实验用猫的应用及标准化*

陈 军 王 亮 邱泽文 詹红微 李慧玲 陈大朋 王福金 王爱国 王靖宇

(大连医科大学实验动物中心，大连 116044)

猫属于哺乳纲食肉目猫科猫属，19世纪末开始应用于科研实验，现已广泛应用于生物医药等方面的科学研究。在过去一百多年生命科学和医药学的发展中，实验用猫做出了重要的贡献。至今为止，基于动物研究的结果获得诺贝尔生理和医学奖的180位获奖者中，就有19位使用猫作为实验动物。近年来，随着实验用猫的标准化进展及其应用科研领域的不断拓展，实验用猫在科学研究中的地位和应用数量逐年提升。

1 猫在生物医药研究中的应用

猫的神经系统、循环系统和肌肉系统发达，神经反射机能与人相似，实验效果较啮齿动物更接近于人，特别适宜观察各种反应的实验。另外，猫作为中型实验用动物，相对于大、小鼠来说，体型更大，便于实验操作与观察。因此，猫作为实验动物在生物医药科学研究领域具有独特和广泛的应用。

1.1 脑神经生理学

早在20世纪80年代，Greenberg等[1]就开展了人与猫的运动诱发电位(MEP)数据的比较研究，证实了猫与人MEP数据的相似性。由于猫具有极敏感的神经系统，头盖骨和脑的形状固定，以及电极探针插入大脑各部位的神经生理学方面研究的标准化，猫已成为脑神经生理学研究的标准实验动物。另外，猫的大、小脑比猪、兔、大鼠等动物发达，结构也更接近于人脑，常用于制作癫痫[2]、阿尔兹海默症[3]、帕金森综合症[4]等中枢神经系统疾病模型。

1.2 脊髓损伤

根据Perese等[5]报道，猫不仅具有容易进行电生理研究的体型，而且其脊髓长度(34 cm)以及解剖结构与人类(40～50 cm)相似。因而，猫是用于脊髓损伤研究的首选动物[6]。Martinez等[7]研究表明，在猫T13胸段制作脊髓损伤动物模型后，能通过训练、电刺激和药物联合作用恢复正常的运动模式，证明脊髓具有产生运动的内在电路。另外，虽然在进行胚胎干细胞移植、神经递质的评估及脊髓中控制运动电路的分子遗传学研究中主要应用大、小鼠，但对于脊髓损伤的临床前转化还需要在猫等动物中进行。如Hanna等[8]应用猫研究发现周围神经能成功移植到脊髓上，这为骨髓损伤提供了一种潜在的治疗方法。

1.3 睡眠障碍

成年猫有2/3的时间在睡觉，而且猫体型小和性情温和，是用于睡眠的研究良好动物模型。Neuzeret等[9]发现猫在仰卧位颈部弯曲的姿势睡觉时能发生阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)，持续气道正压(CPAP)是人类OSA的黄金标准治疗方法，而猫也习惯佩戴CPAP装置。实验表明CPAP治疗能减少猫唤醒和睡眠移位，增加异相(REM)睡眠，这两种情况都与人类的情况类似。

猫还用于治疗帕金森患者睡眠障碍的研究。1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine，MPTP)能诱导猫发生帕金森综合症，在急性期会出现与帕金森患者睡眠障碍相似的睡眠中断病症。由此，猫MPTP模型常用于帕金森疾病睡眠障碍的研究[10]。

1.4 血压

猫血压恒定，血管壁坚韧，心搏力强，便于手术操作，能描绘完好的血压曲线，适合进行药物对循环系统作用机制的分析，并可通过制备“脊髓”猫排除中枢对血压的影响。《美国药典》及《英国药典》在降压物质检查中只选择猫作为实验动物。中华药典2020版四部通则及中国药品检验标准操作规范中规定：降压物质检查法采用猫或狗血压法。嵇扬等[11]通过比较比格犬与猫对组胺降压作用敏感性的研究发现,猫作降压物质检查更为合适。

1.5 眼科学

猫眼球大小、解剖及眼科疾病特点与人类接近，适用于供人类使用的眼科仪器和治疗手段，在眼科疾病研究中应用广泛。弱视是影响儿童视觉发育的常见病，由于猫的眼球大，便于手术及观察，已广泛用于弱视模型的制作。Occelli等[12]发现猫有类似人眼黄斑结构，而小鼠缺乏这种类似人眼的感光体密度较高的视网膜中央区域。此外，猫还可用于制作青光眼[13]、外伤性视神经损伤[14-15]、遗传性视网膜疾病等疾病模型[16]。

