早晚要付出代價(jià)”。其中的一個(gè)“代價(jià)”可能就是女性服用藥物產(chǎn)生副作用高于男性。

      ……

結(jié)論：原來不同實(shí)驗(yàn)，直接選擇雄性動(dòng)物是有偏差的，在特殊情況時(shí)應(yīng)特殊對(duì)待！

那么揭開云霧后，實(shí)踐中究竟如何正確選擇呢？

總方針：考慮到偏差存在的可能性，NIH的建議是目前用于雄性動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)都可以用于雌性，也就是說動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中應(yīng)忽略性別對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的影響（尤其是雌性），選取動(dòng)物時(shí)應(yīng)包含有雄性和雌性，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中也要“性別平等”。如考慮到藥物毒性反應(yīng)在不同性別的差異，應(yīng)該選擇雌雄各半實(shí)驗(yàn)，如有明顯差別是，應(yīng)該分開測(cè)定LD50值。

考慮到前期的實(shí)驗(yàn)成本或某些特殊實(shí)驗(yàn)，我們可以優(yōu)先選擇某種性別來試驗(yàn)，下面是結(jié)合文獻(xiàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分享幾個(gè)例子：

• 性別相關(guān)疾病主要根據(jù)性別來確定，如女性患的疾病如子宮癌，卵巢癌等應(yīng)選擇雌性動(dòng)物，男性患的疾病如前列腺癌應(yīng)選擇雄性動(dòng)物；

• 若性激素對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中的檢測(cè)指標(biāo)等存在明顯的影響，應(yīng)特殊對(duì)待！如：免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般多選雌鼠，因?yàn)樾奂に厮�平個(gè)體差異太大會(huì)對(duì)影響某些檢測(cè)指標(biāo)；如利用NOD-SCID小鼠構(gòu)建人源化白血病小鼠模型，一般多用雌鼠；

• 糖尿病模型實(shí)驗(yàn)，絕大多數(shù)使用雄性小鼠，糖尿病的發(fā)病率雄性高于雌性；

• 考慮實(shí)驗(yàn)的研究目：如熱板法做小鼠鎮(zhèn)痛實(shí)驗(yàn)用雌性，因雄鼠睪丸貼于熱板影響實(shí)驗(yàn)。     

  ……

注：如果試驗(yàn)的結(jié)果需要外推到整個(gè)人群，則需選用雌雄各半！

對(duì)大多數(shù)已發(fā)表臨床前研究來說，我們看到基于性別的考量和分析常被忽略，如對(duì)于藥效評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)，往往有可能雄雌動(dòng)物的敏感性存在很大差異，而審稿者對(duì)此也經(jīng)常視而不見，這可能也是臨床前研究可重復(fù)性低的原因。希望大家在閱讀這篇文章之后，能夠?qū)π詣e考量有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)，有任何問題歡迎大家在公眾號(hào)留言！

參考文獻(xiàn)

1.  NIH to balance sex in cell and animal studies

2. Female mice liberated for inclusion inneuroscience and biomedical research

3. AlexDayton,et al. Breaking the Cycle Estrous Variation Does Not Require IncreasedSample Size in the Study of Female Rats. Hypertension.2016.Nov;68(5):1139-1144.

4. 湯宏斌.《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)》（第三版）[M]. 湖北人民出版社，2016.