從動物感知的視角談實驗動物倫理問題*

韓志剛 衣啟營 譚冬梅

在生命科學研究中，選擇實驗動物作為人類的替代者，是基于實驗動物有著和人類一樣的神經結構和生理機能，一樣的感知外界環(huán)境和身體變化的主觀反應，并且能夠復制人類的疾病，對疼痛和痛苦有著同樣的感受。然而，正是由于實驗動物有著和人類一樣的感知功能，一樣有感情和喜怒哀樂，人類利用實驗動物進行科學研究的過程才充滿了倫理挑戰(zhàn)。怎樣在道德和倫理的約束下，科學合理地利用實驗動物，已經成為生命科學研究中的一個重要課題。

1 動物的感知功能

1.1 感覺器官與感覺

感知即動物依靠感覺器官對內、外界信息的感覺與覺察。感覺可分為外部感覺和內部感覺。外部感覺是動物對所處環(huán)境的直觀感受，如光線、圖案、溫度、顏色、味道、聲音、氣味等。視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺這“五感”屬于外部感覺，這類感覺的感受器位于動物身體表面或接近身體表面的地方。內部感覺是反映動物機體本身各部分運動或內部器官發(fā)生的變化，這類感覺的感受器位于相關組織的深處（如肌肉、肝臟）或內部器官的表面（如胃壁、呼吸道），內部感覺能及時地反映動物身體內部環(huán)境的變化，如體溫變化、饑渴狀態(tài)、胃腸蠕動或痙攣等。此外，動物對運動、速度和平衡的感覺也屬于內部感覺[1]。

實驗動物的感覺器官雖與人類相似，但靈敏度卻大不相同。例如，大多數(shù)嚙齒類動物的活動節(jié)律為晝伏夜出，是因為嚙齒類動物的視覺相對退化，而其他感覺器官相對敏感，包括敏銳的聽覺、嗅覺及有探觸環(huán)境的觸須。再如，豚鼠、兔、犬等的聽覺都十分靈敏，能夠識別多種不同頻率和響度的聲波，其能感知的聲波遠在人類聽覺頻率范圍（20Hz～20000Hz）之外。與其他哺乳動物比較，非人靈長類動物的嗅覺不發(fā)達，而犬、豬、兔、嚙齒類動物的嗅腦、嗅覺器官和嗅神經極為發(fā)達，對空氣中的塵埃、氨濃度等十分敏感[2]。實驗動物的食物來源主要是飼料，動物的味覺感受器通過對酸、甜、苦、咸、鮮的辨別來確定食物資源的特性與質量，味覺對保證動物機體的營養(yǎng)和維持體內環(huán)境的恒定起著重要作用[3]。

1.2 動物的意識和情感

意識被心理學定義為“覺知和自覺”，即主體能知道本身的狀況和感知周圍的環(huán)境情況。意識的基礎是感覺，動物的客觀世界或環(huán)境在很大程度上由感覺和知覺共同決定。雖然人的認知能力比起動物來占有絕對優(yōu)勢，但動物的感覺范圍和靈敏度卻是人類無法比擬的，從這個意義上說，在動物的意識里所呈現(xiàn)的世界可能比人類更豐富[4]。

相對于人類表達情感的豐富的面部表情、語言呈現(xiàn)和軀體活動，動物的情感反應相對比較原始，臉部表情比較簡單，而軀體反應比較明顯，如搖頭、擺尾、蹦跳、吼叫、露牙等。盡管如此，比較行為學研究仍然顯示，動物與人類在畏懼、苦惱、沮喪、微笑、友好等情感表達方式上具有高度的相似性[5]。

