从动物感知的视角谈实验动物伦理问题*

韩志刚 衣启营 谭冬梅

在生命科学研究中，选择实验动物作为人类的替代者，是基于实验动物有着和人类一样的神经结构和生理机能，一样的感知外界环境和身体变化的主观反应，并且能够复制人类的疾病，对疼痛和痛苦有着同样的感受。然而，正是由于实验动物有着和人类一样的感知功能，一样有感情和喜怒哀乐，人类利用实验动物进行科学研究的过程才充满了伦理挑战。怎样在道德和伦理的约束下，科学合理地利用实验动物，已经成为生命科学研究中的一个重要课题。

1 动物的感知功能

1.1 感觉器官与感觉

感知即动物依靠感觉器官对内、外界信息的感觉与觉察。感觉可分为外部感觉和内部感觉。外部感觉是动物对所处环境的直观感受，如光线、图案、温度、颜色、味道、声音、气味等。视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉这“五感”属于外部感觉，这类感觉的感受器位于动物身体表面或接近身体表面的地方。内部感觉是反映动物机体本身各部分运动或内部器官发生的变化，这类感觉的感受器位于相关组织的深处（如肌肉、肝脏）或内部器官的表面（如胃壁、呼吸道），内部感觉能及时地反映动物身体内部环境的变化，如体温变化、饥渴状态、胃肠蠕动或痉挛等。此外，动物对运动、速度和平衡的感觉也属于内部感觉[1]。

实验动物的感觉器官虽与人类相似，但灵敏度却大不相同。例如，大多数啮齿类动物的活动节律为昼伏夜出，是因为啮齿类动物的视觉相对退化，而其他感觉器官相对敏感，包括敏锐的听觉、嗅觉及有探触环境的触须。再如，豚鼠、兔、犬等的听觉都十分灵敏，能够识别多种不同频率和响度的声波，其能感知的声波远在人类听觉频率范围（20Hz～20000Hz）之外。与其他哺乳动物比较，非人灵长类动物的嗅觉不发达，而犬、猪、兔、啮齿类动物的嗅脑、嗅觉器官和嗅神经极为发达，对空气中的尘埃、氨浓度等十分敏感[2]。实验动物的食物来源主要是饲料，动物的味觉感受器通过对酸、甜、苦、咸、鲜的辨别来确定食物资源的特性与质量，味觉对保证动物机体的营养和维持体内环境的恒定起着重要作用[3]。

1.2 动物的意识和情感

意识被心理学定义为“觉知和自觉”，即主体能知道本身的状况和感知周围的环境情况。意识的基础是感觉，动物的客观世界或环境在很大程度上由感觉和知觉共同决定。虽然人的认知能力比起动物来占有绝对优势，但动物的感觉范围和灵敏度却是人类无法比拟的，从这个意义上说，在动物的意识里所呈现的世界可能比人类更丰富[4]。

相对于人类表达情感的丰富的面部表情、语言呈现和躯体活动，动物的情感反应相对比较原始，脸部表情比较简单，而躯体反应比较明显，如摇头、摆尾、蹦跳、吼叫、露牙等。尽管如此，比较行为学研究仍然显示，动物与人类在畏惧、苦恼、沮丧、微笑、友好等情感表达方式上具有高度的相似性[5]。

2 动物实验引发的实验动物伦理问题

2.1 动物实验给实验动物造成的疼痛和痛苦

疼痛是由于机体内外较强的刺激而产生的机体损伤，包括伤害性刺激作用于机体所引起的痛觉，以及机体对伤害性刺激的疼痛反应。痛感受器分布于全身所有组织中，除了皮肤痛以外，还有来自肌肉、肌腱、关节等处的深部痛和来自内脏的疼痛[6]。痛苦是由持续的或反复的疼痛刺激、疾病、抑郁、焦虑、恐惧、紧张和不安产生的一种消极的感情状态，是一系列不愉快的感觉和情绪上的感受所造成的，伴随着现有的或潜在的精神上的伤害[7]251。

