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宠物和实验动物

2010-02-16

中国比较医学杂志 2010年1期
关键词:病原体传染病宠物

秦 川

(中国医学科学院医学实验动物研究所,卫生部人类疾病比较医学重点实验室,北京 100021)

动物和人类共享着地球提供的生态环境,动物不管作为人类的食物、劳动工具、宠物、实验动物或生态环境的维护者,都和人类有着千丝万缕的联系。动物不仅是人类经济生活和社会生活的重要方面,当人类没有处理好和动物的关系时,他们也会送给我们“致命的礼物”——即生态环境的破坏和传染病。

随着社会的发展,越来越多的动物种类作为宠物进入到人类的生活,并同人类密切接触,对人类健康造成潜在威胁。为了人类自身和宠物健康,我们必须对宠物投入更多的关注。动物对人类的另一个重要贡献是作为人类的“替难者”,在人类探索生命、医学、药学和环境的科学活动中,作为实验对象,即实验动物,做出不自觉地牺牲。

我国已经建立了相对完善的实验动物生产、使用、质量保障和福利的管理体系,宠物在我国已经成为一个日渐壮大的产业,实验动物的管理体系也许可以为宠物的生产、饲养、质量保证和福利的管理体系提供借鉴[1-2]。

1 宠物和实验动物的区别

宠物作为伴侣或观赏动物而存在,讲究外观美丽和性格温顺,可以给人类增添很多乐趣,在很多家庭中已经成为家庭一员而备受宠爱,可以为人类带来精神愉悦和心理安慰。现在的宠物,大多经过人工培育而成,近期又出现经过基因修饰的宠物,更有品系纯正的宠物,因出身“名门”而价格不菲。随着社会的发展,宠物的种类出现多样化。因此,宠物可以分为两大类,一类是常见宠物包括:犬类、猫类、鸟类、鱼类;另类宠物如马、荷兰猪、刺猬等哺乳动物,蛇、蜥蜴等两栖动物,甚至蜘蛛、蚂蚁、螳螂、蝈蝈、蟋蟀等昆虫。宠物在长期的驯化过程中,一方面表现出温驯、欢乐和灵性的特征,另一方面也表现出抵抗疾病的能力差、对病原微生物易感性强的特点,甚至有很多宠物可以携带病原微生物而不发病,成为病原微生物的储存库[3-4]。

宠物和实验动物都来源于野生动物或经过驯化的野生动物,因不同的使用目的培育而成。最初的实验动物来源于人类密切接触的宠物、家畜、家禽和野生动物。例如,最常用的实验动物小鼠,就来源于欧洲一些国家的宠物鼠。这些宠物鼠,包括白化鼠,部分是从中国引进欧美各国的。实验动物品种品系的选择跟这些实验动物的遗传品质有很大关系,它们有些患有遗传性疾病,类似人类的某种疾病,或者具有较低的免疫力,对某些病原体易感,从而适合制作疾病动物模型。

实验动物是为了科学研究的需要,人工培育的遗传背景清楚,控制其携带微生物、寄生虫的动物。实验动物和宠物在遗传起源上都有着千丝万缕的关系,多属于同种同源。实验动物出现于十九世纪末的美国,当时的科学家们开始考虑培育特定品系的动物用于实验研究,以取得较为稳定的结果。最早的实验动物多来源于宠物,例如小白鼠、金黄地鼠等。很多实验动物也作为另类宠物进入人类的家庭,包括实验动物,如小白鼠、荷兰猪(豚鼠)、金丝熊(金黄地鼠)、比格犬等(表1)。实验动物因研究疾病需要而遗传品质已经发生变化,比宠物更易感染传染性病原体而造成流行。目前实验动物的种类已经包括了从线虫、斑马鱼、小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、鸡、鸭,到猴、猪、羊、牛、马等大型动物。1918年,中国科学家正式开始使用实验动物开展肺炎球菌实验,揭开了我国实验动物科学发展之路。

宠物和实验动物作为两种不同用途的动物,存在众多的相似点和差异。相同点在于都是经过人工培育或饲养,与人类密切接触。差异在于用途不同,决定了它们的培养方式不同,遗传品质不同,疾病控制方式不同,饲料、饮水不同等。

表1 实验动物和宠物的遗传起源关系Tab.1 The genetic relationship of laboratory amimal and pet

宠物是一个庞大的动物群体,仅美国在2000~2001年期间统计就有6 800万只宠物犬和7 300万只宠物猫(APPMA 2000~2001)[5]。而中国至少有宠物1亿只以上,目前我国从事宠物服务业的人数已猛增到100多万。相对之下,实验动物的规模要小得多,我国目前有1 900多万只实验动物用于科学研究,从业人员在10万人以上[6]。

