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(wú)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(wú)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(guó)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
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(guó)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。
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)樾奂に厮絺€(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;
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)。
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)
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.