实验动物福利的探讨及改善

(苏州大学 剑桥-苏大基因组资源中心,江苏 苏州 215200)

0 引言

小鼠由于其物种特性导致容易受外界环境刺激而产生应激，因此身体状况、情绪等的变化都会对实验结果产生影响。实验者应充分了解并满足小鼠对动物福利的要求，从而确保实验数据的准确性及可重复性。随着科研工作者对动物福利领域了解的不断深入，对实验动物级别的要求也日益严格。近几年，较高洁净级别的动物设施如雨后春笋般现身各大院校科研院所。在满足了实验动物硬件生活条件后，管理者们还需多关注设施及实验操作上的细节，实验动物就是“活的精密仪器”[1]，这些细节会直接影响小鼠在实验数据上的反馈。因此，保障小鼠的福利需求即保障了科学研究的严谨和专业。

1 动物设施中的动物福利

1.1 温度

维持小鼠最适温度是一个SPF级动物设施的执行标准之一。常规的设施环境温度一般被设定在22℃～26℃，但同时不能忽视小鼠的热中性温度[2]。热中性温度，即在小鼠静止时代谢最稳定、感觉最舒适的温度。小鼠的热中性温度为31℃左右。如果可以让小鼠自由选择，在标准温度19℃～22℃和热中性温度30℃～32℃比较时，小鼠会选择后者。温度过低(<22℃)会导致小鼠过度饮食、肿瘤增速过快[3]，不利于身体健康的同时造成代谢等实验数据不准确。温度过高(>32℃)会导致小鼠烦躁、食欲减退，导致心理机能发生改变，从而影响所获实验数据真实有效性。

1.2 噪声、振动

小鼠的听力范围为1000～91000HZ，远比人类的64～23000HZ范围大。小鼠胆小易受惊，故设施内噪声的控制十分重要。此外，在建设设施前也要考虑保持良好的振动参数，一旦设施建成，振动参数将很难通过后期改造进行改善。无论是常规实验还是小鼠繁育，都会受到噪声和振动的影响。表型分析数据显示，小鼠受到噪声干扰后会出现血糖升高、心率加速、行为异常等非预期症状。因此，SPF设施内小鼠所处的环境需要将声音和振动严格控制在一定范围内。

1.3 光照

太阳光影响着地球上一切生命的节律，而生活在设施中的小鼠需要依靠日光灯来调节自身节律。除了设定规律的光照时间以外，光照强度、频率及波长对于实验动物也十分重要。光照除了影响实验动物的生物节律，还对繁育有很大的影响，有研究表明，光照强弱及时间长短可以影响动物性成熟[4]。曾有养殖斑马鱼的设施发现，用红光照射斑马鱼则几乎不能成功繁育，当把红光换成绿光后同样一批斑马鱼出生率有了大幅改善。针对不同种类的实验鼠应做相应的光控调整，如白化鼠，应放置在光线较弱的区域，尤其是繁殖笼，强光会使母鼠神经紊乱甚至咬死幼年小鼠。

1.4 饲料

实验小鼠一般饲喂辐照灭菌后的饲料，饲料品质的优劣直接影响着小鼠的营养健康情况，劣质饲料对于单一的小鼠个体来讲会导致营养不良，对处于繁育期的小鼠则会影响生育率,且幼鼠易出现脱毛等营养不良的现象[5]。而出生率低导致的直接结果是实验者会通过增加繁殖笼数量来获得足够数量的子代，这不仅有悖于动物福利中尽量减少实验动物使用数量的原则，同时会增加资源浪费。因此，实验者应充分考虑饲料对实验整体进度及实验数据的潜在影响，根据不同的目的选择相应的饲料。

2 日常实验中的动物福利

2.1 日常观察

饲养员应时刻关注小鼠动态，出现异常情况及时处理。常见情况及处理方法如下：①出现小鼠打斗现象，常见情况为一个笼盒内只有一只正常小鼠，其余小鼠均被咬伤，此时应把攻击者取出，取出后受伤小鼠会慢慢痊愈。及时取出攻击小鼠可有效保障受害小鼠的健康状况、减少了恐惧感。②实验者操作失误致使小鼠被限制而不能自由活动，导致小鼠忍受饥饿甚至死亡，此时饲养员的日常观察尤为必要。③其余异常情况，小鼠出现抽搐、身体溃烂、精神萎靡等情况应及时查看，给予治疗和隔离，防止疾病传染扩散。对于因重病而失去实验意义的小鼠应及时给予安乐死，使小鼠不受病痛折磨。

2.2 注意小鼠的群居特性

实验时偶有因为小鼠伤病或数量上难以均衡，而把单只小鼠放在一个笼盒中的情况。此时看似为小鼠提供了更为舒适的居住环境，但是动物福利要从动物本身的特性出发，不应以人类的喜好做定断。小鼠是群居动物，单只小鼠会孤单，时间久了会使小鼠产生抑郁。因此，每笼小鼠不能过多，但也尽量不要单独放置。如果实验过程中确有单只存放的需要，应该尽量摆放在笼架中央位置，避免放在笼架边缘处，通过透明的笼具，小鼠可以看到同伴，也可减少焦虑感。

2.3 实验手法轻柔

动物实验经常需要转移动物，熟练的操作者很容易习惯性的像丢物品一样将小鼠丢来丢去，但是小鼠是有生命的，它会紧张害怕、会痛，轻柔的操作在降低小鼠恐惧的同时可以有效保障实验数据的准确性。这也是表型分析实验要保证操作者手法轻柔，保持周边环境安静的原因。表型分析实验，无论是行为学、心电图监测、代谢指标监测、神经学方面等等都会因为小鼠情绪的浮动产生差距悬殊的实验结果。

2.4 安乐死

依照规定，实验动物在伤病或结束实验任务后应给予安乐死。安乐死即最大限度的降低动物的惊恐和痛苦，使动物安静的快速的死亡，一般有注射一定剂量的麻药、脱颈椎处死、高浓度CO2处死等几种方法。脱颈椎处死可以让小鼠瞬间死亡，减少疼痛，但是要注意手法。实际实验过程中，小鼠被从腰部脱断，痛苦挣扎着死亡的情况时有发生。因此，要求实验者有强烈的责任心并熟练的掌握实验操作技能，尽量避免此情况的发生。注射麻药和高浓度CO2是使小鼠在昏厥中死亡，此时应注意的是要确保小鼠已经死亡再投入存放尸体的冰柜中。如果实验者不细心，误判小鼠假死即将尸体丢入冰柜，很有可能小鼠会在清醒过来后被活活冻死。新生的幼鼠，肺部不发达，对于CO2不敏感，需要更长的时间才能死亡甚至无法用CO2处死，此时切忌直接投入冰柜冻死，而应采用断头处死的方法。

3 讨论

实验动物为科学实验而生，实验时应确保其生理心理的各项需要，实验结束后应给予无痛苦的死亡并感谢它们为科学的付出。3R原则发展成4R原则体现出了责任心的重要性，例如繁育笼内幼鼠断奶后要及时分笼，以防幼鼠长大后与原笼的父辈母辈鼠挣抢空间、饮水、饮食等。实际操作中，因不分笼造成笼内小鼠过多而渴死饿死的痛心事件时有发生；做了手术实验的小鼠应当至于热台上帮助其保持体温，同时按时给予一定剂量的布洛芬缓释剂缓解疼痛，而不是置之不顾等待其痊愈；观察到有疾病的小鼠正在奄奄一息挣扎时应该及时给予安乐死免除其痛苦。一个具有较好可重复性的实验才算是成功的，因此实验中各方面的细节不可忽视。