滑志民等[17]采用SCOPUS工具进行文献调查显示：1940—2019年发表的超过24万篇涉及猫的文献中，用于神经生物学和血压方面研究的文献最多，其中神经生物学领域文献38 945篇，占比约16%；研究血压的文献13 967篇，占比约6%。此外，除上述应用的主要疾病动物模型外，猫还用于弓形虫病、耳聋症、脊柱裂、肿瘤(内脏淋巴瘤、头颈鳞状细胞癌、乳腺癌等)、营养学(维生素B6缺乏症等)、解剖学等众多的研究领域。

2 实验用猫的生产和供应

猫喜欢独处且自由的生活，不宜群居，除发情与交配外，很少一起栖息。相对于大、小鼠来说，猫饲养空间要求也大，且猫为肉食动物，饲养成本高。另外，猫牙齿与爪十分尖锐，动作灵活敏捷，善于攀爬，不易捕捉。经过驯化的猫比较温顺，野猫和未经驯化的则有野性，性格凶悍且攻击性强，尤其在应激状态下，接触不当，容易被抓伤及咬伤。众多因素导致猫的集中大批量饲养相对困难。猫作为伴侣动物，在动物福利日益受到重视的情况下，使其作为实验动物进一步受到限制，加之相应的规范标准没有普及，在全球总体呈现实验猫供应稀缺的现状。

美国在猫的实验动物化研究方面做了大量工作，是全球实验猫标准及相应法律法规最完善的国家。猫是美国农业部依照《动物福利法》及《实验动物护理及使用指南》管辖的物种，超过98%的实验用猫来源于专门饲育实验用猫的机构，这些猫在屏障系统里进行饲育，不需要注射疫苗，体内抗体确实。此外，还有微生物控制级别更高的无特定病原体(SPF)猫。美国设有实验动物科学购买指南的网站，以便于查找和获得标准实验猫的来源信息。

在我国，集中饲育实验用猫的机构单位屈指可数。根据李锦铭等[18]报道，华北制药厂于1990年培育了我国第一个实验用虎皮猫品系，但至今仍未大量推广应用。大连医科大学从2003年开始探索实验用猫的饲育工作，逐步建立符合实验动物标准的实验猫繁育体系。目前有猫生产许可证的单位有3家，使用许可证186家[19]。

由于我国目前符合标准的实验用猫供应匮乏，绝大多数单位主要通过商贩或者农村收购获得实验用猫。使用这些来源不清楚以及遗传、年龄、微生物和寄生虫携带情况不明的猫开展实验研究，不仅会因众多未知因素的影响而出现实验结果重现性差，数据不可靠的现象，而且对实验人员也存在严重生物安全隐患。据何忠平等[20]2010年的调查统计数据显示，浙江省家猫带有体外寄生虫达33.3%，其中弓形虫25%，肝吸虫21.7%，占比很高。

3 实验用猫的使用

美国农业部动植物卫生检疫局(APHIS)的统计数据显示，2011年用于生物医学研究的猫的数量约为2.17万只，约占非啮齿动物的2%[21]。日本实验用猫的年使用量约为3 000只[22]。加拿大动物保护协会(CCAC)2020年动物数据报告显示，2020年加拿大CCAC认证的机构用于科学研究的猫的年使用量为3 738只，占比为0.1%，其中260只来源于专门培育机构，其他均为随机来源或来源不明[22]。在全球范围内，由于猫的实验动物化工作一直未获得重视，不仅统计数据匮乏，实验用猫的来源也呈现多样化。虽然涉及猫研究成果的文献数量逐年增长，但是这些文献中的实验用猫大部分来源于研究所自留、家庭捐赠、动物收容所，部分文献甚至没有来源说明。

据刘明慧等[23]报道，中国的实验用猫年使用量约在5 000只以上。吉林省2015年的统计数据显示，吉林省有多家企业和大专院校用猫做实验，年使用量超过1 000只。浙江省降压药品涉及二十多条生产线，药品的年产值达数十亿元，每年的药品质量监测使用的实验用猫量为400～500只。国内集中饲育且能对外供应实验用猫的单位稀缺，只能使用商贩或者从农村收购来的猫进行实验，甚至媒体曾经报道过使用流浪猫进行实验，引起社会广泛关注，造成不良影响。

