鮮巧陽, 王 勇, 黃智翔, 李湘東(武漢大學動物實驗中心/ABSL-III實驗室, 武漢430071)
非人靈長類動物感染性實驗中的福利問題
鮮巧陽, 王 勇, 黃智翔, 李湘東
(武漢大學動物實驗中心/ABSL-III實驗室, 武漢430071)
良好的動物福利有利于實驗動物的“身心健康”,使之處于更接近其生物學特性的“自然狀態(tài)”[1]。利用擁有良好動物福利的實驗動物進行的科學實驗, 獲得的實驗數(shù)據(jù)更加可靠, 重復性更好。非人靈長類動物(猴)是傳染病研究中不可替代或最好的模型動物, 其智力發(fā)達, 聰明好動, 不易馴化, 這一特點使工作人員在實驗中容易被其抓、咬傷, 增加了工作人員在感染性動物實驗中的生物安全風險。關注感染性動物實驗中非人靈長類動物(猴)的福利問題, 保證實驗動物享有良好的動物福利, 使之身心處于更舒適的狀態(tài),建立工作人員和動物之間的和諧關系,有助于減少動物的攻擊性, 更好地保障實驗中工作人員的安全。本文將結(jié)合生物安全實驗室的工作情況,從動物實驗項目審核、動物采購和運輸、動物飼養(yǎng)、動物使用等方面探討非人靈長類動物(猴)在感染性動物實驗中的福利問題。
在開始實驗前,項目負責人應制定詳細的實驗方案,實驗方案不僅要描述與科學相關的內(nèi)容,也需要描述與動物福利相關的內(nèi)容[2]。內(nèi)容至少包括:實驗的目的與意義; 使用非人靈長類動物的依據(jù)、動物品種、規(guī)格、數(shù)量、來源和飼養(yǎng)要求;實驗人員情況(是否經(jīng)過實驗動物和生物安全培訓);實驗方法; 病原微生物的種類和防護要求; 說明感染性實驗會造成何種痛苦以及如何解除或減輕痛苦; 安死術標準以及方法; 動物實驗替代方法檢索等。只有經(jīng)過實驗動物管理和使用委員會(IACUC)的審批,才能開始動物實驗。
動物供應商必須有《野生動物馴養(yǎng)繁殖許可證》和《實驗動物生產(chǎn)許可證》, 并出具《實驗動物質(zhì)量合格證》。排除實驗相關及影響動物免疫狀態(tài)的微生物。運輸?shù)木嚯x和時間越長, 應激因素越多, 不潔飲食、外傷、溫度過高或過低、病原感染等, 都會增加動物患病幾率, 影響動物的免疫狀態(tài)[3]。因此應盡可能選擇快速而安全的方式運輸, 如航空。
3.1 動物的檢疫觀察期和適應期
非人靈長類動物(猴)的檢疫觀察期一般為30 d。動物到達設施后, 核查動物的質(zhì)量合格證, 背景檔案資料,進行全身檢查等。每日觀察動物,如有可疑情況立即向獸醫(yī)報告。到達1周后,采集血液進行實驗室檢測,如發(fā)現(xiàn)異常動物,應立即隔離,并重復檢測一次或進行第三方檢測。如確認是結(jié)核菌感染等烈性傳染病,應對動物施行安死術,動物尸體經(jīng)無害化處理; 如確認是非烈性傳染病或其他異常狀況,可以與動物供應商協(xié)商解決。
動物進入感染性設施后,應經(jīng)過4周左右的適應期,感染性設施內(nèi)多為單籠,適應期可讓動物適應新的籠具、環(huán)境。有利于降低動物的應激反應,維持動物對感染因子的正常反應。
3.2 飼養(yǎng)設施和方法
動物飼養(yǎng)間的環(huán)境參數(shù)如猴籠的空間應符合實驗動物設施和生物安全實驗室的要求[4,5]以及動物福利的要求[6,7]?;\具應該滿足維護方便、故障率低、消毒方便、無銳角毛刺、便于觀察等要求,以保證動物處在一個衛(wèi)生舒適安全的環(huán)境。感染性動物設施,壓差較大,換氣次數(shù)較高,容易在門縫和過濾器等處形成嘯叫噪音, 應盡可能避免。應保證每日對猴籠進行清洗,排泄物應在24 h內(nèi)清除,不同房間的清潔工具不能混用。
猴的主要食物為全價顆粒飼料和新鮮果蔬。飼料的保存要注意防霉、防潮、防蟲害污染, 并在保質(zhì)期內(nèi)。新鮮水果可在冷藏箱內(nèi)保存。飲用水應滿足城市生活用水的標準, 飲水瓶每日清洗消毒。要排除營養(yǎng)缺乏和消化道感染對正常實驗的影響。
3.3 豐富環(huán)境措施
非人靈長類動物屬于群居動物(social animal),通常用成對或群居飼養(yǎng)。為避免動物交叉感染,感染性實驗室往往采用單籠飼養(yǎng),因此,采取充足的環(huán)境豐富措施就顯得尤為重要。