2 動物實驗引發(fā)的實驗動物倫理問題

2.1 動物實驗給實驗動物造成的疼痛和痛苦

疼痛是由于機體內外較強的刺激而產生的機體損傷，包括傷害性刺激作用于機體所引起的痛覺，以及機體對傷害性刺激的疼痛反應。痛感受器分布于全身所有組織中，除了皮膚痛以外，還有來自肌肉、肌腱、關節(jié)等處的深部痛和來自內臟的疼痛[6]。痛苦是由持續(xù)的或反復的疼痛刺激、疾病、抑郁、焦慮、恐懼、緊張和不安產生的一種消極的感情狀態(tài)，是一系列不愉快的感覺和情緒上的感受所造成的，伴隨著現(xiàn)有的或潛在的精神上的傷害[7]251。

許多動物實驗會不可避免地對動物實施傷害性刺激，引起動物疼痛或痛苦。如動物外科常用兔、犬作為教學實驗對象，實施機體損傷修復或內臟切除等手術操作。實驗時先要人為對動物造成外科損傷，如割傷實驗兔的皮膚、肌肉，或者用利器對實驗犬造成胃穿孔，然后進行止血、清創(chuàng)、手術修復；有時為了練習手術技術而將健康犬的闌尾、脾臟切除。在教學實踐過程中，時有動物麻醉尚不充分，便開始手術操作的情況，或者整個手術過程中，動物未進入深度麻醉狀態(tài)，出現(xiàn)極力掙扎、痛苦呻吟，甚至尖叫；術后的恢復過程較長，往往缺乏獸醫(yī)的護理，沒有及時評估動物的痛苦并給予相應的止痛處理，甚至將動物棄置。2015年12月，西安醫(yī)學院實驗用狗被棄置教學樓樓頂，據網友提供的多段視頻顯示，共有數(shù)十只狗被放置在樓頂，其中部分身上有多處傷口，疼得一直在抽搐。此外，在實際教學中，為了節(jié)約成本，同一只實驗動物可能會被反復利用，在其身上實施不同的手術實驗，在數(shù)周內動物反復經歷手術-恢復-再手術-再恢復的循環(huán)過程，每次手術及術后恢復過程中的疼痛和痛苦引發(fā)的恐懼，會在下一次動物實驗時更加強烈，最終可能因為不堪忍受巨大的疼痛和長時間的痛苦而死亡。

2.2 實驗對實驗動物的情感和行為造成的負面影響

據筆者觀察，關在犬舍里的實驗犬在聽到隔壁房間手術后蘇醒過來的實驗犬犬舍慘叫聲時，會表現(xiàn)出焦躁與不安，豎起耳朵向隔壁張望，面部表情緊張、恐懼，就算是飼養(yǎng)員接近時，這些犬也會下意識躲避。同處于術后恢復期的實驗犬在看到其他犬身體衰竭到死亡后，會表現(xiàn)得更加痛苦，叫聲中充滿了悲憫與絕望，甚至會流下眼淚。常說“殺雞給猴看”，殺雞之所以能儆猴，就是因為它讓猴產生了恐懼，從而起到警戒作用。而動物實驗倫理要求，不能當面處死同類或其他動物，也是這個道理。

作為一種生命形式，實驗動物與人類一樣具有意識和情感，也希望表達天性和自由，也希望生活無恐懼、悲傷和焦慮。而實際上在實驗過程中，動物長時間生活在狹小的籠具里，很多天性難以得到表達。長此以往，動物可能出現(xiàn)異食、破壞、抑郁，甚至自殘等病理狀態(tài)的行為。單籠飼養(yǎng)的動物還容易出現(xiàn)沒有明顯目的的機械重復行為，即刻板行為，如小鼠在籠盒里連續(xù)翻跟斗、原地打轉，鐵籠里的犬長時間不停地吠叫，非人靈長類動物在籠舍里來回踱步、搖頭、制造噪音等[8]。實驗動物就像被囚禁在牢房里一樣，行為受限、內心孤獨煩躁、經歷著漫長的煎熬，這給動物身體、情感都造成了嚴重的不良影響。

3 影響實驗動物福利倫理的主要因素

3.1 環(huán)境和 營養(yǎng)

