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日本實驗動物研究中心概況

黃坤正

  在談論並介紹日本實驗動物研究中心概況之前,讓我們好好思索實驗動物與包括醫學在內的生命科學的關係。「實驗動物」這個名詞對國內從事醫學與生命科學的研究人員來說,或許還是個相當陌生而新鮮的名詞。大多數的人對實驗動物這門科學的認識亦不深。但是當今在世界上醫藥發達的先進國家,從事包括醫學在內的生命科學的研究人員,都相信且承認實驗動物對整個世界醫藥發展的重大貢獻。

  觀看涵括醫學在內的生命科學研究發展的歷史,很多重要的研究成果,皆得自利用實驗動物的研究實驗。自西元1901年以來,有48個諾貝爾醫學獎與使用實驗動物所做的研究有關。近年來實驗動物在醫藥、生物科技方面之發展,及免疫學、癌症、基因工程,甚至種種其他難治疾病的研究上,都扮演著非常重要的角色。尤其是最近數年,應用遺傳工程的理論與基因轉植等等的技術,開發出來的多種疾病模式動物,更提供了醫學研究者深入研究探討疾病根源,發病機序及藥物療效等最佳研究材料。

  隨著科學的進步及生命科學研究水準的提高,對供研究用實驗動物品質的要求也越來越嚴。尤其有關醫學及生命科學的研究,若沒有較高品質的實驗動物,很難得到齊一而準確的研究結果,要獲得實驗結果的再顯性(重現性)更為不易。因此對高品質實驗動物的需求,及完善的動物實驗環境與硬體軟體的設備,已成為生命科學研究共同的趨勢及研究者共同的願望。

  自1970年代初期,從事醫學研究及新藥的開發,有感於提升實驗動物品質及設置完善的動物實驗環境與設備的重要,先進國家的各大學醫院、醫學中心及醫學藥學的相關研究機構,甚至各規模較大的藥廠,都先後設立了設備完善的實驗動物中心,提供醫學研究的動物實驗使用。

  以往談到科技,醫學與藥學,幾乎都是歐美先進國家的天下,亞洲各國難得佔有一席之地。第二次世界大戰後的日本,雖國力的復興重建較慢,近代科技及醫藥發展之起步較晚,由於其科技基礎紮實,政府推動科技發展的方針正確。自1960年後,在世界的科技與醫藥界,以一匹黑馬的姿態出現,漸活躍於國際科技舞台。到1970年代後期,日本在科技與醫藥開發上之進步發達,不僅在亞洲,在整個世界,都已令人刮目相看。

  如今日本醫藥方面之進步發達已是眾所週知的事實。無論是臨床與基礎的醫學研究,或是製藥工業的發展,皆可與歐美先進國家並駕齊驅,毫無遜色。日本的醫藥及生物科技之所以能如此發達,主要在於其全國各大學中,有多所高水準的教學與研究並重的醫藥學院及公私立醫藥研究機構,在良好的醫學教育制度下,紮實的培育訓練出眾多程度良好的從事醫學研究的人材。

  日本全國醫學院,為了落實教學與研究並重的教育理念與政策,所有的醫學院在設立時,除了設有基礎與臨床各科系及研究所之外,同時設有相當完備的教學醫院,供臨床教學與實習,及實驗動物研究設施(即實驗動物中心),提供師生做研究用之實驗動物及動物實驗相關的軟、硬體設備。

  日本政府文部省(即教育部)的醫學教育政策中規定,無論公私立大學若要設立醫學院,必須同時設置附屬的教學醫院與實驗動物研究設施(即實驗動物研究中心)。如果一個新設的醫學院只設置附屬的教學醫院,而沒有同時設置實驗動物研究設施,原則上日本的教育部不會批准該新醫學院的申請設立的案件。由此可知實驗動物研究設施在日本全國各公私立大學醫學院中所佔地位之高及份量之重。也因此日本所有各大學醫學院的實驗動物研究設施都頗具規模,幾乎都是一整棟佔地頗廣,完全獨立的四至八層不等的大樓建築。少有像台灣(目前國內)只有單層樓房或象徵性的屈屈數間房舍的實驗動物研究中心。

  實驗動物研究設施在日本的各大學醫學院中的地位及分量既然如此重要,各醫學院在主管其實驗動物研究設施人選上的資格限制也相當嚴謹。日本各公私立大學醫學院的實驗動物研究設施的主持人(主任),原則上一定要生物或畜牧、獸醫等相關科系畢業,具有博士學位,且有獨立研究能力的副教授或教授來主持整個實驗動物研究設施的營運,並擔任醫學院各科系有關實驗動物及動物實驗的教學與指導,同時從事實驗動物的基礎與應用方面的研究。

