医学实验医学实验用小型猪用小型猪的特点及应用的特点及应用

研究生研究生

小型猪（Miniature SwineMiniature Swine）

Taxonomy• Kingdom Animalia

Phylum ChordataClass MammaliaOrder Artiodactyla

偶蹄目Family Suidae

野猪科Genus Sus

猪属Species Sus 

scrofa domesticus家猪

偶蹄目• 偶蹄目是哺乳动物中的一个目，约220种，因蹄多为双数，且第3、4趾同等发育，共同支持体重而的名。有些第2、5趾小而呈悬蹄,或缺如，第1趾退化。

• 偶蹄动物分为两大类，猪形亚目（猪、西貒tuan和河马）保留四趾，臼齿简

单，腿短。犬齿常常变大成獠牙。除

了河马以外，它们属于杂食动物，单

胃。 骆驼类和反刍类则相反，倾向于

长腿、两趾和复杂颊齿（用于对食草

的适应）和复胃。伴随复杂消化系统

的出现，它们有了反刍的行为。

不行反刍，单室胃,

齿式3.1.4.3/ 3.1.4.3

反刍动物，复胃:瘤胃,

网胃,瓣胃和皱胃. 短期

迅速吞下大量食物，安

全地带再反刍,仔细咀

嚼和消化。

齿式0.0.3.3/ 3.1.3.3

奇蹄目

• 包括草食性的大型有蹄动物。

• 第三趾特别发达，其余各趾不

发达（犀牛），或完全退化

（马）。

• 门齿上下颌均存在，适于切草;

犬齿存在或退化;臼齿齿冠

高，适于研磨草料。

• 胃的构造简单，为单室胃，盲

肠大。

小型猪发展状况

野猪经长期驯化选择培育而成。解剖学、生理学、疾病发生机制等

方面与人极其相似，在生命科学研究领域中具有重要实际应用价值。普

通家猪体躯肥大，不便于实验处理和饲养管理，遗传控制也不合实验动物要求，1980年后，培育出专门用于动物实验的小型猪和微型猪。

小型猪是珍稀猪种，原产地中国和越南，发达国家大多缺乏优质小

型猪原始资源，国外小型猪培育多采用世界各地小型猪种或野猪进行多

品种杂交选育而成。多品种作亲本，遗传基础不一，培育历史较短，目

前培育小型猪普遍体型较大，毛色类型参差不齐，遗传背景及其表型尚

待稳定。至于近交系培育则开展更少。

我国是养猪大国，培养小型猪具有得天独厚资源优势。80年代初开始，我国开始对小型猪资源进行调查和实验动物化研究。其主要品系或

资源有版纳微型猪近交系、五指山小型猪近交系、广西巴马小型猪、贵

州小型猪、甘肃蕨麻小型猪、藏猪等。

国外培育小型猪品种较多，但缺乏资源优势。 20世纪40年代，美

国就开始小型猪培育开发研究。20世纪80年代，美国、德国、日本等国

家先后培育出小型猪品系，美国小型猪品系（Minnesota Hormel、

Pitman-Moor、Essex、Hanford、Yucatan、Nebraska）、日本小型猪品

系（Oh mini Buda、Clawn mini、Huei-Jin）、德国Gottingen小型猪

等，陆续应用于生物医学研究。

国外小型猪应用广泛 小型猪作为实验动物已广泛应用于肿瘤、心

血管病、糖尿病、外科、口腔、皮肤烧伤、血液病、遗传病、营养代谢

病、新药安全性评价等生物医学研究各个方面，成为人类的“替难者”。随着动物保护运动兴起，国际动物保护组织对实验动物使用限制愈加严

格，多数经济发达国家均制定一整套较为完善实验动物管理法律法规。

“3R”原则逐渐推广，非人灵长类及犬等高等动物使用受到限制，逐渐被猪等食用动物所替代。加拿大1994年与1989年相比，在常规实验动物使用量下降25%的同时，实验用猪使用量增加了55%。