2 宠物和实验动物具有类似的疾病谱

由于宠物和实验动物多同种同源,具有共同的疾病谱,都可以感染并传播传染性疾病。宠物在人兽共患传染病中扮演了重要的传染源或储存宿主的角色。而实验动物则在人兽共患传染病防治中发挥着研究工具的作用。

宠物和实验动物关系密切之处,就是用于类似的疾病谱,对多数人兽共患传染病易感。而且,宠物处在开放的环境下,可以作为多种病原体的中间宿主而感染人类[7]。中国长期以来面临多种传染病的威胁——狂犬病,血吸虫病,猫搔热、猪链球菌病,寄生虫疾病等。这些疾病多少都跟宠物有一定的关联,宠物在传染病传播中的作用不容忽视[8]。

动物作为传染源的意义主要取决于人与受感染的动物接触的机会和密切程度,动物传染源的种类和密度,以及环境中是否有适宜该疾病传播的条件等。宠物作为与人类关系最为密切的动物,与人类朝夕相处,最容易成为动物源性疾病的传染源[9]。

世界上已发现的人兽共患病有250多种,其中与宠物犬、猫(同样可作为实验动物)有直接或间接关系的有70多种(表2)。可引起人兽共患病的病原包括病毒、细菌、衣原体、立克次体、真菌、寄生虫、节肢动物等[10]。在新发和再发传染病中,动物源性疾病的病原体(尤其是病毒)是非动物源性病原体的2倍。据统计,在已知的1 415种人类致病原中,62%是属于动物源性。而在新发传染性疾病的致病原中,75%具有人兽共患性。近年来,由于家养宠物造成的传染病发生甚至暴发或流行屡见报道[11-16]。所以,在宠物饲养中,从饲养、日常护理、疾病监测和建康检查等各个环节对于预防动物源性疾病都非常关键。

表2 常见宠物(实验动物)与人类共患疾病Tab.2 The common zoonosis related with pet(laboratory animal)

3 实验动物可以在宠物导致的人类传染病防治方面的发挥重要作用

新发传染病发生后,最重要的问题是对病原的溯源,即发现病原是从哪里来,通过什么途经传染给人类的。实验动物是研究人类传染病理想的研究工具,基因工程动物、小鼠、大鼠、裸鼠、豚鼠、雪貂等传染病敏感动物常被用于传染病研究。

宠物是一个巨大的病源库,也是新发传病的主要来源。在宠物感染源中,以鼠类的意义最大,是沙门菌尤其是鼠伤寒沙门菌的重要宿主,由其粪便污染器械导致医院感染已有很多报道。鼠类还可导致鼠疫、流行性出血热等传染病的发生。宠物携带传染病的检测和新发传染病的溯源的主要检测技术有PCR技术、DNA芯片技术和血清学检测技术[17-18]。可以定期监测常见宠物(犬、猫、兔、鼠、鸽子等)中几种重大传染病(乙肝病毒、结核杆菌、禽流感病毒等)携带和发病情况。根据宠物感染疾病的情况,推测病原体的易感动物和可能传播途径,评价对人类的危害等。

欧美发达国家对传染病的监测体系日趋完善,对宠物也实行较为严格的疫苗注射、体检和疫情报告制度。宠物传染病对人类的威胁也逐渐引起科学家们的重视,美国CDC有专门的栏目指导公众如何避免宠物源性人兽共患病。

据WHO统计,从1940年起,新发感染性疾病(emerging infectious disease,EID)发生率一直持续上升,在上世纪80年代达到了高峰。近年来出现的传染病有艾滋病、疯牛病、军团病、禽流感、埃博拉出血热、西尼罗病原体、汉坦病毒肺综合征及猴痘等[8]。这些新发传染病,或传染性强、或传播速度快、或病死率高,一旦传入中国,将严重影响社会稳定、经济发展、国家安全和民众生命健康。

国内外不断有人报道宠物源疫病传染人的病例,但还没有对宠物群体中传染病大规模调查研究。我们有必要开展此类工作,利用实验动物开展宠物疾病监测和流行病学研究,以防治宠物源性传染病病原体对人类的威胁。

4 我国实验动物管理现状

1988年,我国第一部行政法规性文件《实验动物管理条例》经国务院批准,由国家科委发布施行。自《实验动物管理条例》、《实验动物质量管理办法》、《实验动物许可证管理办法》和国家标准的颁布实施,确定了管理主体和管理体系,明确了管理措施和管理办法,提出了质量管理标准,建立了质量检测网络。我国实验动物管理实行统一的法制化、标准化管理体制。逐步建立起我国较为完善的实验动物质量和动物实验质量的管理组织机构体系、法规标准体系和质量保障体系[2]。

