實(shí)驗(yàn)用魚類福利的發(fā)展現(xiàn)狀

林金杏，高 誠，胡建華

(上海實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心，上海 201203)

魚類由于大部分體外受精、體外發(fā)育、材料易得、飼養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已經(jīng)成為毒理學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生理學(xué)、生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物［1，2］。魚類作為實(shí)驗(yàn)材料，不僅具有巨大資源優(yōu)勢，而且更利于動(dòng)物保護(hù)。較之哺乳動(dòng)物，魚類更為低等，大量使用更為人道，且是水生動(dòng)物，在水環(huán)境的監(jiān)測上有很大優(yōu)勢。過去的二十年，實(shí)驗(yàn)用魚類的發(fā)展十分迅速，使用量大幅增加，將魚類替代哺乳動(dòng)物的研究趨勢勢不可擋。提倡動(dòng)物保護(hù)與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利是目前國際總趨勢，實(shí)驗(yàn)用魚類的福利也逐漸被重視。本文將總結(jié)實(shí)驗(yàn)用魚類福利發(fā)展歷程、存在困難及解決方案。

1 實(shí)驗(yàn)用魚類福利發(fā)展概況

實(shí)驗(yàn)用魚類福利的發(fā)展經(jīng)歷了“動(dòng)物福利→實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利→水生動(dòng)物福利→實(shí)驗(yàn)用魚類福利”的過程。

1.1 動(dòng)物福利

“動(dòng)物福利”譯自animal welfare，由動(dòng)物學(xué)家休斯(Hughes BO)于1976年提出并定義“Welfare is a state of complete mental and physical health.where the animal is in harmony with its environment”［3］。動(dòng)物福利的倡導(dǎo)已近200年，現(xiàn)有100多個(gè)國家制定了相關(guān)法律法規(guī)，如英國《動(dòng)物保護(hù)法》和《善待動(dòng)物法》，美國和德國的《動(dòng)物福利法》等［4］。美國還專門增設(shè)了動(dòng)物福利部門［5］，1998年修訂了《動(dòng)物福利法》，對各類溫血?jiǎng)游锏牟僮鞴芾?、照料、處置和運(yùn)輸進(jìn)行了詳細(xì)的說明和規(guī)定［6］。除各國的法律法規(guī)外，保護(hù)動(dòng)物的組織和公約相繼出現(xiàn)，如：反虐待動(dòng)物協(xié)會(huì)、保護(hù)農(nóng)畜歐洲公約、動(dòng)物關(guān)懷與利用委員會(huì)［4，5］。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利是動(dòng)物福利在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中的應(yīng)用和延伸?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)所涉及的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物范圍也從傳統(tǒng)的嚙齒類動(dòng)物擴(kuò)大到大眾哺乳動(dòng)物、兩棲動(dòng)物、魚類、鳥類等［7］。

1.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利相關(guān)法律法規(guī)：許多國家都有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利相關(guān)法律法規(guī)，如加拿大《研究用動(dòng)物法》和《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理與使用指南》，荷蘭《動(dòng)物實(shí)驗(yàn)法》，美國《關(guān)于人道使用和飼養(yǎng)管理實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的法規(guī)》，澳大利亞《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理與使用法規(guī)》和《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物法》等［4］。早在1988年我國就頒發(fā)了《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例》，后又相繼頒布了《中華人民共和國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物國家標(biāo)準(zhǔn)》和《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證管理辦法》，2006年頒布的《關(guān)于善待實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的指導(dǎo)性意見》第一次對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利做出了明確規(guī)定［4，8］。

1.2.2 “3R”和“3H”理論：1959年英國出版的《人道主義實(shí)驗(yàn)技術(shù)原理》一書，第一次全面系統(tǒng)地提出了以 reduction(減少)、replacement(替代)、refinement(優(yōu)化)為核心的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)“3R”原則，并被全世界所接受［9］。受到動(dòng)物保護(hù)運(yùn)動(dòng)的影響，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行業(yè)內(nèi)，興起了“3R”運(yùn)動(dòng)，反映了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)由技術(shù)上的嚴(yán)格要求轉(zhuǎn)向人道主義的管理?！?R”理論的提出為解決實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利問題提供了有效的途徑和方法［10］?！?H”指 healthy(健康)、happy(快樂)、help ful(有益)，概況了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利從內(nèi)容到意義的全面含義，其宗旨是指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利研究與實(shí)現(xiàn)的根本準(zhǔn)則，正如“3R”原則指導(dǎo)著動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的開展［8］。

