
換籠(lóng)的頻次
籠盒是小鼠生活的地方,吃喝(hē)拉撒都在籠盒內解決(jué),雖(suī)然它(tā)們會(huì)找一個固定的地點作為排泄區(廁所),但隨著時(shí)間的推移,這(zhè)個區域會隨著(zhe)排泄物的增(zēng)多而擴大(dà)。而排泄物(wù)的聚集,會導致有害氣體積累(lèi)。
封閉環境中,影響小鼠健康兩(liǎng)種(zhǒng)主要氣體汙染物是二氧化碳(tàn)和氨。在高密度飼養的小鼠籠盒內,即便在墊料(liào)更換後(hòu)的第九天,二氧化碳濃度仍不到3000 ppm,遠低於15,000 ppm的限製值。因此,通常情況下,二氧化碳(tàn)對小鼠的健康和福(fú)利危害不是主要考察對象。相比之下,由於糞便中的微生物或墊料中的尿(niào)素酶會分解尿(niào)液中的尿素而產生氨,因此,氣體氨在未(wèi)更換的小鼠籠盒中(zhōng)會隨著尿液和糞便的積(jī)累而增(zēng)加。已有多篇文獻證實高濃(nóng)度(dù)的氨氣會對小鼠的健康產生不利影響,導致鼻腔和嗅覺黏膜損傷並產生病變。此(cǐ)外,氨氣對人類皮膚、眼睛(jīng)和肺部(bù)有刺激性,當你進入不潔淨的廁所時,遇到(dào)那種讓你感覺(jiào)辣眼睛的味道就是接觸到了高濃氨氣的結果。由此可見,為了保持籠盒內的環(huán)境衛生,尤(yóu)其是為了控製氣(qì)體氨的濃度,定期地更換墊料(liào)和清洗小鼠籠盒(換籠)是齧齒類實驗動物設施中不可或(huò)缺的管理活動。
但小鼠作為夜行性的實驗動物,白天是其休(xiū)息時間(jiān),而更換墊料和籠盒的操作通常又是在白天實施的,這就不(bú)可避免地會導致小鼠被迫中斷睡眠,進而導(dǎo)致其(qí)焦慮增加。同時,小鼠(shǔ)還需通過氣(qì)味進行交流,如果換籠(lóng)過於頻繁,也會為其(qí)營造了一種頻繁進入陌生領地(dì)的體驗,這同樣增加了它們的焦慮。因此,換(huàn)籠過(guò)於頻繁會導致小鼠(shǔ)的刻板和攻擊性(xìng)行為增加且體重下降。不僅如此,對繁殖和哺乳中的(de)小鼠而言,頻繁的換(huàn)籠還會增加(jiā)其棄嬰和/或殺嬰行為(wéi)。所以,換(huàn)籠的頻次設定需要在保持環(huán)境(jìng)衛生和動物生理狀態(tài)穩定之間做出權衡,否則不僅影響(xiǎng)動物福利,也會對實驗結果產生幹擾。那麽(me)該如何在保持環境衛生和動物生理指標穩定之間作出權衡,最(zuì)終建立最佳的換(huàn)籠頻次呢?
顯然,籠盒是一定要更換的,但其更換的(de)頻次則是一個值得探討的問題。2011年版的《實驗室動物護理和使用指南》中建議應至少每(měi)兩周消毒和更換籠盒一次。但該(gāi)指南(nán)也明確指出(chū):“墊料更換的頻率取決於多個因素,且(qiě)並沒有絕對的墊料更換頻率”。該指南同時還(hái)建議(yì):“通過驗證籠盒(hé)內微環(huán)境條件,如確保(bǎo)汙染(rǎn)物氣體氨保持在不會對動物產生刺激的水平以下,從而保護動物的福祉。”
考慮到高濃度氨是籠盒內的主要汙染物,依(yī)據籠盒內氨氣濃(nóng)度設定一個限定值(閾值),進(jìn)而確定兩次換籠的間隔(gé)時間既是合理的也是必要的。然而,由於還缺乏氨氣對小鼠健康影響的全麵係統性研究,目前尚無針對小鼠氨氣暴露閾值的明確指南。美國(guó)職業安全與健康管理局為人類(lèi)設定的氨(ān)氣最大暴露限值為50ppm,或在8小時工作日內平(píng)均暴(bào)露限值為25 ppm。在沒有明確的齧(niè)齒動物暴露限值的情況下,這兩個數值也常作(zuò)為齧齒動物最大氨氣暴露閾(yù)值而被一些文獻所采用。
當動物飼養密度固定時,氨氣濃度主要受籠盒通風能力(lì)的影響。如果(guǒ)使用(yòng)的是靜態的平板架籠盒,由於空(kōng)氣流通受限,氨氣濃度會很快上升。而(ér)使(shǐ)用獨立通風籠盒(IVC和EVC),因空氣(qì)不斷的(de)流通和交換(huàn),其氨氣的聚集也(yě)較慢(màn)。有研究對比了繁殖用CD1小鼠在靜態的平(píng)板架籠盒和獨立通風籠盒內氨氣的聚集情況。結果顯示,在換籠 3天後,飼養兩隻和三隻小鼠的靜(jìng)態籠盒中平(píng)均氨氣含量分別為38和74 ppm,而獨立通(tōng)風籠盒在換籠後(hòu)7天,其氨氣濃度仍(réng)低於25ppm。在換籠7天後,靜態平板(bǎn)架飼養兩隻和三(sān)隻小鼠的籠盒(hé)內氨氣濃度(dù)平均值則已經上升到了64和100ppm,並導致飼養密(mì)度為3隻/籠的CD-1小鼠幼崽出現了視力下降和斜視。而對(duì)於獨立通風籠盒而言,在兩隻每籠和三隻(zhī)每籠的飼養密度下,換籠兩周後其氨氣濃度平均值才緩慢上升到20 ppm和34ppm。
另一個研究中(zhōng),通過比(bǐ)色法實(shí)時監(jiān)控氨氣濃度的變化,在采用單獨通(tōng)風籠具(IVC規格(gé):長(zhǎng)31.0cm × 寬19.6cm × 高13.5cm),籠盒內換氣頻率在65-70次/小時條件下,每籠飼養背景(jǐng)品係為Balb/c、C57Bl/6、129 和NSG的5隻不同基因型的遺傳工程小鼠(shǔ)時(年齡不限),飼養雄性小鼠的IVC籠中,大約10天時氨氣的聚集就可(kě)以達到25ppm,而飼養雌性(xìng)小鼠(shǔ)的IVC籠(lóng)中,則需要(yào)16天左右氨氣才會聚集到25ppm的濃度值。
由此可見,籠盒(hé)內的氨(ān)氣濃度累積主要受籠器具通風能(néng)力、飼養密度和(hé)動物性別的影響,而與小鼠品係和(hé)年齡關係不大。上述研究為小鼠設施(shī)管理者設置(zhì)換籠頻次提(tí)供了參考。筆者的建議是:管理者首先需測試其所在設施氨氣濃(nóng)度的動態變化情況,即氨氣積累(lèi)的速度何時達到限值,如國標約定的20ppm或多數文獻已證明對小鼠無傷(shāng)害的25ppm,並堅持在氨氣濃(nóng)度達到限值前,最大限(xiàn)度地減(jiǎn)少換籠的頻次,以(yǐ)將因籠盒環境變化而對小鼠產(chǎn)生的影響降(jiàng)至最低。