3.3.1 社交性環(huán)境豐富措施(social enrichment) 不宜頻繁更換非人靈長類動物的工作人員,動物與人之間建立熟悉而和諧的關系,可避免動物因陌生感發(fā)生飲食異常和情緒緊張。工作人員應懷有一顆愛護動物之心,并行愛護動物之舉,與動物之間保持一定的互動,工作中動作要輕柔,不能粗暴虐待動物,人類與動物的積極互動可以補償單籠飼養(yǎng)的動物因缺乏同伴造成的孤寂。
3.3.2 非社交性環(huán)境豐富措施(non social enrichment)非人靈長類動物籠具應是柵欄式或采用透明擋板,以便籠具中的動物能通過視、聽、嗅等感官信息的非接觸方式獲知同伴的信息,補償其缺乏同伴的孤寂。籠具中應放置猴鏡,謎機等玩具。也可適當提供更大的空間或者更多的玩具[7]。并且這些玩具需要定期清洗消毒。
在有條件的動物飼養(yǎng)間安裝音響設備和電視,定期播放相關影像資料和動物喜歡的音樂,也是通過視、聽等感官信息增加動物非接觸聯(lián)系的手段之一,補償動物缺乏同伴的孤寂。
4.1 動物實驗操作中的福利
在感染性動物實驗中, 良好的操作會減少動物與人員的對抗,減少工作人員的心理壓力, 從而減低生物安全事故發(fā)生的風險。工作人員盡量要求固定,在實驗開始之前,可以通過喂食等方式與動物建立良好的關系,有助于減少動物的應激反應。有條件的實驗室在實驗開始之前,可以通過正向訓練(例如食物獎勵)讓動物習慣性接受實驗操作,比如肌肉注射、靜脈采血、進出猴籠到指定位置等。當然,這些工作需要花費較長的時間,但對動物、人員和實驗都有好處。例如,訓練猴配合肌肉注射麻醉劑的操作,可以避免使用固定板強制固定,減少動物對工作人員的對抗,降低工作人員和動物因?qū)乖斐墒軅膸茁省?/p>
在進行采血、腦脊液采集、骨髓采集、活體組織穿刺、外科手術等操作時,應采取合適的鎮(zhèn)靜和鎮(zhèn)痛措施降低動物的痛苦。在實驗操作之前可以使用麻醉劑,常用的麻醉劑有氯胺酮、舒泰等。對呼吸系統(tǒng)感染的動物進行麻醉時,注射阿托品可以減少呼吸道分泌物的產(chǎn)生和維持正常的心率,特別是已經(jīng)有呼吸道疾病癥狀的動物,可以減輕動物的痛苦。
在感染性動物實驗中, 所使用的注射器、采血針、手術刀、剪刀、活檢器材等都必須經(jīng)過滅菌處理,避免對動物造成不必要的感染。不同動物的器械也不能混用, 以免動物之間交叉感染。所有使用過的器械必須經(jīng)過消毒滅菌后再進行清洗。
在感染性動物實驗中,良好、規(guī)范的動物實驗操作,不僅可以減輕動物的痛苦,保證動物福利,對于保障人員安全和保證實驗結(jié)果可靠性也是非常有益。
4.2 動物疾病的監(jiān)控
感染性動物實驗中通常會使用某種病原微生物感染動物導致動物發(fā)病,因此,在實驗過程中,對動物進行疾病監(jiān)控是十分必要的。對于慢性感染性實驗,如結(jié)核病、艾滋病實驗,除每日的臨床觀察外,通常至少每個月必須對動物身體狀況監(jiān)測一次,包括測量動物的體質(zhì)量、體溫、檢測其血液常規(guī)、血液生化指標等。根據(jù)不同的病原微生物,還可以進行影像學、病毒學、免疫學指標的檢測。對于急性感染實驗,如流感實驗,健康監(jiān)測的頻率應更高,每兩周甚至每周都需要對動物進行監(jiān)測,及時了解動物的健康狀況。一旦動物發(fā)生臨床疾病癥狀,監(jiān)測的頻率應增加,特別是在疾病的晚期,除了實驗室的檢測方法,飼養(yǎng)人員和獸醫(yī)應加強對動物的日常觀察,及時記錄動物的各種癥狀,以便采取及時的臨床處置。在不同的感染性實驗中,動物往往會表現(xiàn)不同的臨床癥狀,例如在結(jié)核病感染實驗中,非人靈長類動物(猴)會有咳嗽、厭食、消瘦、呼吸困難、嗜睡等癥狀;而艾滋病感染實驗中,動物可能會有腹瀉、腫瘤、運動失調(diào)等癥狀。在動物出現(xiàn)疾病癥狀時,獸醫(yī)應與項目負責人密切協(xié)商和配合,能及時采取臨床措施,緩解動物的痛苦,保證動物福利的同時兼顧實驗的順利進行。
如果出現(xiàn)非實驗因素引起的疾病,例如腹瀉、外傷等,動物飼養(yǎng)人員觀察后應及時記錄并報告獸醫(yī),獸醫(yī)人員應采取及時治療措施,來減少動物的病痛和對實驗的影響。