  除了各公私立大學醫學院都必需擁有實驗動物研究設施外,日本的各公私立的醫藥研究機構及規模大的製藥公司,都有類似各大學醫學院的實驗動物研究設施,且其設備之完善,規模之大並不亞於各大學醫學院的實驗動物研究設施。其主持人的資格限制也同樣嚴謹,除非生物、畜牧、獸醫等相關科系畢業,具有博士學位,且具有相當於大學教授或副教授水準的獨立研究能力者,不可能擔任該實驗動物研究設施的主任職務。

  更難能可貴的是日本各公私立大學醫學院的實驗動物研究設施,除負責所有進行動物實驗之動物代養服務,提供動物實驗的硬、軟體設備及技術指導與實驗動物課程之教學外,各個實驗動物研究設施的專職人員與其主任皆共同進行實驗動物相關的基礎與應用方面的研究工作。包括公私立醫藥研究機構在內的日本各個實驗動物研究設施,都各自有其獨特的研究課題與方向。這也是為什麼日本全國的實驗動物學會與實驗動物科學能如此蓬勃發展的主要因素。一年一度的日本全國實驗動物學會年會,會期四至五天中,平均有250篇左右有關實驗動物的研究論文發表。

  日本各大學醫學院的實驗動物研究設施,隨著使用者(包括教授等的研究人員)研究內容及目的之需要,都各自擁有規模大小不等的實驗動物繁殖區(Reproductive area),在其繁殖區內,只生產一些特殊品系及特定的疾病模式動物的大小鼠,供應各自大學醫學院或研究機構的研究人員做較特殊的研究實驗使用。一般常用且用量較多的大、小鼠品系,無論是純品系(inbred strain)諸如Fischer344,LEW,Long-Evans等大鼠,C3H/Hen,BALB/C,C57BL/6N,DBA等小鼠,及雜品系(outbred strain)Wistar,SD ( Sprague Dawley ),Donryu等大鼠,及ICR,ddy等小鼠,都由分布在日本全國的大小規模的實驗動物生產公司,企業化的大量生產供應各大學醫學院,公私立研究機構及大藥廠的實驗動物研究設施使用。

  在日本較具規模的實驗動物研究設施,除了在其各自的繁殖區內繁殖生產特定研究用的較稀有品系之大、小鼠及疾病模式動物,供自己研究人員使用外,還設有一般常見的實驗動物,諸如大、小鼠、天竺鼠、倉鼠、兔、犬、豬、貓、猴、羊等之實驗區室及代養區室,及較特殊的鳥類(包括雞、鴨、鴿、鵪鶉等)、兩棲類(蛙等)、魚類、甚至蠶等無脊椎動物,衛生昆蟲(蚊、蠅)等的實驗區及代養區室。此外使用Isotope做動物實驗,及使用病原微生物做動物實驗又另設有個別專用的實驗區及代養區室,以嚴防放射性物質及病原微生物的擴散,造成周遭環境的污染。

  無論是各大學醫學院或公私立醫藥研究機構,只要做動物實驗,都一定全部集中在各自的實驗動物研究設施內實施,絕對沒有一般實驗室又兼做動物實驗室或動物代養室使用的情形。原則上實驗用的動物不可飼養在自己專屬的一般實驗室,因此日本的實驗動物研究設施,一般而言都頗具規模,各項動物實驗用設備也都相當完善。

  日本全國公私立大學醫學院之實驗動物研究設施還共同組織了一個「公私立大學實驗動物設施協議會」。各大學實驗動物研究設施經常藉著此協議會彼此連絡,並交換實驗動物相關資訊,研究心得及營運管理上所發生的問題,且常彼此協助,共謀解決之道。

  筆者在日本及美國使用實驗動物從事基礎醫學研究工作多年,如今簡要的將鄰國日本實驗動物研究設施(中心)的概況做一介紹,或許可以做本校或醫學院發展生物科技及基因醫藥尖端研究時籌設或改善實驗動物中心之參考。

  反觀目前國內公私立大學醫學院及醫藥研究機構的實驗動物中心,深覺遺憾的是真正上軌道的實驗動物中心不多,在規模及營運管理上夠水準的實驗動物中心更是少見。希望關心我國醫藥及生命科學發展的醫藥及生物科技界的前輩們,能於明瞭日本實驗動物研究中心概況及日本醫藥界對實驗動物這門科學的重視後,也能重新認識實驗動物這門科學的重要,共同來關心重視並積極推動國內實驗動物的發展,進而對國內醫藥研究,製藥工業及生物科技的發展做出貢獻。