常见的实验动物如小鼠、大鼠、兔子、犬、猫和猴等是指经人工饲养、繁育，对其携带的微生物及寄生虫实行控制、遗传背景明确或者来源清楚，应用于科学研究、教学、生产和鉴定的动物。此外，家畜中的猪和羊、家禽中鸡和鸭，甚至是一些野生动物也会在特定的科学实验中出现。因这些动物应用范围有限，往往没有统一的遗传和微生物标准，而常被称作实验用动物。但你可能无法想象凶猛的草原霸主——狮子也曾以实验用动物的身份为人类的健康做出了重要贡献。要了解这段历史，还需从生物体所需要的微量营养成分维生素D及其缺乏所导致的佝偻病说起。

维生素D/ 佝偻病

维生素是一系列有机化合物的统称，它们一般无法由生物体自己生产，而需要通过饮食等手段获得。维生素虽不能像糖类、蛋白质及脂肪那样可以产生能量，但却对生物体的新陈代谢调节起着至关重要的作用，缺乏维生素会导致严重的健康问题。其中维生素D的主要功能是维持钙稳态。它通过提高肠道吸收膳食钙的效率来实现对钙稳态的调解。当饮食中的钙含量不足以满足人体对钙的需求时，维生素D会向破骨细胞前体发出信号，使其成熟并溶解骨骼中储存的钙，导致骨质疏松或成年人的软骨病。在儿童时期，骨骼处于快速生长时段，如果维生素D缺乏，则会导致对钙的吸收能力不足，进而引起骨发育不良，并导致佝偻病。

佝偻病是指骨骺尚未融合的生长期儿童中因长骨生长板矿化不足而出现腕部和膝部骨头增宽、弓形腿、脊柱畸形、骨折、骨痛及牙齿异常等症状的一种疾病。佝偻病最早的历史记录可追溯到古罗马时期(公元前110-130年)，17世纪中叶后佝偻病在工业化国家广泛流行，并且逐渐成为危害儿童生命的重要疾病。调查表明，18世纪欧洲开始工业化期间，燃煤产生的烟雾使天空变黑，饮食中钙、磷酸盐和维生素D含量往往不足，导致生活在北欧城市的儿童中有60%～80%患有佝偻病。但直到19世纪初，人类对佝偻病的病因却仍一无所知。然而，发生在英国伦敦动物园内挽救幼狮事件改变了这一局面，并为佝偻病研究提供了重要线索。

发现背景

1881年，英国解剖师布兰德·萨顿应伦敦病理学会要求到伦敦动物园开展动物解剖和病理分析工作。萨顿首先检查了一百只死猴子的尸体，并发现它们大多数猴子死于支气管炎，而非肺结核（肺结核被认为是当时最常见的死因）。更出乎萨顿意料的是，他发现动物园内猴子的第二大死因是软骨病，而这也是当时人类所面临的主要健康问题之一。为此，萨顿对动物园内的佝偻病猴子进行了更细致和深入的观察，并发现与人类的情况类似，不同年龄段的猴子所发的佝偻病形式不同。除了开展病理学研究外，萨顿还记录了患病猴子出现的各种症状，如活动减少和下肢瘫痪等。下肢瘫痪后，猴子会依赖它们前肢继续行走，直到因脊柱无法承受体重而弯下腰，并如同截瘫患者一样最终出现了大小便失禁和阴茎异常勃起。此后，萨顿也开始观察动物园内其它动物的佝偻病患病情况，并在1884年发表于《解剖学与生理学杂志》的一篇论文中详细描述了包括猴子、狒狒和懒熊等动物的佝偻病症状，及得出佝偻病“在圈养野生动物的幼崽中更常见”的结论。与此同时，他还对动物园内的动物生活条件与人类患者所经历的生活条件进行流行病学对比，并发现限制运动、暴露于不良空气环境和不合适的饮食以及母亲未能哺乳是佝偻病发生最可能的促成因素。

伦敦动物园当时最受游客欢迎的动物是狮子，付费观看狮子是动物园收入的主要来源。因此，狮子的健康成为动物园管理者既重视又担忧的问题。然而，当时伦敦动物园的狮子幼崽几乎无一能存活。它们天生就有腭裂，并有明显的佝偻病症状。作为动物园的科学顾问，萨顿受动物园之托将他的研究扩展到幼狮的佝偻病预防上。萨顿发现，成年狮子和幼崽通常都以老马的尸体为食，这些老马的骨头对狮子的牙齿来说太硬了。因此，他尝试给怀孕的狮子喂食山羊肉和软骨，从而解决了出生后发生腭裂的问题。此外，当他在狮子的食物中加入捣碎的骨头和鱼肝油后，发现摇摇晃晃的佝偻病幼狮很快就康复了。鉴于鱼肝油补充剂成本过高，动物园管理方最终并没有接受萨顿的饮食方案。然而，萨顿通过改变饮食成分成功逆转幼狮佝偻病的工作却为人类佝偻病的成因和治疗提供了线索。虽然这项开创性的干预试验缺少对照实验，但其重要价值不言而喻，因为这个工作鼓励了其他研究人员通过设计实验来探索营养因素在佝偻病发病和治疗中的作用。受其启发，来自英国的爱德华·梅兰比（Edward Mellanby）及其同事评估了饮食对幼犬佝偻病的作用，来自美国马里兰州巴尔的摩的埃尔默·V·麦科勒姆（Elmer V. McCollum）团队以大鼠为研究对象，发现某些脂肪（鱼肝油、黄油和牛奶）可以逆转佝偻病。他们还发现脂肪中的一种物质，在鱼肝油中的浓度远高于在黄油中的浓度，是“抗佝偻病”的关键因素。麦科勒姆最终确认这一因子是维生素D。维生素D可以在皮肤内经光照刺激，以7-脱氢胆固醇为底物来合成或通过饮食摄取。上述研究最终促成了通过在牛奶中添加经过辐照的麦角甾醇 (400 IU/L) 来控制佝偻病的发生，并在1920年后期就几乎消除了佝偻病。

虽然不同于当下通过遗传改造或其它方式诱导实验动物发生某种疾病以帮助解决人类健康问题，17世纪末动物园内自发患病的狮子在不知情的情况下帮助人类认识到了佝偻病的潜在发病原因和治疗方向，因此狮子也就成为了最早促进了人类健康进步的实验用动物之一。