實(shí)驗(yàn)動物福利的探討及改善

(蘇州大學(xué) 劍橋-蘇大基因組資源中心,江蘇 蘇州 215200)

0 引言

小鼠由于其物種特性導(dǎo)致容易受外界環(huán)境刺激而產(chǎn)生應(yīng)激，因此身體狀況、情緒等的變化都會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。實(shí)驗(yàn)者應(yīng)充分了解并滿足小鼠對動物福利的要求，從而確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及可重復(fù)性。隨著科研工作者對動物福利領(lǐng)域了解的不斷深入，對實(shí)驗(yàn)動物級別的要求也日益嚴(yán)格。近幾年，較高潔凈級別的動物設(shè)施如雨后春筍般現(xiàn)身各大院校科研院所。在滿足了實(shí)驗(yàn)動物硬件生活條件后，管理者們還需多關(guān)注設(shè)施及實(shí)驗(yàn)操作上的細(xì)節(jié)，實(shí)驗(yàn)動物就是“活的精密儀器”[1]，這些細(xì)節(jié)會直接影響小鼠在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上的反饋。因此，保障小鼠的福利需求即保障了科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)和專業(yè)。

1 動物設(shè)施中的動物福利

1.1 溫度

維持小鼠最適溫度是一個(gè)SPF級動物設(shè)施的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)之一。常規(guī)的設(shè)施環(huán)境溫度一般被設(shè)定在22℃～26℃，但同時(shí)不能忽視小鼠的熱中性溫度[2]。熱中性溫度，即在小鼠靜止時(shí)代謝最穩(wěn)定、感覺最舒適的溫度。小鼠的熱中性溫度為31℃左右。如果可以讓小鼠自由選擇，在標(biāo)準(zhǔn)溫度19℃～22℃和熱中性溫度30℃～32℃比較時(shí)，小鼠會選擇后者。溫度過低(<22℃)會導(dǎo)致小鼠過度飲食、腫瘤增速過快[3]，不利于身體健康的同時(shí)造成代謝等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。溫度過高(>32℃)會導(dǎo)致小鼠煩躁、食欲減退，導(dǎo)致心理機(jī)能發(fā)生改變，從而影響所獲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)有效性。

1.2 噪聲、振動

小鼠的聽力范圍為1000～91000HZ，遠(yuǎn)比人類的64～23000HZ范圍大。小鼠膽小易受驚，故設(shè)施內(nèi)噪聲的控制十分重要。此外，在建設(shè)設(shè)施前也要考慮保持良好的振動參數(shù)，一旦設(shè)施建成，振動參數(shù)將很難通過后期改造進(jìn)行改善。無論是常規(guī)實(shí)驗(yàn)還是小鼠繁育，都會受到噪聲和振動的影響。表型分析數(shù)據(jù)顯示，小鼠受到噪聲干擾后會出現(xiàn)血糖升高、心率加速、行為異常等非預(yù)期癥狀。因此，SPF設(shè)施內(nèi)小鼠所處的環(huán)境需要將聲音和振動嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)。

1.3 光照

太陽光影響著地球上一切生命的節(jié)律，而生活在設(shè)施中的小鼠需要依靠日光燈來調(diào)節(jié)自身節(jié)律。除了設(shè)定規(guī)律的光照時(shí)間以外，光照強(qiáng)度、頻率及波長對于實(shí)驗(yàn)動物也十分重要。光照除了影響實(shí)驗(yàn)動物的生物節(jié)律，還對繁育有很大的影響，有研究表明，光照強(qiáng)弱及時(shí)間長短可以影響動物性成熟[4]。曾有養(yǎng)殖斑馬魚的設(shè)施發(fā)現(xiàn)，用紅光照射斑馬魚則幾乎不能成功繁育，當(dāng)把紅光換成綠光后同樣一批斑馬魚出生率有了大幅改善。針對不同種類的實(shí)驗(yàn)鼠應(yīng)做相應(yīng)的光控調(diào)整，如白化鼠，應(yīng)放置在光線較弱的區(qū)域，尤其是繁殖籠，強(qiáng)光會使母鼠神經(jīng)紊亂甚至咬死幼年小鼠。

1.4 飼料

實(shí)驗(yàn)小鼠一般飼喂輻照滅菌后的飼料，飼料品質(zhì)的優(yōu)劣直接影響著小鼠的營養(yǎng)健康情況，劣質(zhì)飼料對于單一的小鼠個(gè)體來講會導(dǎo)致營養(yǎng)不良，對處于繁育期的小鼠則會影響生育率,且幼鼠易出現(xiàn)脫毛等營養(yǎng)不良的現(xiàn)象[5]。而出生率低導(dǎo)致的直接結(jié)果是實(shí)驗(yàn)者會通過增加繁殖籠數(shù)量來獲得足夠數(shù)量的子代，這不僅有悖于動物福利中盡量減少實(shí)驗(yàn)動物使用數(shù)量的原則，同時(shí)會增加資源浪費(fèi)。因此，實(shí)驗(yàn)者應(yīng)充分考慮飼料對實(shí)驗(yàn)整體進(jìn)度及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的潛在影響，根據(jù)不同的目的選擇相應(yīng)的飼料。