世界上公认的猫品种约有30种，各品种间的体长和体质量差别较小，在遗传学方面受人为控制也较少。猫按照被毛长短可分为长毛猫和短毛猫两大类，为实验的便利性，用于实验的猫多选短毛猫，如虎皮猫，但目前发表的与猫相关的文献中大都未提及猫的品种。

4 实验用猫的标准化

关于实验用猫的标准制定，美国起步最早，也最完善，是其他国家和地区的重要参考指标。美国在20世纪80年代就公布了实验用猫饲养繁育及检疫的指导性文件(美国实验动物学会ILAR，1973—1980及联邦法规全书，1982)，规范了关于实验用猫的环境设施、营养需要、种群的繁育、遗传控制及微生物、寄生虫控制等方面。另外该文件还规定免疫接种的种类及程序[24]。日本总理府于1975年告示第28号《犬和猫饲养和保管基准》，2002年改为《家庭动物等饲养保管基准》。德国农业部作为动物实验监管和实验动物保护的政府主管部门，自1991年开始，禁止将野猫作为实验动物，对于实验用猫进行详细的记录，以保证用于实验的猫来源清楚，遗传背景明确，微生物携带情况及使用过程中其他方面的信息可追溯。

《中国药典》虽然明确将猫列为实验动物，但我国到目前为止还没有关于实验用猫的国家标准。标准的缺失导致我国猫实验动物化进程缓慢，无标准化实验用猫可用的同时也限制了相关行业的发展，影响了我国相关行业的国际交流和贸易往来。国内最早集中饲养猫的单位是药企，目前拥有实验用猫使用许可证的186家单位中，90%以上为药企或者是与医药相关的生物公司或研究机构，说明猫对于医药行业的重要性。猫作为药品检验与药物开发的主要动物品种，如果能尽快标准化，对我国的医药行业发展将起到极大的推动作用。实验猫的标准化和国家层面相关法律法规的建立，将为促进我国医药行业的快速和高质量发展提供保障。

广东省在1994年首次进行了猫标准化方面的探索，并制定了广东省地方标准DB44/63—94，规定了猫作为实验动物必须控制的微生物等级标准，但是由于检测方法、可操作性等原因，该标准一直未得到有效推广，目前已废止。河北省2016年发布了《猫的饲养与管理》DB13/T 2411—2016地方标准，规定了实验动物猫的饲养与管理人员、环境与设施、饲料、饮用水、垫料、用具、卫生控制、饲喂、动物身份识别、繁殖、接种免疫、质量控制、废弃物及动物尸体的处理、动物运输等要求。2017年黑龙江省制定并发布了《实验动物猫微生物学等级及监测》DB23/T2057.2—2017和《猫寄生虫学等级及监测》DB23/T2057.4—2017地方标准，规定了实验猫微生物及寄生虫等级分类、检测要求、检测程序、检测方法、检测规则、结果判定、判定结论等。吉林省也于2016年和2017年分别制定并发布了《普通级实验用猫 病原微生物监测》DB22/T 2591—2016及《普通级实验用猫 寄生虫监测》DB22/T2791—2017等地方标准。

猫在我国还没有实验动物化，科学研究中所使用的猫只能称之为实验用动物(猫)，实验用动物是实验动物科学存在的基础和开发的源泉，将实验用动物进行实验动物化是生命科学对实验动物的质量要求。各省市为了严格控制科研和药物质检中的实验用猫质量，积极推进猫相关地方标准的制定，并将猫纳入实验动物生产及使用许可范围。地方标准的制定为实验猫的标准化打下了前期工作基础，但地方区域性限制了这些标准的执行、推广与实践，亟待国家层面标准的出台。

5 结语

猫作为实验用动物，是一些科学研究领域中最合适甚至是唯一可用的动物模型，具有不可替代性。但由于国家标准缺失、猫自身独特的生物学特性、总体用量相对较少、猫相关微生物检测试剂依赖进口等原因，导致猫的实验动物化进程缓慢。另外，我国与实验用猫相关的出台地方标准的省市和具有生产许可证和使用许可证的单位在全国范围内分布不均衡，相互之间不能发挥有效的支撑和协同作用。近年来，实验用猫的数量总体上呈增加趋势。据统计，2000—2018年，猫实验的相关文献逐年增长[17]。随着我国生物医药学的快速发展，实验用猫的质量和用量的需求快速提升。为推动我国实验动物资源有效的开发和利用，保证实验人员的安全，保证动物实验结果的可靠性，当前亟待推进和开展实验用猫的国家政策法规及各项标准的制定工作。