實驗動物的感官對環(huán)境溫度、濕度、光照、噪音、氣味以及飼料營養(yǎng)變化極其敏感，而環(huán)境和營養(yǎng)因素直接影響實驗動物的健康和福利[9]。例如，豚鼠體溫調節(jié)能力較差，易受外界溫度變化的影響，溫度過高或過低都會降低其抵抗力；哺乳動物在噪音和不適光照的影響下，其內分泌系統(tǒng)會發(fā)生紊亂，性功能減退，還可能造成流產、拒哺乳、食仔或死亡[2]；動物在營養(yǎng)缺乏或失調的情況下可引發(fā)疾病、異食、中毒等，嚴重的可能造成癱瘓[10]。

3.2 飼養(yǎng)管 理

飼養(yǎng)人員是與動物接觸最密切的人員，其對待動物的態(tài)度會直接影響動物的情緒。在日常管理中，若飼養(yǎng)人員抓取或運輸動物的方法不當，不考慮動物的感受，動作粗暴，長期引起動物的不安、驚恐、疼痛和損傷，這對動物的身心是很大的折磨。飼養(yǎng)密度也是影響實驗動物健康的重要指標，如上所述，生存空間太小、過于擁擠會讓動物出現(xiàn)不同程度的心理和行為異常。

3.3 實驗人員的倫理意識

實驗動物倫理的核心理論是“3R”原則，即替代（replacement）、減少（reduction）、優(yōu)化（refinement）。盡管“3R”原則已經在世界范圍內成為動物實驗共同遵守的原則，但國內的實驗人員對“3R”原則的認知水平普遍較低。某地對247名高校師生的問卷調查表明，只有11.89%的師生知道“3R”原則，而能準確寫出替代、減少、優(yōu)化具體內容的人員只占總人數(shù)的5.74%[11]。某兩地的醫(yī)學院校分別對191名和400名醫(yī)學生的問卷調查結果也顯示，大部分醫(yī)學生對實驗動物倫理知識掌握較差，普遍缺乏生命倫理意識，而且多數(shù)醫(yī)學生表示周圍存在傷害或虐待實驗動物的現(xiàn)象[12-13]。筆者所在學校的研究生在進入動物實驗室之前，都必須經過實驗動物規(guī)范化操作培訓，而且要重點學習實驗動物福利倫理知識。然而，在動物實驗過程中，實驗人員戲弄甚至虐待動物的情況還是時有發(fā)生，同時也存在處死動物方法不正確或不人道，甚至隨意丟棄動物尸體的現(xiàn)象?？吹竭@些數(shù)據和現(xiàn)象，筆者作為實驗動物工作者，深深地感到，加強宣傳教育，普及實驗動物福利倫理思想，讓實驗者發(fā)自內心地尊重生命、善待動物任重而道遠。

4 解決實驗動物倫理問題的對策

4.1 加強飼養(yǎng)管理，為動物提供適宜的環(huán)境和營養(yǎng)

飼養(yǎng)人員應掌握實驗動物科學的基本知識，在工作中要遵守實驗動物飼養(yǎng)管理的各項操作規(guī)程，從道義、情感和實踐上尊重、善待、愛惜實驗動物。要為實驗動物提供相對安靜的環(huán)境，空氣新鮮而潔凈，溫度、濕度、光照、換氣次數(shù)等要適宜，墊料要舒適，飼料營養(yǎng)要均衡且適口性好。這樣，實驗動物在其生命的全過程都得到良好照顧，保持穩(wěn)定的心理、生理狀態(tài)，動物實驗才可能得到科學準確的結果，這同時也符合人們對倫理道德的追求[14]。另外，還要保障實驗動物的行為和心理福利，在籠具內放置供動物活動和玩耍的物品，如為單籠飼養(yǎng)的兔、犬和小型豬提供磨牙棒、皮球等玩具；為小鼠、大鼠提供木質隧道或迷宮，以供其啃咬、藏匿和攀爬。