一、生物学特性

一般特性

杂食动物，食性广、食量大、消化快

，喜爱甜味；

有用吻突到处乱拱的习性，对外界温

、湿度变化敏感，

体型矮小，成年猪一般40-80 kg，微

型猪约15 kg；

无毛或有稀疏被毛，毛色白、黑、黑

白或褐色；

性情温顺，易于驯服，便于进行反复采

样和外科手术；

喜群居，嗅觉灵敏，有用吻突到处乱拱

的习性，对外界温、湿度变化敏感；

汗腺不发达，怕热；

性成熟早，寿命平均16年，最长达27年

。

母源抗体不能通过胎盘屏障，初生仔猪

体内缺少母源抗体，只能从初乳中获得

。

心血管系统、消化系统、皮肤、营养需

要，骨骼发育以及矿物质代谢等都与人

解剖生理特点：

1、齿式2（ ）=44，有发达的门齿和犬齿，齿

冠尖锐突出 ,臼齿也很发达,既便于食肉,又便于食草。

22、三月龄小猪的皮肤结构最接近于人、三月龄小猪的皮肤结构最接近于人

（见表（见表11））

猪的脏器重量近似于人猪的脏器重量近似于人

（见表（见表22））

33M

44P

11C

33I

猪的皮肤结构与人相似，包括毛发的疏密,皮肤各层厚度、具有

皮下脂肪层、表皮形态、表皮增生动力学等。

表表11：人类与三月龄小猪的皮肤结构厚度的比较（：人类与三月龄小猪的皮肤结构厚度的比较（mmmm））

皮肤结构 人 类 小 猪

皮 肤 2.0（0.5～3.0） 1.3～1.5

表 皮 0.07～0.17 0.06～0.07

真 皮 1.7～2.0 0.93～1.7

基底细胞层所处的深度

0.07 0.03～0.07

表皮和真皮厚度的比例

1 ：24 1 ：24

表表22：：猪和人的脏器重量比值猪和人的脏器重量比值

脏脏 器器 猪（猪（ 50kg 50kg ）：人（）：人（ 70kg 70kg ））

脾 脏 0.15 ： 0.21

胰 脏 0.12 ： 0.10

睾 丸 0.65 ： 0.45

眼 0.27 ： 0.43

甲 状 腺 0.618 ： 0.029

肾 上 腺 0.006 ： 0.29

其它 器官 8.3 ： 9.4

3、猪的心血管系统、消化系统、皮肤、营养需

要、骨骼发育以及矿物质代谢等都与人的情况极

其相似。如：

胃的腺体分布在整个胃壁。

冠状动脉结构和人相似．

血液生化指标和血液动力学和人相似．

4、免疫系统和人相似，猪体和人体免疫排斥反

应很弱。

5、猪的母源抗体不能通过胎盘屏障。初生猪体

内没有母源抗体，只能从初乳中获得．灵长目动

物的IgG易通过胎盘屏障，IgM、IgA和IgE则不能

。家兔IgG和IgM容易通过胎盘。猪初乳中含多的

IgG和IgA、IgM，常乳中含有多量的IgA。

6、繁殖周期短，生产力高。雌猪4-8月龄、雄猪

6-10月龄性成熟，全年多发情动物。妊娠期114

（109-120）天，每胎产仔2-10头。

– 妊娠期 109-120天

– 哺乳期 55～65天

– 性周期 16～30天

– 性成熟 ♀4～8个月

♂6～10个月

– 窝产仔数 2～10只

– 生育期 10～15年

– 寿 命 10～20年

– 心 率 55～60次/分

– 呼 吸 12～18次/分

– 体 温 38～40℃

猪的生理指标猪的生理指标

二、繁殖与饲养管理

雌猪属全年多发情动物,性周期16～30天，发情持续

时间为1～4天，排卵多在发情开始后25～35小时,适

宜配种在发情开始10～15小时。

配种1：（5～7）。

猪饲料可用混合饲料或特制固形饲料，日喂食1～2次