1.3 水生動(dòng)物福利

所謂水生動(dòng)物福利就是人類為滿足水生動(dòng)物生長及其自然習(xí)性、生理行為等所提供的必需設(shè)施、設(shè)備以及最基本需要。但水生動(dòng)物種類繁多、差異性大，既有低等無脊椎動(dòng)物，也有高等海洋哺乳動(dòng)物，這種多樣性和特異性使水生動(dòng)物福利的研究更加復(fù)雜和困難［11］。此外，水生動(dòng)物福利還關(guān)系到經(jīng)濟(jì)問題。如，我國是一個(gè)水產(chǎn)養(yǎng)殖和出口大國，近年來歐盟水生動(dòng)物福利的規(guī)定成為一種新的貿(mào)易壁壘，影響著我國水產(chǎn)品的出口［12］。

1.4 實(shí)驗(yàn)用魚類福利

魚類作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是從上世紀(jì)六七十年代Streisinger建立斑馬魚純系開始的［13］。魚類種類超過任何脊椎動(dòng)物綱動(dòng)物的數(shù)目，已知的魚類已達(dá)3萬多種，現(xiàn)已開發(fā)利用作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的魚類近100種［14］。目前，作為實(shí)驗(yàn)材料的魚類主要有斑馬魚、金魚、鯉魚、劍尾魚、青鳉、麻哈魚、虹鱒魚、鮭魚、海鱸、比目魚、鱈魚、非洲鯰魚等，其中以斑馬魚的研究尤為深入，應(yīng)用最為廣泛［1，2］?，F(xiàn)有的動(dòng)物福利立法、實(shí)踐以及科學(xué)研究主要針對畜禽，魚類作為水生實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的代表，其福利近年才被重視，處于發(fā)展早期［11］。雖然對于實(shí)驗(yàn)用魚類福利關(guān)注甚少，但不少國際或地方的法律法規(guī)把魚類管理也列入其范圍，魚類福利的立法、實(shí)踐和研究也取得越來越大的進(jìn)展［15］。世界動(dòng)物衛(wèi)生組織在2005年9月的大會(huì)上宣布，歐盟正制定一個(gè)針對養(yǎng)殖魚類的法規(guī)，魚類福利成為該年國際漁業(yè)十大關(guān)鍵詞［16］。在2009年挪威動(dòng)物實(shí)驗(yàn)“3R”共識(shí)平臺(tái)(Norecopa)的會(huì)議上，參會(huì)者生成了一份關(guān)于應(yīng)采取行動(dòng)以提高研究中魚類福利的共識(shí)聲明［17］。

2 影響實(shí)驗(yàn)用魚類福利實(shí)施的原因剖析

由于種類繁多，屬于變溫動(dòng)物，科學(xué)研究的相對較少，導(dǎo)致水生動(dòng)物(魚類為主)福利的立法、實(shí)踐和科學(xué)研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于陸生動(dòng)物，甚至被認(rèn)為尚處于“嬰兒期”［12］。綜其因素可以歸納為三點(diǎn)：

2.1 魚類種屬和生理特性

相對于哺乳動(dòng)物，魚類是脊椎動(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育比較原始的類群，是所有脊椎動(dòng)物中最具多樣性的。對魚類福利具體項(xiàng)目中涉及應(yīng)激事件，尤其離開水進(jìn)行操作的程序具有種屬特殊性和個(gè)體差異，許多魚類會(huì)經(jīng)歷生理大改變。此外，大部分魚類品種面對生態(tài)的對策就是繁殖出大量的后代以確保野外足夠的存活量，在未發(fā)育成熟時(shí)有高自然死亡率。由于這些魚類依賴于數(shù)量繁衍，因而難以將實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致的死亡和自然死亡區(qū)分開(尤其是在發(fā)育階段)［18］，故對其福利的實(shí)施帶來了困難。正因此，目前缺乏一個(gè)種屬特有的用于優(yōu)化魚類管理和使用的指導(dǎo)原則；然而不應(yīng)以此為借口而接受低于用于陸生脊椎動(dòng)物的標(biāo)準(zhǔn)［18］。

