基因修飾小鼠飼養(yǎng)管理及使用過程中問題探討

田 楓，任 波，張云鳳，馬利偉，鄭振輝

(1.北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實驗動物科學(xué)部，北京 100191；2.北京大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)系，北京 100191)

進入二十一世紀(jì)以來，國內(nèi)越來越多的研究人員開始應(yīng)用基因修飾小鼠進行各種科學(xué)研究，如研究疾病的發(fā)生機制、研究基因的表達與調(diào)控、研究藥物的作用機制等。然而隨著基因修飾小鼠的廣泛使用，在飼養(yǎng)管理中必然會遇到一些新情況，這些新情況、新問題對于實驗動物從業(yè)者和管理者而言也是一個嶄新的課題。本文以北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實驗動物科學(xué)部清潔級動物實驗設(shè)施中飼養(yǎng)的基因修飾小鼠為對象，著重探討在管理和使用中出現(xiàn)的問題，并加以分析，為建立基因修飾小鼠的管理規(guī)范奠定基礎(chǔ)。

1 飼養(yǎng)在清潔級動物實驗設(shè)施中基因修飾小鼠的概況

基因修飾小鼠包括轉(zhuǎn)基因小鼠、基因敲除小鼠和基因敲入小鼠。根據(jù)我們記錄的清潔級動物實驗申請統(tǒng)計，截止到目前，在清潔級動物實驗設(shè)施中飼養(yǎng)的基因修飾小鼠達100多個大類，涉及的實驗單位為80多個。這些小鼠大都是2004年以后，從不同的實驗動物設(shè)施中陸續(xù)引入的。而且近一、二年來，引入的基因修飾小鼠呈逐漸增加的趨勢。

2 基因修飾小鼠在飼養(yǎng)管理和使用中存在的問題

2.1 來源的復(fù)雜性與質(zhì)量控制問題

對于從國外引進的動物，我們制定了一整套完整的操作規(guī)程[1]，實驗人員須嚴(yán)格按照進口程序完成。對于從國內(nèi)其他實驗動物設(shè)施中引進基因修飾小鼠，我們亦制定了相應(yīng)的執(zhí)行辦法。實驗人員須先提出申請，進入清潔級動物實驗設(shè)施之前須提供近三個月的將引進的品系小鼠或與該小鼠處于相同飼養(yǎng)環(huán)境的小鼠的動物質(zhì)量檢測報告。動物質(zhì)量檢測應(yīng)按照實驗動物國家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于清潔級嚙齒類動物的檢測標(biāo)準(zhǔn)進行，包括細(xì)菌、病毒和寄生蟲的檢測，并且要求檢測結(jié)果需符合國家標(biāo)準(zhǔn)[2]。

清潔級動物實驗設(shè)施承擔(dān)著醫(yī)學(xué)部及各大附屬醫(yī)院的大、小鼠動物實驗，涉及的研究范圍、研究領(lǐng)域非常廣泛?？蒲腥藛T使用的基因修飾小鼠來源也是多途徑、多渠道的，總結(jié)起來主要有以下五個來源。

2.1.1 國外實驗動物設(shè)施中引進

從國外實驗動物設(shè)施中引進的小鼠主要來自于杰克遜實驗室(The Jackson Laboratory) 和查士利華實驗室(Charles River Laboratory)。The Jackson Laboratory作為全球小鼠模型資源中心，保有3，000多個品系，并向全世界科研機構(gòu)提供。Charles River Laboratory是世界上最大的實驗大、小鼠商品化生產(chǎn)銷售公司。從這兩大公司引進的小鼠質(zhì)量比較有保障。

2.1.2 國外某大學(xué)或研究機構(gòu)的動物實驗設(shè)施中引進

有的研究者與國外的某些大學(xué)或研究機構(gòu)科研人員合作，常常通過科研贈送的形式，將國外的基因修飾小鼠引進國內(nèi)。

2.1.3 國家遺傳工程小鼠資源庫中購進

國家遺傳工程小鼠資源庫位于南京大學(xué)，也是目前國內(nèi)基因修飾小鼠的主要來源。

2.1.4 國內(nèi)某研究機構(gòu)動物實驗設(shè)施中引進

國內(nèi)某些研究機構(gòu)也保有一些基因修飾小鼠。實驗人員將在其他科研院所實驗動物設(shè)施中飼養(yǎng)的小鼠引進到我們的設(shè)施中進行飼養(yǎng)繁殖。

2.1.5 國內(nèi)制作基因修飾小鼠的公司或科研機構(gòu)引進

對于國內(nèi)外還沒有的基因修飾小鼠，研究人員委托國內(nèi)的專門制作基因修飾小鼠的公司或科研機構(gòu)制作目標(biāo)品系的小鼠，以供實驗所用。在相應(yīng)的公司或科研機構(gòu)制作成功后，引進到我們的設(shè)施中進行飼養(yǎng)繁育及實驗。

盡管我們制定了相應(yīng)的規(guī)章制度，也是嚴(yán)格的按照制度執(zhí)行，但是由于動物來自于多個設(shè)施，各個設(shè)施管理水平不均，而且運輸過程中存在不可控因素和不確定性，都會影響到引入到我們設(shè)施中動物的質(zhì)量。