，日食量一般为体重的2%～3%。

生长的适宜温度18～25 ℃，湿度40%～60%，猪舍应

冬暖夏凉，每圈面积约6 ㎡

我国小型猪品系

西双版纳近交系小耳猪 云南农业大学以西双版纳小耳猪

为基础种群，经`17年、14代严格的近亲交配培育而成。两个体型大小不同的近交系，大型JB：成年体重70 kg，小型：成年体重20 kg。

五指山近交系小型猪（WZSP） 2001年，近交系已顺利19世代，近交系数高达0.983，培养成功两个体型大小不同、基因型各异的近交系和6个家系，在不同家系内又进一步分化出具有不同表型和遗传标记18个亚系，始终处于国际领先地位。由中国农科院畜牧所培养，原分布于海南岛五指山区。

广西巴马小型猪 广西大学从1987年开始，从原产地引入广西地方猪种巴马香猪，采用基础群内闭锁纯繁选育及半同胞为主近交方式进行选育，形成遗传相似性高、遗传性稳定封闭群，并达到一定程度近交。特点：遗传特性一致、稳

定，毛色以白色为主，早熟多产，耐粗饲，体型趋于微型。

贵州小型猪 又称为贵州香猪 原产云贵高原。中国农业大

学1985年引进后进行了系统实验动物化开发研究，完成组织解剖、生物学特性、微生物净化技术、实验医学应用系统研

究，组建了一个包括三个亚系实验用小型猪种。目前又建成

了一个微生物净化普通级小型猪核心群。

国外小型猪品系

1、美国毕特曼—摩尔系小型猪（Pitman-Moore strain ）

• 毕特曼一摩尔系小型猪是由毕特曼一摩尔制药公司的研究室培育而成的

小型猪。此猪以弗洛达野生的野猪为基础，与加利夫岛的猪等交配后所

得的后代培育成。毕特曼一摩尔系小型猪以毛色有各种各样斑纹者居多

。现在日本生物科学研究所也有引入繁殖的。

2、美国明尼苏达—荷曼系小型猪（Minnesota-Hormel strain）

• 明尼苏达-荷曼系小型猪，于1943年由明尼苏达大学荷曼研究所用阿拉哈

马州的古尼阿猪（Guineahog），加塔里那岛的野猪（Catalina island

）和路伊斯安娜州的毕尼乌兹野猪（Pineywoods）3种猪的基础上，再导

入加巴岛上的拉斯·爱纳-朗刹猎（Ras-n-Lansa）培育而成的小型猪，

其血缘成分分别含有上列4种的15%、19%、46%和20%。明尼苏达一荷曼系

小型猪毛色有黑白斑，成年猪体重80kg，遗传性状比较稳定，变异不大

3、美国海福特小型猪（Hanford strain ）

• 海福特系小型猪是海福特研究所作皮肤研究用的小型猪，

1975年用白色种的帕洛斯猪（Palouse）和毕特曼一摩尔系

小型猪交配改良，再导入墨西哥产的拉勃可种（Labco）育

成的小型猪。海福特系小型猪成年体重70～90kg，白皮肤

。

4、乌克坦种小型猪（Yucatan strain ）

• 美国科罗拉多大学育成，原始基础是南墨西哥的尤卡坦半

岛和美国中部的野猪。

5、高金根系小型猪（Gottingen strain）

• 高金根系小型猪是高金根大学用明尼苏达一荷曼系小型猪

与由缅甸输入的小型猪（Vietnamese）交配而成，再用白

毛色的德国改良长白种导入显性白色因子培育成的小型猪

。成年猪（24月龄）体重40～60kg。

二、小型猪在生物医学中应用

皮肤烧伤研究

猪皮肤与人非常相似，包括体表毛发疏密、表皮厚薄、表皮脂肪层、表皮形态学、增生动力学、烧伤皮肤体液和代谢保护机制等。进行实验性烧伤研究理想动物，猪皮用于烧伤后创面覆盖，比常用液体石蜡纱布效果好、愈合速度快，既能减少疼痛和感染，又无排斥现象，血管联合佳。