動物的疾病監(jiān)控需要工作人員具有豐富的知識和經(jīng)驗,采取及時有效的措施來處置。良好的疾病監(jiān)控措施,是保證動物福利的重要條件。
4.3 實驗操作結(jié)束后和術后的護理
實驗結(jié)束后,將未蘇醒的動物側(cè)臥放在溫暖的地方,隨時觀察動物呼吸頻率,確保動物沒有嘔吐,待動物蘇醒或無異常后,人員再離開[8]。采過血或有較大創(chuàng)口的動物,應密切注意傷口是否流血,縫合處是否完好,如果有血液污染籠具,應及時消毒處理,降低血液中的感染因子在環(huán)境中的暴露量。經(jīng)過大手術的動物,術后應給予鎮(zhèn)痛藥,同時, 在術后一周內(nèi)應每日觀察傷口情況,確定傷口沒有發(fā)生縫合線斷裂和感染,必要時需要每日清理傷口或進行抗生素治療,以防發(fā)生感染。在術后一周左右及時拆線,以便傷口迅速愈合。
4.4 仁慈終點與施行安死術
在感染性動物實驗中,動物疾病的進展有時可能不完全符合實驗計劃,因此,在制定實驗計劃時,應充分考慮動物疾病的進展的各種可能性,制定詳細的仁慈終點和安死術方案。
當動物發(fā)生疾病癥狀時,應加強對動物的觀察,每日觀察2~3次,必要時可以增加觀察次數(shù)。若出現(xiàn)令動物極度痛苦的癥狀,應及時對其實施安死術。在非人靈長類動物感染性實驗中,適于安死術的基本標準包括: 體質(zhì)量嚴重下降(3周內(nèi)體質(zhì)量下降超過20%); 體溫嚴重下降; 嚴重的嗜睡或昏迷;嚴重的呼吸困難; 咳血; 持續(xù)性腹瀉導致代謝紊亂;行為失調(diào)導致無法進食等。一旦出現(xiàn)上述癥狀,如不采取措施,動物往往會在極度痛苦中于數(shù)日甚至數(shù)小時之內(nèi)死亡。因此,動物若出現(xiàn)上述癥狀,應及時對其實施安死術,以避免動物遭受更多不必要的痛苦,在動物存活時可以獲得新鮮的樣本,有利于實驗數(shù)據(jù)的收集。
非人靈長類動物首選的安死術方法為靜脈注射過量戊巴比妥鈉溶液(100 mg/kg體質(zhì)量)??諝馑ㄈ〞斐蓜游镌谒劳鲋皠×覓暝⑶宜劳龊蟮膭游锔髋K器淤血明顯,不利于病理學診斷,因此無論從動物福利的角度還是從保證實驗結(jié)果可靠性的角度均不推薦使用[9]。實施安死術的人員應經(jīng)過良好培訓,保證能以最人道和最仁慈的方法實施安死術。動物死亡后,尸體先通過高壓滅菌,然后送至專業(yè)的醫(yī)療廢棄物公司進行處理,不可用于其它任何用途。
感染性動物實驗中非人靈長類動物(猴)的福利問題具有一定的特殊性、復雜性和多樣性,有些問題作者可能還沒有考慮到。總之,在感染性動物實驗中,不僅要考慮人員和環(huán)境的生物安全問題,還應該重點考慮動物的福利問題。保證了動物的福利,不論對于動物倫理,還是對于實驗結(jié)果和生物安全都具有非常重要的積極意義。
[1] 秦川.實驗動物學[M] 北京: 人民衛(wèi)生出版社, 2010:154-155.
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[8] Fox JG, Anderson LC, Loew FM, et al.Laboratory Animal Medicine [M].San Diego: Academic Press, 2002:996-997.
[9] American Veterinary Medical Association.AVMA Guidelines for the Euthanasia of Animals[S].2013.
Q95-33
C
1674-5817(2016)04-0314-03
10.3969/j.issn.1674-5817.2016.04.014
2016-03-31
湖北省科技廳科技支撐計劃(條件領域)資助項目《湖北省感染性動物實驗中心建設》(2015BCE084)
鮮巧陽(1980-), 男, 實驗師, 獸醫(yī)碩士, 研究方向: 實驗動物醫(yī)學/實驗動物福利/生物安全。E-mail: xianqy@whu.edu.cn
李湘東(1969-), 女, 碩士, 講師, 研究方向: 生物安
全管理/實驗動物福利。E-mail: xdli@whu.edu.cn