2.2 對魚類有無知覺的認(rèn)識(shí)

動(dòng)物知覺被作為福利的道德界限，一直以來人們認(rèn)為魚類是沒有知覺的，他們沒有疼痛感。也正是人們對于魚類是否屬于“有知覺的生物”的疑問，影響了對魚類福利的關(guān)注。近年來的研究顯示，能夠檢測到硬骨魚類的異常刺激和自我意識(shí)反應(yīng)，表明魚類具有同鳥類和哺乳動(dòng)物一樣的疼痛感受器，能感知疼痛和恐懼［19，20］。在哺乳動(dòng)物中，神經(jīng)通路連接各種腦結(jié)構(gòu)，具有意識(shí)和感知疼痛和恐懼［19］。從解剖學(xué)角度，部分學(xué)者認(rèn)為魚類缺乏更高皮質(zhì)中心，可以不經(jīng)歷痛苦［20］。但大量的報(bào)道表明：魚類也廣泛的存在著相互連接腦，間腦和中腦［21］。例如：斑馬魚在胚胎的第一天結(jié)束顯示身體就能自發(fā)抽動(dòng)的縱軸，在胚胎的第二天開始響應(yīng)觸摸的刺激，這是由相對較少分化的神經(jīng)元和軸突輸入兩側(cè)的神經(jīng)管的肌肉細(xì)胞而在逃生時(shí)引發(fā)特征性的吃驚反應(yīng)［22，23］。

與使用哺乳動(dòng)物的研究相比，傳統(tǒng)上更易容忍將應(yīng)激、疾病和死亡作為魚類研究的終點(diǎn)，這可能反映了社會(huì)上對魚類的普遍態(tài)度，但我們應(yīng)該改變對實(shí)驗(yàn)用魚類的認(rèn)知［24］。根據(jù)歐盟委員會(huì)的要求，歐洲食品安全局提交了關(guān)于鱒魚、歐洲鰻魚、鮭魚、金槍魚和大菱鲆等六種養(yǎng)殖魚類的養(yǎng)殖與宰殺福利報(bào)告及關(guān)于魚類福利及感知的科學(xué)報(bào)告，2009年被采用［22］。為了補(bǔ)充歐共體的指導(dǎo)原則，幫助確保魚類痛苦能夠得到有效預(yù)測并最小化，Norecopa對涉及魚類的科學(xué)程序的嚴(yán)重程度進(jìn)行了科學(xué)詳細(xì)的分類，建立了一個(gè)網(wǎng)站 (www.norecopa.no/categories)，提供更多的有關(guān)信息［18］。

2.3 實(shí)驗(yàn)用魚類標(biāo)準(zhǔn)化的缺乏

標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物最顯著的特點(diǎn)之一是遺傳背景的均一性，以其進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果具有較好重復(fù)性和反應(yīng)一致性，試驗(yàn)結(jié)果可信度高、可比性強(qiáng)［2］。魚類作為實(shí)驗(yàn)用動(dòng)物尚未實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的標(biāo)準(zhǔn)化，甚至還沒有國家或地方統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如斑馬魚已經(jīng)有近交超過 20代的品系，雖然有較高的遺傳一致性，但在生物凈化質(zhì)量控制、水環(huán)境控制、營養(yǎng)控制與應(yīng)用條件的規(guī)范性等方面與標(biāo)準(zhǔn)化哺乳類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物相比，尚有較大差距［25］。實(shí)驗(yàn)用魚類標(biāo)準(zhǔn)化的缺乏必然影響著研究過程中管理和應(yīng)用指導(dǎo)原則的制定，從而給魚類福利的執(zhí)行帶來了難度。

3 提高實(shí)驗(yàn)用魚類福利的對策

由于魚類的品種非常多，習(xí)性、行為、生活史，以及外界環(huán)境和飼養(yǎng)要求存在多樣性，不利于保障魚類福利實(shí)施的管理和使用指導(dǎo)原則的制定。同時(shí)，大多數(shù)研究是針對養(yǎng)殖策略、環(huán)境和水質(zhì)要求方面的，因而為制定更優(yōu)的魚類福利原則提供的科學(xué)信息是有限的。綜合國內(nèi)外，實(shí)驗(yàn)用魚福利和管理的實(shí)施可以歸納為以下幾個(gè)方面：