2 日常實(shí)驗(yàn)中的動物福利

2.1 日常觀察

飼養(yǎng)員應(yīng)時(shí)刻關(guān)注小鼠動態(tài)，出現(xiàn)異常情況及時(shí)處理。常見情況及處理方法如下：①出現(xiàn)小鼠打斗現(xiàn)象，常見情況為一個(gè)籠盒內(nèi)只有一只正常小鼠，其余小鼠均被咬傷，此時(shí)應(yīng)把攻擊者取出，取出后受傷小鼠會慢慢痊愈。及時(shí)取出攻擊小鼠可有效保障受害小鼠的健康狀況、減少了恐懼感。②實(shí)驗(yàn)者操作失誤致使小鼠被限制而不能自由活動，導(dǎo)致小鼠忍受饑餓甚至死亡，此時(shí)飼養(yǎng)員的日常觀察尤為必要。③其余異常情況，小鼠出現(xiàn)抽搐、身體潰爛、精神萎靡等情況應(yīng)及時(shí)查看，給予治療和隔離，防止疾病傳染擴(kuò)散。對于因重病而失去實(shí)驗(yàn)意義的小鼠應(yīng)及時(shí)給予安樂死，使小鼠不受病痛折磨。

2.2 注意小鼠的群居特性

實(shí)驗(yàn)時(shí)偶有因?yàn)樾∈髠』驍?shù)量上難以均衡，而把單只小鼠放在一個(gè)籠盒中的情況。此時(shí)看似為小鼠提供了更為舒適的居住環(huán)境，但是動物福利要從動物本身的特性出發(fā)，不應(yīng)以人類的喜好做定斷。小鼠是群居動物，單只小鼠會孤單，時(shí)間久了會使小鼠產(chǎn)生抑郁。因此，每籠小鼠不能過多，但也盡量不要單獨(dú)放置。如果實(shí)驗(yàn)過程中確有單只存放的需要，應(yīng)該盡量擺放在籠架中央位置，避免放在籠架邊緣處，通過透明的籠具，小鼠可以看到同伴，也可減少焦慮感。

2.3 實(shí)驗(yàn)手法輕柔

動物實(shí)驗(yàn)經(jīng)常需要轉(zhuǎn)移動物，熟練的操作者很容易習(xí)慣性的像丟物品一樣將小鼠丟來丟去，但是小鼠是有生命的，它會緊張害怕、會痛，輕柔的操作在降低小鼠恐懼的同時(shí)可以有效保障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這也是表型分析實(shí)驗(yàn)要保證操作者手法輕柔，保持周邊環(huán)境安靜的原因。表型分析實(shí)驗(yàn)，無論是行為學(xué)、心電圖監(jiān)測、代謝指標(biāo)監(jiān)測、神經(jīng)學(xué)方面等等都會因?yàn)樾∈笄榫w的浮動產(chǎn)生差距懸殊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.4 安樂死

依照規(guī)定，實(shí)驗(yàn)動物在傷病或結(jié)束實(shí)驗(yàn)任務(wù)后應(yīng)給予安樂死。安樂死即最大限度的降低動物的驚恐和痛苦，使動物安靜的快速的死亡，一般有注射一定劑量的麻藥、脫頸椎處死、高濃度CO2處死等幾種方法。脫頸椎處死可以讓小鼠瞬間死亡，減少疼痛，但是要注意手法。實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中，小鼠被從腰部脫斷，痛苦掙扎著死亡的情況時(shí)有發(fā)生。因此，要求實(shí)驗(yàn)者有強(qiáng)烈的責(zé)任心并熟練的掌握實(shí)驗(yàn)操作技能，盡量避免此情況的發(fā)生。注射麻藥和高濃度CO2是使小鼠在昏厥中死亡，此時(shí)應(yīng)注意的是要確保小鼠已經(jīng)死亡再投入存放尸體的冰柜中。如果實(shí)驗(yàn)者不細(xì)心，誤判小鼠假死即將尸體丟入冰柜，很有可能小鼠會在清醒過來后被活活凍死。新生的幼鼠，肺部不發(fā)達(dá)，對于CO2不敏感，需要更長的時(shí)間才能死亡甚至無法用CO2處死，此時(shí)切忌直接投入冰柜凍死，而應(yīng)采用斷頭處死的方法。

3 討論

實(shí)驗(yàn)動物為科學(xué)實(shí)驗(yàn)而生，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)確保其生理心理的各項(xiàng)需要，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)給予無痛苦的死亡并感謝它們?yōu)榭茖W(xué)的付出。3R原則發(fā)展成4R原則體現(xiàn)出了責(zé)任心的重要性，例如繁育籠內(nèi)幼鼠斷奶后要及時(shí)分籠，以防幼鼠長大后與原籠的父輩母輩鼠掙搶空間、飲水、飲食等。實(shí)際操作中，因不分籠造成籠內(nèi)小鼠過多而渴死餓死的痛心事件時(shí)有發(fā)生；做了手術(shù)實(shí)驗(yàn)的小鼠應(yīng)當(dāng)至于熱臺上幫助其保持體溫，同時(shí)按時(shí)給予一定劑量的布洛芬緩釋劑緩解疼痛，而不是置之不顧等待其痊愈；觀察到有疾病的小鼠正在奄奄一息掙扎時(shí)應(yīng)該及時(shí)給予安樂死免除其痛苦。一個(gè)具有較好可重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)才算是成功的，因此實(shí)驗(yàn)中各方面的細(xì)節(jié)不可忽視。