2.2 長期保種繁育中的問題

無論從國外引進還是從國內(nèi)引進的基因修飾小鼠，引進的數(shù)量都相對有限，一般為2-3對。首先需進行交配、繁殖擴大種群，待種群數(shù)量足夠時，研究人員方開始實驗，種群數(shù)量長期保持在一定的數(shù)量才能保證實驗所需。通常而言，引進的小鼠涉及實驗都是一個長期的、連續(xù)的研究工作，不會在幾個月以內(nèi)就結(jié)束，短則一、二年、長則幾年以上，由于研究工作的連續(xù)性導(dǎo)致不太可能采用胚胎冷凍的方法保種。同時在繁育過程中，基因修飾小鼠不同于正常的小鼠，往往需要進行監(jiān)測，以確?；蛐揎椀恼_性。

問題在于動物實驗設(shè)施不同于實驗動物生產(chǎn)設(shè)施，人員流動性大，設(shè)施中所進行的實驗各種各樣，會給長期繁育動物造成不良影響。建議在可能的情況下，當(dāng)種群擴大到一定數(shù)量時，通過剖腹凈化，進入實驗動物生產(chǎn)設(shè)施中保種、繁育，在生產(chǎn)設(shè)施中保種、繁育的動物可確保質(zhì)量。當(dāng)實驗人員需要時再從生產(chǎn)設(shè)施中取出到動物實驗設(shè)施中進行實驗。但是這樣的做法可能加重了生產(chǎn)設(shè)施的負(fù)擔(dān)及實驗人員的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，也可能會給實驗操作帶來不便。

2.3 飼養(yǎng)繁育中飼養(yǎng)人員水平問題

基因修飾小鼠的廣泛使用，給飼養(yǎng)管理人員提出了新要求。由于基因修飾小鼠的特性，在繁育過程可能繁殖力比較低，需要飼養(yǎng)管理人員配合實驗人員選好種、育好種；也可能動物出現(xiàn)的某些病理變化正是基因修飾后小鼠特有的變化，需要飼養(yǎng)管理人員認(rèn)真觀察動物狀態(tài)，認(rèn)真記錄，及時反饋給實驗者?；蛐揎椥∈蟮钠废得Q一般比較復(fù)雜，需要飼養(yǎng)管理人員具備一定的英文基礎(chǔ)，在記錄繁育卡片時確保品系名稱的正確性，因為一個字母或符號的錯誤可能就會混淆了小鼠的品系，給科研工作帶來損失。從現(xiàn)在情況來看，在未來的研究中小鼠模型將大多是多基因修飾的小鼠模型，可能是雙基因敲除小鼠、三基因敲除小鼠或轉(zhuǎn)基因小鼠與基因敲除小鼠交配的模型等。因此與傳統(tǒng)繁育小鼠相比，繁育基因修飾小鼠的工作對飼養(yǎng)人員提出了更高的要求，要求具備相應(yīng)的專業(yè)背景知識和專業(yè)的技能，飼養(yǎng)管理人員需緊跟科研發(fā)展的步伐。

但事實卻是由于飼養(yǎng)管理工作的性質(zhì)，行業(yè)內(nèi)飼養(yǎng)人員的整體素質(zhì)偏低是不可回避的事實。今后將吸納更多的具有相關(guān)背景知識的人員從事動物實驗服務(wù)工作，從軟件上提高基因修飾動物的管理水平。同時加強對現(xiàn)有從業(yè)人員的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，使之不斷適應(yīng)新形勢的需要。

2.4 使用基因修飾小鼠過程中實驗人員的問題

對于進入清潔級動物實驗設(shè)施的實驗人員我們要求必須經(jīng)過實驗動物從業(yè)人員上崗培訓(xùn)并通過考試，獲得北京實驗動物行業(yè)協(xié)會頒發(fā)的《北京市實驗動物從業(yè)人員崗位證書》。在開始實驗前還要簽署清潔級動物實驗知情同意書，內(nèi)容包括動物實驗執(zhí)行程序、實驗人員須知、動物實驗室管理規(guī)定等。

實驗人員大都是醫(yī)學(xué)部及各大附屬醫(yī)院的研究生，雖然使用基因修飾小鼠的實驗課題是連續(xù)性的，但是人員流動性比較大，盡管有的研究生具備崗位證書，但剛開始動物實驗時對實驗動物的知識掌握比較有限，技術(shù)操作也不甚熟練，這也會直接影響到基因修飾小鼠的管理，但當(dāng)他們熟練掌握了相關(guān)的技術(shù)之后，他們的實驗工作可能已經(jīng)結(jié)束，新的研究生繼續(xù)他們的課題研究。同樣新的研究生也面臨這樣的一個過程，從陌生到熟悉到離開。在高校這個特殊的實驗動物領(lǐng)域，如何使研究人員盡快進入動物實驗角色需要多方面加以努力。

3 小結(jié)

綜上所述，基因修飾小鼠在飼養(yǎng)管理及使用中出現(xiàn)的問題，是生命科學(xué)研究中不可避免的，希望引起實驗動物管理者的足夠重視，能夠建立起完善的關(guān)于基因修飾動物的管理規(guī)范，為科研工作奠定良好的基礎(chǔ)，推動生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 田楓，康愛君，鄭振輝，等. 疾病小鼠模型的引進及其繁育保種實踐[J]. 中國比較醫(yī)學(xué)雜志，2012，22(9)：84-86.

[2] 李根平，邵軍石，李學(xué)勇. 實驗動物管理與使用手冊[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2010.