3.1 科學(xué)管理和使用水生設(shè)備，盡量降低實(shí)驗(yàn)用魚類應(yīng)激

循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)直接關(guān)系著魚類健康，因此水生設(shè)備科學(xué)的管理和使用實(shí)施魚類福利的前提［26］，應(yīng)制定詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程，維持和管理魚類和魚缸、房間以及設(shè)備的衛(wèi)生。給魚類提供優(yōu)質(zhì)的供水，魚類必須保持在有充足氧的水里水的pH應(yīng)維持穩(wěn)定的和最佳的水平。挪威科學(xué)家發(fā)明了一種實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)箱養(yǎng)殖魚類生活狀態(tài)的儀器，通過對養(yǎng)殖魚類呼吸變化，及時(shí)調(diào)整放養(yǎng)密度和改善水質(zhì)［16］。魚類的保持核心溫度的新陳代謝能力有限，不應(yīng)該遭受環(huán)境溫度的急劇改變(尤其是快速升高)［27］。產(chǎn)生噪音和振動(dòng)的機(jī)械應(yīng)該和飼養(yǎng)魚的區(qū)域隔開，以減少魚類附近的噪音，騷動(dòng)和環(huán)境污染［28］。

3.2 以“3H”理論為指導(dǎo)準(zhǔn)則，標(biāo)準(zhǔn)化飼養(yǎng)管理實(shí)驗(yàn)用魚類

魚類的福利不僅是使其免受痛苦，而且要使其處在一個(gè)健康舒適的狀態(tài)［15］。以“3H”理論為指導(dǎo)準(zhǔn)則，標(biāo)準(zhǔn)化飼養(yǎng)管理實(shí)驗(yàn)用魚類，能最大程度的提高魚類福利。飼養(yǎng)技術(shù)對于健康和福利是非常重要的，如密度、飽喂時(shí)間、飼料營養(yǎng)及大小等。少數(shù)的研究關(guān)注生產(chǎn)系統(tǒng)中魚的行為，如喂養(yǎng)行為、社會(huì)互動(dòng)和層次，這些被認(rèn)為是重要的魚類福利［31，32］。魚類在進(jìn)行繁殖時(shí)，應(yīng)使系統(tǒng)和環(huán)境條件適合母本基本行為和健康需要，改善繁殖環(huán)境，如添加適當(dāng)?shù)幕?，改善富氧環(huán)境等，但在這方面還需要進(jìn)一步研究［33］。此外，魚類的健康是其最重要的福利之一，因此健康和疾病防控是實(shí)驗(yàn)用魚類飼養(yǎng)管理中重要的工作。所有的設(shè)備應(yīng)該有魚類健康監(jiān)控程序，并關(guān)注早期診斷，起因、應(yīng)激源和機(jī)制的鑒定，以便啟動(dòng)正確的控制措施。值得注意的是，目前大量的論述報(bào)道了有關(guān)魚類的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，但轉(zhuǎn)基因魚類由于基因的改變可能在生理上和解剖上發(fā)生改變，應(yīng)當(dāng)密切的監(jiān)控［32］。轉(zhuǎn)基因魚類與可能有不同的游泳表現(xiàn)，代謝和環(huán)境要求，因此為非轉(zhuǎn)基因魚類設(shè)計(jì)的一些表格不能自動(dòng)的應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因魚類身上［33］。

3.3 以“3R”理論為基本原則，規(guī)范實(shí)驗(yàn)用魚類處理規(guī)程

作為研究人員，在進(jìn)行魚類實(shí)驗(yàn)時(shí)不應(yīng)僅僅照搬陸生實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的有關(guān)程序，而應(yīng)考慮魚類的生理特性，確保充分執(zhí)行“3R“，提高實(shí)驗(yàn)用魚類福利。

3.3.1 捕抓、運(yùn)輸和隔離：捕抓和運(yùn)輸魚類時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保最低發(fā)病率和死亡率。凡引進(jìn)魚類是由水族館或采集源頭供應(yīng)的，應(yīng)該咨詢魚類的健康狀態(tài)和遺傳背景，防止意外引入外來的疾病。在運(yùn)輸之后和進(jìn)行試驗(yàn)之前，應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，并隔離一段時(shí)間以確保魚類的健康。同時(shí)，隔離區(qū)域應(yīng)該警覺的監(jiān)控魚類并保持好的記錄，以監(jiān)測和反映被檢魚類的健康問題。