许多动物实验会不可避免地对动物实施伤害性刺激，引起动物疼痛或痛苦。如动物外科常用兔、犬作为教学实验对象，实施机体损伤修复或内脏切除等手术操作。实验时先要人为对动物造成外科损伤，如割伤实验兔的皮肤、肌肉，或者用利器对实验犬造成胃穿孔，然后进行止血、清创、手术修复；有时为了练习手术技术而将健康犬的阑尾、脾脏切除。在教学实践过程中，时有动物麻醉尚不充分，便开始手术操作的情况，或者整个手术过程中，动物未进入深度麻醉状态，出现极力挣扎、痛苦呻吟，甚至尖叫；术后的恢复过程较长，往往缺乏兽医的护理，没有及时评估动物的痛苦并给予相应的止痛处理，甚至将动物弃置。2015年12月，西安医学院实验用狗被弃置教学楼楼顶，据网友提供的多段视频显示，共有数十只狗被放置在楼顶，其中部分身上有多处伤口，疼得一直在抽搐。此外，在实际教学中，为了节约成本，同一只实验动物可能会被反复利用，在其身上实施不同的手术实验，在数周内动物反复经历手术-恢复-再手术-再恢复的循环过程，每次手术及术后恢复过程中的疼痛和痛苦引发的恐惧，会在下一次动物实验时更加强烈，最终可能因为不堪忍受巨大的疼痛和长时间的痛苦而死亡。

2.2 实验对实验动物的情感和行为造成的负面影响

据笔者观察，关在犬舍里的实验犬在听到隔壁房间手术后苏醒过来的实验犬犬舍惨叫声时，会表现出焦躁与不安，竖起耳朵向隔壁张望，面部表情紧张、恐惧，就算是饲养员接近时，这些犬也会下意识躲避。同处于术后恢复期的实验犬在看到其他犬身体衰竭到死亡后，会表现得更加痛苦，叫声中充满了悲悯与绝望，甚至会流下眼泪。常说“杀鸡给猴看”，杀鸡之所以能儆猴，就是因为它让猴产生了恐惧，从而起到警戒作用。而动物实验伦理要求，不能当面处死同类或其他动物，也是这个道理。

作为一种生命形式，实验动物与人类一样具有意识和情感，也希望表达天性和自由，也希望生活无恐惧、悲伤和焦虑。而实际上在实验过程中，动物长时间生活在狭小的笼具里，很多天性难以得到表达。长此以往，动物可能出现异食、破坏、抑郁，甚至自残等病理状态的行为。单笼饲养的动物还容易出现没有明显目的的机械重复行为，即刻板行为，如小鼠在笼盒里连续翻跟斗、原地打转，铁笼里的犬长时间不停地吠叫，非人灵长类动物在笼舍里来回踱步、摇头、制造噪音等[8]。实验动物就像被囚禁在牢房里一样，行为受限、内心孤独烦躁、经历着漫长的煎熬，这给动物身体、情感都造成了严重的不良影响。

3 影响实验动物福利伦理的主要因素

3.1 环境和 营养

实验动物的感官对环境温度、湿度、光照、噪音、气味以及饲料营养变化极其敏感，而环境和营养因素直接影响实验动物的健康和福利[9]。例如，豚鼠体温调节能力较差，易受外界温度变化的影响，温度过高或过低都会降低其抵抗力；哺乳动物在噪音和不适光照的影响下，其内分泌系统会发生紊乱，性功能减退，还可能造成流产、拒哺乳、食仔或死亡[2]；动物在营养缺乏或失调的情况下可引发疾病、异食、中毒等，严重的可能造成瘫痪[10]。

3.2 饲养管 理

饲养人员是与动物接触最密切的人员，其对待动物的态度会直接影响动物的情绪。在日常管理中，若饲养人员抓取或运输动物的方法不当，不考虑动物的感受，动作粗暴，长期引起动物的不安、惊恐、疼痛和损伤，这对动物的身心是很大的折磨。饲养密度也是影响实验动物健康的重要指标，如上所述，生存空间太小、过于拥挤会让动物出现不同程度的心理和行为异常。

3.3 实验人员的伦理意识

实验动物伦理的核心理论是“3R”原则，即替代（replacement）、减少（reduction）、优化（refinement）。尽管“3R”原则已经在世界范围内成为动物实验共同遵守的原则，但国内的实验人员对“3R”原则的认知水平普遍较低。某地对247名高校师生的问卷调查表明，只有11.89%的师生知道“3R”原则，而能准确写出替代、减少、优化具体内容的人员只占总人数的5.74%[11]。某两地的医学院校分别对191名和400名医学生的问卷调查结果也显示，大部分医学生对实验动物伦理知识掌握较差，普遍缺乏生命伦理意识，而且多数医学生表示周围存在伤害或虐待实验动物的现象[12-13]。笔者所在学校的研究生在进入动物实验室之前，都必须经过实验动物规范化操作培训，而且要重点学习实验动物福利伦理知识。然而，在动物实验过程中，实验人员戏弄甚至虐待动物的情况还是时有发生，同时也存在处死动物方法不正确或不人道，甚至随意丢弃动物尸体的现象。看到这些数据和现象，笔者作为实验动物工作者，深深地感到，加强宣传教育，普及实验动物福利伦理思想，让实验者发自内心地尊重生命、善待动物任重而道远。