4.2 落實“3R”原則

動物實驗研究要在充分體現(xiàn)“3R”原則的前提下，科學、合理、仁道地利用動物。例如，在腸組織的吻合術教學實驗中，可以到屠宰場購買豬小腸來進行實驗，而不必使用活體動物；在進行動物實驗基本操作練習時，用一只小鼠或大鼠就可以完成灌胃、注射、采血、取材等多項實驗，而不需要用更多的動物。實驗過程中應為動物提供適宜的環(huán)境，避免過冷過熱、強光、噪音等不良刺激。保定動物時，應遵循“溫和保定，善良撫慰，減少痛苦和應激反應”的原則。進行手術時，必須確保動物完全進入麻醉狀態(tài)；為防止術中動物體溫過低，應采取一定保暖措施；術后恢復期應根據動物實際情況，進行鎮(zhèn)痛、消炎和有針對性的護理及飲食調理。最后，在不影響實驗結果判定的情況下，應選擇仁慈終點，避免延長動物痛苦的時間；處死實驗動物時，須按照人道主義原則實施安死術[15]，且現(xiàn)場不宜有其他動物在場。

4.3 動物實驗倫理審查與過程監(jiān)督

動物實驗倫理審查是按照實驗動物福利倫理的原則和標準，對使用實驗動物的必要性、合理性和規(guī)范性進行的專門檢查和審定。倫理審查圍繞“3R”原則展開，審查動物實驗項目是否有充分的科學意義和必須實施的理由；是否盡可能采取替代方法，減少不必要的動物數(shù)量；處置動物的方法是否符合實驗動物規(guī)范的操作技術規(guī)程；實驗過程是否對實驗動物給予人道的保護，防止或減少動物不必要的應激、痛苦和傷害[16]。此外，對人員資質的審查也是很重要的內容，包括動物實驗人員是否參加過專業(yè)技術培訓，并獲得相關資質和技能，以及實驗動物福利倫理、職業(yè)道德方面的培訓等[17]。在動物實驗實施過程中，還應對批準項目的實際執(zhí)行情況及偏差進行監(jiān)督檢查，發(fā)現(xiàn)問題應及時整改，嚴重的應立即暫停實驗，取消實驗人員資格。

4.4 科學評價并減輕動物的疼痛和痛苦

動物的疼痛和痛苦反應所表現(xiàn)出來的行為、生理和病理的改變，在很大程度上會干擾動物實驗結果的科學性。無論是基于科學研究還是倫理道德，都需要對動物所承受的疼痛和痛苦進行觀察、判斷和評價。

動物無法用語言表達疼痛感受，疼痛反應往往表現(xiàn)為行為反應或生理指標變化，如驚叫、躲避、掙扎、毛發(fā)豎立、四肢顫抖等，體溫升高或降低、心律加快、呼吸頻率增加和幅度減弱等。因此，評價動物的疼痛時，可以選擇這些行為或生理變化作為觀察指標。這些方法比較簡單、直觀，但由于動物個體差異和觀察者的主觀因素，具有一定的局限性[18-19]。研究表明，動物面部表情的改變可以作為評價動物疼痛的一種方法，如通過判斷小鼠眼部、鼻子、面頰、耳朵、胡須的改變程度來為其痛苦表情評分，從而評價動物所受疼痛的程度[20]。

對動物疼痛和痛苦的真實客觀評價雖然比較困難，但其影響動物實驗結果的科學性和準確性這一事實不容忽視。所以，在動物實驗過程中，應通過改善動物福利，使用麻醉、鎮(zhèn)痛或抗焦慮藥物等措施來減少動物所遭受的應激、疼痛和痛苦。在保證實驗結果科學準確的基礎上，應選擇仁慈終點結束實驗，最大程度地減輕動物所承受的疼痛和痛苦。

4.5 仁慈終 點

疼痛和痛苦會使動物生理上發(fā)生改變，導致同一實驗處理而結果出現(xiàn)多樣性的情況，特別是實驗后期動物接近死亡時，生理上的變化可能產生一些誤導性的結果。因此，動物實驗過程中，在得知實驗結果時，應及時選擇動物表現(xiàn)疼痛和痛苦的較早階段為實驗的終點，這是研究人員的倫理責任，也是人道主義的具體表現(xiàn)。