3.3.2 實(shí)驗(yàn)中魚類的處理規(guī)定：處理魚類的工作人員應(yīng)該經(jīng)過培訓(xùn)，確保有足夠的專業(yè)知識(shí)在魚類管理過程中減少魚類的損傷和死亡。在處理魚類之前必須禁食，實(shí)驗(yàn)應(yīng)在魚自然生活的溫度、水、氧氣及離子水平范圍內(nèi)進(jìn)行操作，并應(yīng)減少對粘膜-皮膚屏障的損傷；對魚在水外進(jìn)行的操作要輕柔，若需離開水面，一般不超過30秒［18］。

3.3.3 實(shí)驗(yàn)用魚的麻醉和外科手術(shù)：外科手術(shù)前必須對魚類進(jìn)行麻醉，并遵循以下幾點(diǎn)原則：①在可能會(huì)出現(xiàn)毒性刺激及預(yù)期會(huì)對魚類產(chǎn)生創(chuàng)傷的操作時(shí)應(yīng)采取麻醉；②麻醉用水應(yīng)和魚缸內(nèi)的水一樣，以減少由于溫度、pH值和電解質(zhì)等不同而引起的應(yīng)激；③在長時(shí)間的外科手術(shù)時(shí)，應(yīng)保持高質(zhì)量的水質(zhì)，使細(xì)菌和有機(jī)負(fù)荷保持最低；④麻醉劑的選擇應(yīng)依據(jù)實(shí)驗(yàn)用魚已知的能力，并先用少量的魚類樣品對麻醉劑進(jìn)行預(yù)試。實(shí)驗(yàn)用魚類可以用MS-222麻醉劑或苯佐卡因溶液浸泡麻醉，在麻醉期間應(yīng)減少捕抓［7］。外科手術(shù)的位置應(yīng)盡量減少組織損傷和傷口污染，使用結(jié)實(shí)惰性不吸水的單纖維縫合材料和無創(chuàng)傷針。同時(shí)，應(yīng)注意無菌和消毒的使用，以減少傷口污染和增加愈合應(yīng)答。

3.3.4 實(shí)驗(yàn)后魚類的處理：實(shí)驗(yàn)后魚類的處理主要有食用、安樂死或放回水生設(shè)備繼續(xù)飼養(yǎng)。用作食物的魚類和遭受鎮(zhèn)定劑和麻醉劑的魚類在宰殺之前應(yīng)該有停藥期。當(dāng)要處死魚類的時(shí)候經(jīng)常采用安樂死物理方法。放回水生設(shè)備繼續(xù)飼養(yǎng)的魚類應(yīng)該對其進(jìn)行健康評價(jià)。

3.4 實(shí)行實(shí)驗(yàn)用魚類標(biāo)準(zhǔn)化，推行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)

魚類所呈現(xiàn)出的生物多樣性和我們對其福利要求的有限了解，使得許多與魚類福利相關(guān)的規(guī)定、管理和應(yīng)用的指導(dǎo)原則等制定無疑變得很困難。但我們?nèi)匀缓粲醣M快給出臺(tái)實(shí)驗(yàn)用魚類標(biāo)準(zhǔn)化，制定相關(guān)指導(dǎo)原則和法規(guī)，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)用魚類福利的實(shí)施。是否能充分執(zhí)行3R確保實(shí)驗(yàn)用魚的福利，不僅僅取決于管理機(jī)構(gòu)和動(dòng)物福利監(jiān)管部門，關(guān)鍵在于使用實(shí)驗(yàn)用魚類的科學(xué)研究人員。

4 小結(jié)

目前，關(guān)于實(shí)驗(yàn)用魚類福利在國際、國內(nèi)均沒有統(tǒng)一的定義，相對于其他動(dòng)物福利而言，實(shí)驗(yàn)用魚類福利的立法、研究和行動(dòng)，仍處于起步階段。隨著對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利的重視，實(shí)驗(yàn)用魚類福利已得到相關(guān)管理機(jī)構(gòu)、研究人員及動(dòng)物福利監(jiān)管官員的關(guān)注，正逐漸發(fā)展完善。

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