“没有对活动物进行试验和观察，人们就无法认识有机界的各种规律，这是无可争辩的。”
动物实验——科学进步的基石
世界上最早有文字记载的动物实验可追溯到公元前4～3世纪，亚里斯多德（Aristotle，公元前384～前322 ）首先使用解剖的技术。埃拉西斯特拉塔（Erasistratus，公元前304～前258）在猪体内确定了气管是吐纳空气的通道，而肺则是呼吸空气的器官。被认为是进行活体动物解剖的创始人。
盖伦（Galen 公元130～200）对猪、猴等多种动物进行了解剖检查，他总结了前人做过的若干实验，研究动物活体损伤、毁坏或切除某一器官后产生的后果，以推断器官的功能。他提出，不依据实验而无的放矢的论断，无助于科学进步。
在盖伦之后的若干世纪，实验工作受到攻击。尽管使用死亡的动物和人体进行解剖，也被当时的教会统治当局所禁止，他们阻止人们获得有关自然世界的知识。
直至16世纪初，科学意识才再度觉醒。韦萨留斯（Andreas Vesalis，1514～1564）利用犬和猪进行了公开的解剖学的示范教学。这种活体解剖实验使解剖学和生理学发展产生了一系列的飞跃。
17世纪，英国医生哈维(William Harver，1578～1657)采用狗、蛙、蛇、鱼和其他动物进行了一系列的动物实验，根据大量的实验研究结果，发现了血液循环，并阐明了心脏在此过程中的作用。指出血液受心脏推动，沿动脉流向全身各部， 再沿静脉返回心脏。1628年发表《动物心血运动的解剖研究》，1651 年发表了《论动物的生殖》。这些成就对于生理学和胚胎学的发展起了很大的作用。恩格斯对哈维的发现给予了高度的评价。他曾说：“由于哈维发现血液循环，而把生理确定为一门科学。”
巴斯德(Louis Pasture，1822～1895)是著名的法国微生物学家、化学家和近代微生物学的奠基人。他在病原微生物方面的研究，奠定了医学微生物的基础。他在研究炭疽病的过程中，从埋葬死于炭疽病的羊的尸体周围的土壤中分离到了这种病原菌，并接种到豚鼠,豚鼠得了这种病。晚年在鸟和家兔上进行狂犬病疫苗的研究， 对狂犬病免疫作出了很大的贡献。成为人类制备各种防疫疫苗的开端。
俄国生理学家巴甫洛夫(Иван Петровчн Павлов,1849～1936)，一生中作了大量的动物实验。在心脏生理、消化生理和高级神经活动三个方面作出了重大的贡献。早年发现温血动物心脏有特殊的营养性神经，能使心跳增强或减弱。 在消化腺的研究中，他在狗身上创造了许多外科手术，改进了实验方法，以慢性实验代替了急性实验，从而能够长期观察整体动物的正常生理过程，在研究消化生理的过程中， 提出了条件反射的概念。1904年获得诺贝尔生理和医学奖。 由于他的研究不断地使用狗做实验，因此，他的许多著作都是用狗来命名的。他对动物实验给予高度的评价，他说:“没有对活动物进行试验和观察，人们就无法认识有机界的各种规律，这是无可争辩的。”
动物模型作为人类疾病研究的支点——以一种历史的眼光
人们为了了解一种复杂的现象往往需要将该复杂的现象转化为可研究的模型。对动物模型的分类依照目的的不同可以分为许多种，如按研究对象的生理或病理特征可分为健康动物模型与疾病动物模型。前者是以正常动物为对象，以探明动物体内一切正常生理过程为目标的一类动物模型。这包括遗传学家惯用的模式动物如果蝇、线虫、斑马鱼、线虫等及一切标准化的模型实验动物或泛称并归入“模型生物”者。人类疾病动物模型则是以自然患染疾病的动物为对象或应用模型动物或模式动物以人引致其发病而建立的模型，是当前研制较多、实用领域较广的一大类动物模型。
或者按照特定生命体征的达成办法可将人类疾病动物模型分为自发性和诱发性。自发性动物模型将发育异常或缺陷向表现病态的动物直接用做疾病模型，指实验动物未经任何处理，在自然条件下动物自然发生，或由于基因突变的异常表现，通过育种保留下来的动物模型，其中主要包括近交系的肿瘤疾病模型和突变系大遗传疾疾病模型。实验性动物模型又称诱发性动物模型，是指研究者通过使用物理的、化学的、生物的和复合的致病因素作用于动物，造成动物组织、器官或全身一定的损害，出现某些类似人类疾病时的功能、代谢或形态结构方面的疾病。
人类疾病动物模型依照最终的研究实用目的则可分为以下几类：
研究人类疾病的病因病机、发展规律 例如俄国科学家采用喂饲料牛奶加鸡蛋黄的方法制作动脉粥样硬化模型，证实了该病的发生与脂肪饮食有关。其后陆续有学者用血管内皮损伤、血液动力学变化、血液黏度改变、高密度脂蛋白受体缺陷等方法制作使人们对动脉粥样硬化的发生发展机理有了更加深入细致的认识。