4 解决实验动物伦理问题的对策

4.1 加强饲养管理，为动物提供适宜的环境和营养

饲养人员应掌握实验动物科学的基本知识，在工作中要遵守实验动物饲养管理的各项操作规程，从道义、情感和实践上尊重、善待、爱惜实验动物。要为实验动物提供相对安静的环境，空气新鲜而洁净，温度、湿度、光照、换气次数等要适宜，垫料要舒适，饲料营养要均衡且适口性好。这样，实验动物在其生命的全过程都得到良好照顾，保持稳定的心理、生理状态，动物实验才可能得到科学准确的结果，这同时也符合人们对伦理道德的追求[14]。另外，还要保障实验动物的行为和心理福利，在笼具内放置供动物活动和玩耍的物品，如为单笼饲养的兔、犬和小型猪提供磨牙棒、皮球等玩具；为小鼠、大鼠提供木质隧道或迷宫，以供其啃咬、藏匿和攀爬。

4.2 落实“3R”原则

动物实验研究要在充分体现“3R”原则的前提下，科学、合理、仁道地利用动物。例如，在肠组织的吻合术教学实验中，可以到屠宰场购买猪小肠来进行实验，而不必使用活体动物；在进行动物实验基本操作练习时，用一只小鼠或大鼠就可以完成灌胃、注射、采血、取材等多项实验，而不需要用更多的动物。实验过程中应为动物提供适宜的环境，避免过冷过热、强光、噪音等不良刺激。保定动物时，应遵循“温和保定，善良抚慰，减少痛苦和应激反应”的原则。进行手术时，必须确保动物完全进入麻醉状态；为防止术中动物体温过低，应采取一定保暖措施；术后恢复期应根据动物实际情况，进行镇痛、消炎和有针对性的护理及饮食调理。最后，在不影响实验结果判定的情况下，应选择仁慈终点，避免延长动物痛苦的时间；处死实验动物时，须按照人道主义原则实施安死术[15]，且现场不宜有其他动物在场。

4.3 动物实验伦理审查与过程监督

动物实验伦理审查是按照实验动物福利伦理的原则和标准，对使用实验动物的必要性、合理性和规范性进行的专门检查和审定。伦理审查围绕“3R”原则展开，审查动物实验项目是否有充分的科学意义和必须实施的理由；是否尽可能采取替代方法，减少不必要的动物数量；处置动物的方法是否符合实验动物规范的操作技术规程；实验过程是否对实验动物给予人道的保护，防止或减少动物不必要的应激、痛苦和伤害[16]。此外，对人员资质的审查也是很重要的内容，包括动物实验人员是否参加过专业技术培训，并获得相关资质和技能，以及实验动物福利伦理、职业道德方面的培训等[17]。在动物实验实施过程中，还应对批准项目的实际执行情况及偏差进行监督检查，发现问题应及时整改，严重的应立即暂停实验，取消实验人员资格。

4.4 科学评价并减轻动物的疼痛和痛苦

动物的疼痛和痛苦反应所表现出来的行为、生理和病理的改变，在很大程度上会干扰动物实验结果的科学性。无论是基于科学研究还是伦理道德，都需要对动物所承受的疼痛和痛苦进行观察、判断和评价。

动物无法用语言表达疼痛感受，疼痛反应往往表现为行为反应或生理指标变化，如惊叫、躲避、挣扎、毛发竖立、四肢颤抖等，体温升高或降低、心律加快、呼吸频率增加和幅度减弱等。因此，评价动物的疼痛时，可以选择这些行为或生理变化作为观察指标。这些方法比较简单、直观，但由于动物个体差异和观察者的主观因素，具有一定的局限性[18-19]。研究表明，动物面部表情的改变可以作为评价动物疼痛的一种方法，如通过判断小鼠眼部、鼻子、面颊、耳朵、胡须的改变程度来为其痛苦表情评分，从而评价动物所受疼痛的程度[20]。