肿瘤研究

美洲辛克莱小型猪，80％于出生前和产后有自发性皮肤黑色素瘤。这种黑色素瘤有典型的皮肤自发性退行性变。有与人黑色素瘤病变和传播方式完全相同的变化。瘤细胞变化和临床表现很象人黑色瘤从良性到恶性的变化过程，是研究人黑色瘤的动物模型

免疫学研究

刚出生仔猪，体液内γ球蛋白和其它免疫球蛋白含量极少，其血清对抗原抗体反应非常低。无菌猪体内没有任何抗体，生活后一接触抗原，能产生极好免疫反应，可利用这些特点进行免疫学研究。

心血管病研究

小型猪冠状动脉循环在解剖学、血液动力学方面与人类相

似，幼猪和成年猪都可自然发生动脉粥样硬化，其粥样病变前期与人具有可比性，而且猪和人对高胆固醇饮食反应是一样的，猪是研究动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)。最好动物模型。

高胆固醇饲喂4月，动脉病变最严重部位到达美国心脏病学会动脉粥样硬化血管病灶分级III级水平；6个月动脉病变最严重部位达IV级；12个月，动脉病变明显加重，最严重病灶达V级。观察期未发现明显并发症，斑块未见破裂、溃疡和血栓形成等继发病变。

Atherosclerosis(AS)模型种类动物种类 疾 病 诱 发 方 法 特 征

鸽 自然发生或高膳饮食 易出现黄斑

大鼠 高膳饮食 高脂血症、肥胖易呈血栓，不易呈人后期病

变

鸡 自发硬化 病变在小动脉

兔 高膳饮食（胆固醇量大）高脂血症、肥胖易形成AS，脂质代谢与人不同

兔 非剥离性内皮损害 细胞纤维内膜增厚

猪 易产生；高脂饮食或壁损害（易手术） 极似人类病变

犬 高膳饮食

猴 高膳饮食 好发冠状动脉硬化

牙科研究

猪牙齿的解剖结构与人类相似，给予致龋菌丛和致龋食物

可产生与人类一样的龋损，是复制龋齿的良好动物模型。

器官移植

猪体和人体免疫排斥反应很弱，用猪的心脏瓣膜替代人的

心脏瓣膜治疗人心脏瓣膜疾病已经开展。“万能猪”器官或可供人体移植

“万能猪”器官或可供人体移植

中国将培育出一批基因工程猪

南京医科大学的科学家们近日宣布，他们正在克隆一种“万能猪”，2010年初夏首批猪宝宝就要出生了。它们体内导致猪器官与人血不相容的猪DNA片段已被敲除。理论上说，“万能猪”的器官移植到人身上也不会有排斥反应。这些猪能够为人体器官移植提供可用器官，以弥补供体短缺。

研究者首先要从普通猪身上取出一些体细胞，并对会引起人体免疫排斥的基因进行修饰，修饰以后再把它转到细胞中去，让这种被修饰过的基因取代掉它体内原来的基因

猪的器官需要进行基因改造以适应人体，并且在严格的卫生监控下，它们不会带菌

基因敲除猪的角膜、胰岛移植到大动物身上，均未发生排斥反应，相关研究成果先后在国际权威杂志上发表。戴一凡教授管它们叫“万能猪”。原因是“好比O型血的人可以给所有人输血一样，排斥基因被敲除掉的‘万能猪’的器官变成‘O’型器官，可以移植给任何人不发生排异。”。