检验、比较各种治法的疗效 由于排除了临床许多人为因素的干扰，故能更客观地反映出各种疗法的真实效果。如在血管外科研究中，用狗做模型观察比较真丝人造血管与人造纤维血管的效果，发现前者与新生血管内膜和外膜问黏合较紧，故能达到持久的疗效，为数以百计的患者解除了病痛。探求新的治疗手段，研制开发新药新的方法运用到人类身体之前，需用动物实验验证其作用机理及可靠性等问题。
研究药物体内过程及作用机理，指导安全用药 利用动物模型可以研究药物吸收、分布、代谢及排泄规律以及药物对细胞、组织、器官等的影响。由于药物起效与其吸收、分布有关，作用中止与其存体内的消除有关，所以了解药物在血液或作用部位的浓度随时间而变化的规律，有利于选择和调整剂量，为确定给药方案提供依据。例如磺胺嘧啶每日给药两次，既能维持有效浓度，又不致发生蓄积中毒经乳汁排泄的药物应慎用，以防对后代有不良影响；能透过胎盘屏障引起畸形的药物孕期应忌用。
应该指出的是，所谓动物模型的分类仅是事后的回顾，在现代生物医学研究的初始阶段由于对疾病和动物特征认识的缺乏，往往这种界定是模糊的。这个时期的动物模型往往是自发的，人们研究的思路通常是将动物与人的正常生命现象进行类比，该时期主要集中于对基本生命现象的研究，建模也较为简单。
随着医学和相关学科的发展，我们大约可以在1930年前后标注一个时间点，在此之后的医学研究已经深入到亚细胞状态，一些新概念如呼吸链、乙酰胆碱、神经递质等等在此阶段被提出。动物在研究中的主要职责是作为人类的替代者，这种替代从一开始的细胞或组织到后来的染色体和蛋白的研究。人们的研究水平已经有了极大的提高，已经有目的地排除一些无关干扰。这个阶段也是实验动物开始“产业化”的开端。
随着沃森和克里克DNA结构的提出，生命医学的研究已经跨入到新的阶段。1982年第一只转基因小鼠的诞生是一个里程碑。在随后至今的30年里，随着制药公司和生物研究机构的不断努力，药物研究和疾病病理研究才成为今天这个样子。分子生物学至今仍然是整个生命科学的领头羊。
动物模型作为人类疾病研究的工程学本质
为人类特定的身体状况而对动物进行的建模一直都不是简单的问题。在工程学上人们一方面希望动物模型能具有可控性、可推广性和稳定性及经济性并能够解答问题，另一方面不排除出现新发现的可能。
尽管动物模型的建立是具有——至少在程度上是特定性的，探讨其中的科学意义往往需要让位于特定的应用环境。当我们试图分析已有的建模工作时相信一定会理解本节的题目，首先，建模的过程从其本质来说是用以提供最大化了解（已知）来推知最小化未知的过程；其次动物疾病建模过程基本符合工程学的原理和原则；再次一些工程学概念如标准化、模块化等概念正逐渐进入生物医学研究人员的思维。医学历史作为技术发展史的表象在人们利用何种测量系统以及解决何种问题时体现得尤为明显。在这二者不断发展的同时发生变化的不仅是研究对象的数量和精度，更重要的是人们不断习得的思维——一种正确回答正确提问的能力。
如果按照工程学理论动物模型的定义应该是这样：一大类各种大小动物活体模型，由医学(包括兽医学)科学技术领域中的研究者以动物个体为单元，从其整体出发，把它和它的疾病首先是那些同人类疾病近似的疾病作为研究对象、材料、衡器或工具，予以观察、选育、研制、复制、实验、测试与比较，首先是同对应的人类疾病相比较，据以认识异常的在体生命现象，并且探明我们对它可能施加的影响(如治疗)。
这里要注意：首先，动物模型是一只只动物的集合。一只动物就不是它的一个器官、一片组织、一个细胞、一滴血或一条DNA双链。研制或应用动物模型是一大类动物整体水平上的科技工作，而不是细胞水平、亚细胞水平、分子水平乃至量子水平的，动物解裂式或局部孤立式的探索，虽然它要利用、综合、还原并检验亚整体水平工作的一切分析研究之成果。正是这种研究主题上的动物整体观，使研究成果可能直接有助于医学临床的诊治实践，因为一个人或一头家畜本是一个整体。我们应当理解，动物疾病模型本身并不回答任何医学问题，它的最终目的是提出一种“测量系统”，借此系统可以回答具体的科学问题。
其次，人类疾病动物建模应当遵循建模的一般原则。模型总是具有规范性、程式性、示范性或代表性，并具备确定性、可重复性、技术性、效用性。这实际上代表了动物模型研究的两个方向：一方面人们希望解决新的问题；另一方面人们希望该回答是可推广有意义的。不可否认的是人们往往忽略了对疾病的认识，而疾病总是针对一个动物接体如一个人的或一头家畜或一只宠物犬的整体而言的。对细胞、染色体、基因或DNA链而言，只能称之为异常，易位、缺失、突变或断裂，不能称之为“患病”。医学自古就是以通过临床诊治过程，使患染疾病的人(或动物)恢复到健康状态为主旨的。也就是说工艺问题并不仅是某个零件损坏或是机器的停止工作，还包括完成最后结果的障碍，即工程所谓“流程问题”。
（作者：李秋实）