对动物疼痛和痛苦的真实客观评价虽然比较困难，但其影响动物实验结果的科学性和准确性这一事实不容忽视。所以，在动物实验过程中，应通过改善动物福利，使用麻醉、镇痛或抗焦虑药物等措施来减少动物所遭受的应激、疼痛和痛苦。在保证实验结果科学准确的基础上，应选择仁慈终点结束实验，最大程度地减轻动物所承受的疼痛和痛苦。

4.5 仁慈终 点

疼痛和痛苦会使动物生理上发生改变，导致同一实验处理而结果出现多样性的情况，特别是实验后期动物接近死亡时，生理上的变化可能产生一些误导性的结果。因此，动物实验过程中，在得知实验结果时，应及时选择动物表现疼痛和痛苦的较早阶段为实验的终点，这是研究人员的伦理责任，也是人道主义的具体表现。

开展动物实验之前的预实验对仁慈终点的确证十分必要，特别是在不能完全掌握实验处理会对动物产生何种影响或何种程度的影响时尤为重要。使用少量动物开展预实验研究能够帮助实验者了解动物的死亡率、受影响的渐进度、严重程度以及需要进行观察的频率，以确定一个出现在早期的仁慈终点[21]。除实验必需的极少数情况外，死亡（安死术除外）不应作为动物实验计划的终点。如在大鼠软脑膜肿瘤的研究中，当大鼠出现后肢麻痹时，即进入濒死状态，可将其作为有效的实验终点，而不是以死亡作为实验终点，减少了大鼠不必要的疼痛和痛苦[7]252。

4.6 实验动物安死术

安死术是动物实验中为了取得实验数据、实验完结、动物失去重要肢体器官、或动物持续承受无法控制之痛苦时处死实验动物的一种手段。从动物伦理角度出发，在不影响实验结果的同时，尽快让动物没有惊恐或焦虑而安静地、无痛苦地死去，体现了人类对实验动物的关爱和敬畏，也是保护动物的需要[22]。

安死术的基本要求是在短时间内达到无痛苦死亡的目的，尽量避免实验动物产生惊恐、挣扎、尖叫；不影响实验结果或标本采集；药物及方法经过验证，科学、可靠且可重复；设备方便易得，操作简单且便于维护；不影响操作人员情绪、健康和安全；地点选择应远离其他动物，并对公共卫生、环境影响最小；确认动物死亡后，将动物尸体进行无害化处理[23]。

实验者应根据动物实验的目的、实验动物的品种品系以及需要采集标本的部位等因素，选择合适的安死术方法。啮齿类实验动物常采用二氧化碳窒息法，但窒息器内勿装入过多动物造成拥挤，且勿同时放入不同品种的动物，以免造成动物死亡前的窘迫。小鼠和大鼠也可以采用脱颈椎的方式，但超过200g的大鼠就不宜采用此法。实验兔和猫的处死常用空气栓塞法，但此法可致动物痉挛、角弓反张和哀叫，因此操作前动物需先麻醉。无论采用哪种安死术，实验者都需要接受系统的技术培训，熟练掌握技术要点后方能在动物身上实施。兽医师也要给予实验者适当的指导，或与实验者共同进行仁慈终点的判定与安死术方法的选择。此外，呼吸停止不能作为动物死亡的判断依据，动物往往先停止呼吸，数分钟后再停止心跳。因此，执行安死术后，需检查动物的心跳是否完全停止，以确认动物死亡。

5 总结

实验动物和人类一样是有血有肉的生命体，一样有感知、感情，一样拥有享受愉快和感知痛苦的能力，这是动物拥有福利的充分条件，也是其应该获得道德关怀的充分条件。实验动物拥有道德权利，即拥有避免不必要痛苦的权利，这决定着人类不能把动物当作没有意识和情感的实验工具来对待，相反，我们应当以神圣的责任感和同情心来善待它们[24]。

实验动物伦理是人类对待实验动物和开展动物实验所遵循的社会道德标准和原则理念，而“3R”原则是实验动物伦理的核心原则，同时也是动物实验伦理审查的重要原则。实验人员要增强关爱动物的意识，在实验中切实保护动物福利；对动物所承受的疼痛和痛苦要及时进行科学评价，并适时选择仁慈终点；必须要处死动物时，应人道地终止动物生命，最大限度地减少或消除动物的惊恐和痛苦，使动物安静、快速地死亡。