把动物器官用于人体移植是生物工程的发展方向，而猪正是进行这种异体器官移植的最佳选择。

（七）糖尿病方面研究

乌克坦小型猪乌克坦小型猪，只需一次静脉注射水合阿脲（200mg/kg）可

产生急性糖尿病。

（八）外科手术方面研究

颈静脉插管可保留颈静脉插管可保留2626～～50d50d，便于频繁采血。

可在猪腹壁安装拉链可在猪腹壁安装拉链，对正常生理功能干扰不大，可保留对正常生理功能干扰不大，可保留

40d40d以上，便于进行反复手术。以上，便于进行反复手术。

其他疾病研究

猪病毒性胃肠炎可作为婴儿病毒性腹泻模型，支原体关节炎可作为人关节炎模型。双白蛋白血症只见于人和猪，更是特有的动物模型。猪还可用于进行十二指肠溃疡、胰腺炎等疾病研究。猪自发性人畜共患疾病有几十种，可作为人或其它动物疾病研究模型。

禽流感

禽流感病毒作为人流感新毒

株形成最庞大基因库，对人类

健康形成直接威胁。国际兽疫

局将禽流感定为A类传染病，并将其列入国际生物武器动物

类传染病名单。

禽流感病毒是流感病毒的一

个种类。病毒学将流感病毒分

为A、B、C三类。B类和C类流感病毒基本属人类特有，通

常较少产生变异，危害不大。

禽流感属于A类，是哺乳动物和鸟类都

会感染的病毒，A类病毒能够实现持续变

异，很容易导致大范围疫病流行。

禽流感病毒表达式中，H和N分别代表病

毒表面的两种重要的蛋白质，即血凝素（

Hemagglutinin，简称HA蛋白）和神经氨

酸酶（Neuraminidase，简称N蛋白），他

们是病毒亚型分类的依据。

H蛋白可使病毒附着在生物细胞受体， 使其感染

。N蛋白会破坏细胞受体，使病毒在宿主体内自由传

播。在A类流感病毒中，发现15种类型H蛋白和9种类

型N蛋白。

禽流感病毒基因组特点:其序列的“不连续性”。它由

8个基因节段组成，节段极易发生重配并可在不同宿

主之间发生转移。同一宿主同时遇到两种不同病毒后

，两种病毒之间可以很容易地发生基因重配，导致病

毒变异。

与人类的关系

1918年“西班牙流感”病毒则完全是禽流感病毒本身的一个变种。1918年流感病毒，是禽流感病毒传染到人体后发生变异生成。

1957年和1968年两次人群流感大流行，来自禽流感病毒节段与人流感病毒基因片段重配所致。

美国疾病控制和预防中心的病毒专家托伦斯坦培等人进

一步将“西班牙流感”病毒的８个功能基因以及从Ｈ１Ｎ１人类流感病毒中“借”来的非功能基因注入细菌中，让它们组合成完整的病毒基因组，再将病毒基因组注入人或动物的细胞

内，让其生成病毒蛋白质，这样制成了功能完整的病毒。

从动物进化的观点来看，禽流感病毒出现的时间比人

流感病毒早，因此，不少学者都认为人类流感病毒是由

禽流感病毒进化而来的。目前有学者认为，造成人间大

流行的甲型流感病毒新亚型毒株，是直接或间接由人流

感病毒与禽流感病毒基因重组演变而来的，而猪正是这

一组基因重组的主要场所。

一个重要启示，导致禽流感病毒变异成为人类易感染

病毒所需要经过基因变异过程，是可预测的。从禽流感

病毒到1918年流感病毒，只需几个非常简单基因变异步骤即可完成。已证明，人类感染的H7N7 和 H5N1病毒就发生过这些变异。

目前H5N1或H7N9亚型病毒有可能正沿着与1918年流感病毒

相似变异路径发生变异。病毒每次感染人类，甚至猪、狗

等其他哺乳动物物种都会发生一次变异，而这些变异的方

向，全都使得病毒更容易在人体内存活和繁殖。

需做大量动物实验以提前揭开变异之谜。