開展動物實驗之前的預實驗對仁慈終點的確證十分必要，特別是在不能完全掌握實驗處理會對動物產生何種影響或何種程度的影響時尤為重要。使用少量動物開展預實驗研究能夠幫助實驗者了解動物的死亡率、受影響的漸進度、嚴重程度以及需要進行觀察的頻率，以確定一個出現(xiàn)在早期的仁慈終點[21]。除實驗必需的極少數(shù)情況外，死亡（安死術除外）不應作為動物實驗計劃的終點。如在大鼠軟腦膜腫瘤的研究中，當大鼠出現(xiàn)后肢麻痹時，即進入瀕死狀態(tài)，可將其作為有效的實驗終點，而不是以死亡作為實驗終點，減少了大鼠不必要的疼痛和痛苦[7]252。

4.6 實驗動物安死術

安死術是動物實驗中為了取得實驗數(shù)據、實驗完結、動物失去重要肢體器官、或動物持續(xù)承受無法控制之痛苦時處死實驗動物的一種手段。從動物倫理角度出發(fā)，在不影響實驗結果的同時，盡快讓動物沒有驚恐或焦慮而安靜地、無痛苦地死去，體現(xiàn)了人類對實驗動物的關愛和敬畏，也是保護動物的需要[22]。

安死術的基本要求是在短時間內達到無痛苦死亡的目的，盡量避免實驗動物產生驚恐、掙扎、尖叫；不影響實驗結果或標本采集；藥物及方法經過驗證，科學、可靠且可重復；設備方便易得，操作簡單且便于維護；不影響操作人員情緒、健康和安全；地點選擇應遠離其他動物，并對公共衛(wèi)生、環(huán)境影響最??；確認動物死亡后，將動物尸體進行無害化處理[23]。

實驗者應根據動物實驗的目的、實驗動物的品種品系以及需要采集標本的部位等因素，選擇合適的安死術方法。嚙齒類實驗動物常采用二氧化碳窒息法，但窒息器內勿裝入過多動物造成擁擠，且勿同時放入不同品種的動物，以免造成動物死亡前的窘迫。小鼠和大鼠也可以采用脫頸椎的方式，但超過200g的大鼠就不宜采用此法。實驗兔和貓的處死常用空氣栓塞法，但此法可致動物痙攣、角弓反張和哀叫，因此操作前動物需先麻醉。無論采用哪種安死術，實驗者都需要接受系統(tǒng)的技術培訓，熟練掌握技術要點后方能在動物身上實施。獸醫(yī)師也要給予實驗者適當?shù)闹笇В蚺c實驗者共同進行仁慈終點的判定與安死術方法的選擇。此外，呼吸停止不能作為動物死亡的判斷依據，動物往往先停止呼吸，數(shù)分鐘后再停止心跳。因此，執(zhí)行安死術后，需檢查動物的心跳是否完全停止，以確認動物死亡。

5 總結

實驗動物和人類一樣是有血有肉的生命體，一樣有感知、感情，一樣擁有享受愉快和感知痛苦的能力，這是動物擁有福利的充分條件，也是其應該獲得道德關懷的充分條件。實驗動物擁有道德權利，即擁有避免不必要痛苦的權利，這決定著人類不能把動物當作沒有意識和情感的實驗工具來對待，相反，我們應當以神圣的責任感和同情心來善待它們[24]。

實驗動物倫理是人類對待實驗動物和開展動物實驗所遵循的社會道德標準和原則理念，而“3R”原則是實驗動物倫理的核心原則，同時也是動物實驗倫理審查的重要原則。實驗人員要增強關愛動物的意識，在實驗中切實保護動物福利；對動物所承受的疼痛和痛苦要及時進行科學評價，并適時選擇仁慈終點；必須要處死動物時，應人道地終止動物生命，最大限度地減少或消除動物的驚恐和痛苦，使動物安靜、快速地死亡。