4.1 实验动物许可证制度

由中央政府主管部门和地方主管部门牵头分级管理,围绕着提高实验动物质量这一中心工作,推行实验动物生产、使用许可证制度,实验动物从业人员在上岗前需要经过专业培训和考试,取得上岗证。各级实验动物管理机构依法行政,依照标准管理,并与技术质量检测机构、种源基地和社会化生产结合逐步形成了较为完整的实验动物科技工作体系。政府推动这一管理模式有力地促进了我国实验动物质量和动物实验质量的迅速提高以及全行业的健康发展,这也是我国实验动物管理工作的特点。

4.2 实验动物质量监测网络

实验动物质量监测网络,是指把依法建立、分属不同行政区域的实验动物质量检测机构,通过有关管理规定和有效管理方式将其各个独立存在的“工作站”联系在一起,按照统一标准实施实验动物质量检测活动,为实验动物工作的法制化和规范化管理提供技术支撑的有机整体。我国的实验动物质量检测机构分为国家级和省级两个层次,目前检测范围已经覆盖全国。

经过近20年的发展,我国实验动物质量标准与检测网络已基本形成,对提升我国实验动物整体水平起到了其他手段不可替代的重要作用。通过科技投入,支持开展实验动物质量检测技术方法和检测试剂标准化研究,提升检测能力和水平。我国实验动物质量检测管理体系的建设采取的是“举国体制”。监测网络在实验动物许可证的管理、质量评价和质量监督保障等方面发挥了重要作用。

4.3 实验动物质量标准体系

我国依法执行统一的实验动物质量国家标准。尚未制定国家标准的,可依次执行行业标准或地方标准。1994年国家技术质量监督局颁布了我国第一部实验动物国家标准,该部标准规定了啮齿类和兔类实验动物的微生物学和寄生虫学监测等级标准、环境与设施标准、配合饲料质量标准、哺乳类实验动物的遗传质量控制标准。2001年在此基础上,根据我国实验动物的发展要求,对1994版标准进行了重新修订,并相应增加了实验用猫、犬、猴微生物学和寄生虫学监测等级标准。2006到2008年,全国实验动物标准化技术委员会组织专家对2001版实验动物国家标准又进行了修订和补充,新标准已经进入报批阶段。此外,一些行业和地方根据实际工作需要制定了一批国家标准,如农业部《SPF鸡微生物学质量控制标准:SPF鸡微生物学监测总则》(GB/T17998-1999),国家住房和城乡建设部公布了《实验动物设施建筑技术规范》(GB50447-2008)等[2,19]。

5 实验动物质量监测技术对宠物疾病监测的借鉴

据统计,60%的人类病原体来自动物,80%的动物病原体为多宿主型,75%的新发传染病是人兽共患病,80%用于生物恐怖的病原体是人兽共患病病原体[10]。而宠物可以携带这些病原体而不发病,在于人类密切结果过程中,人类可能会因此感染而严重危害健康。因此,有必要开展宠物疾病,特别是传染病监测,以消除潜藏在人类身边的危险杀手。实验动物比宠物更容易感染传染病,在把实验动物作为宠物饲养时应该注意这些问题,并加强疾病监测。

同时,宠物引起的食源性疾病也日益凸显,美国一项最新研究发现,被沙门氏菌污染的宠物食品也可能将这种病菌传播给人类,这是研究人员首次将宠物食品与沙门氏菌疫情联系在一起。研究结果将登载于今年9月的小儿科(Pediatrics)杂志上。美国每年约7 600万人患有食源性疾病,其中32.5万人住院治疗,5 200人死亡[20,21]。在欧洲,社会政策的最新发展是将食品安全放在了第一位。我国国务院为了切实加强对食品安全工作的领导,于2010年2月6日设立国务院食品安全委员会,作为国务院食品安全工作的高层次议事协调机构。

宠物对食品安全的影响不容忽视,而实验动物应在防治宠物污染食品等食品安全课题研究中发挥更大的作用。宠物疾病监测需要实验动物作为研究工具。已经发展相对成熟的实验动物疾病检测、诊疗技术也可以应用于宠物疾病监测和防治。宠物疾病的发病机理和诊治研究同样离不开实验动物作为研究工具。

6 实验动物福利对宠物福利的借鉴

动物福利是宠物和实验动物共同面临的问题,动物都存在基本的生存权利。宠物福利的核心是五大自由(5F,即享有不受饥渴、生活舒适、不受痛苦伤害和疾病、无恐惧和悲伤感、表达天性的自由),实验动物福利的核心是3Rs(替代、减少、优化)。实验动物的福利可以推广到宠物,例如,替代:高等级的宠物可以被低等级的宠物所替代,而活体宠物可以被电子宠物所替代,以避免宠物携带的病原体对人类的潜在威胁。减少:宠物的数量需要适当控制,以免污染环境,扰民影响邻里关系。优化:就是加强对宠物疾病的监测,定期接种疫苗,提高宠物的质量。同样可以降低宠物给人类带来的负面影响。

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