侯 豹 蔡維維 黃術(shù)兵 曲秀霞 邱麗穎

江南大學(xué)無錫醫(yī)學(xué)院，江蘇省無錫市 214122

近年來國際上多次發(fā)現(xiàn)科研實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造假，科研工作者的信譽(yù)接連受到質(zhì)疑。作為科研工作者應(yīng)從源頭上對如何獲取準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性的科研實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行探索。實(shí)驗(yàn)動物的使用是對生命科學(xué)領(lǐng)域研究和探索的必要條件[1]，實(shí)驗(yàn)動物對教學(xué)和科研的發(fā)展具有重要意義，其對醫(yī)藥科學(xué)的各個(gè)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域具有重要貢獻(xiàn)[2-3]。據(jù)報(bào)道，在1901—2010年近20年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的獲得中有67.5%是通過實(shí)驗(yàn)動物獲得的。另外在《Nature》和《Science》等科學(xué)研究的頂級期刊中有35%～45%的科學(xué)研究論文中使用過實(shí)驗(yàn)動物[4-5]。因此獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)動物數(shù)據(jù)是獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提，也對國際前沿的科學(xué)研究具有重大的輔助作用。另外近年來隨著實(shí)驗(yàn)動物行業(yè)的興起，實(shí)驗(yàn)動物倫理福利逐漸得到廣泛的關(guān)注[6-7]，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)動物立法也日趨完善[8-9]，但對實(shí)驗(yàn)動物數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性的研究卻很少受到科研工作者關(guān)注。實(shí)驗(yàn)動物由于其物種特性，容易受到外界刺激而產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)[10-11]，因此實(shí)驗(yàn)動物身體狀況和情緒反應(yīng)都會對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集產(chǎn)生重大影響，最終影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性。所以對如何獲得可靠的實(shí)驗(yàn)動物數(shù)據(jù)進(jìn)行探索對當(dāng)前科學(xué)研究具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)動物選擇對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定和可靠性獲得的影響

1.1 實(shí)驗(yàn)動物來源明確 進(jìn)入屏障飼養(yǎng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)動物必需來源明確[12]，有相應(yīng)生產(chǎn)許可證編號和質(zhì)量合格證。對于來源不明的實(shí)驗(yàn)動物，其身上攜帶的致病菌也不明確，不僅對屏障環(huán)境有污染的可能，致病菌也會有很大的風(fēng)險(xiǎn)傳染給其他的實(shí)驗(yàn)動物，其次實(shí)驗(yàn)動物的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果更是不可靠。最終就會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無法分析或者產(chǎn)生明顯的誤解，重復(fù)實(shí)驗(yàn)也得不到相應(yīng)的數(shù)據(jù)或者相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。不能贏得同行評審的信任，有極大的概率被認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造假，對導(dǎo)師或者學(xué)院以至于學(xué)校的名譽(yù)產(chǎn)生惡劣影響，產(chǎn)生不可彌補(bǔ)的后果，因此實(shí)驗(yàn)動物的來源明確，具有相應(yīng)生產(chǎn)許可證編號和質(zhì)量合格證。對實(shí)驗(yàn)動物的最終數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和結(jié)果的可靠性具有重要影響。

1.2 實(shí)驗(yàn)動物周齡的選擇 周齡不同的實(shí)驗(yàn)動物其身體機(jī)能不同[13-14]，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集也具有較大影響。不同批次的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)動物的周齡要相同，不同周齡的動物對藥物的耐受性和疾病的抵抗力有顯著差別，這會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生顯著的影響。在實(shí)驗(yàn)動物的規(guī)范管理過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有同學(xué)為了追趕實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，滿足導(dǎo)師要求的科研進(jìn)度，會在一次實(shí)驗(yàn)過程中使用不同周齡的實(shí)驗(yàn)動物。實(shí)驗(yàn)動物的周齡不同，實(shí)驗(yàn)動物的發(fā)育程度有很大差別，相關(guān)蛋白的表達(dá)量也會有顯著差別，特別是使用率相對較高的裸鼠、C57BL/6J和BABL/c小鼠 以及SD大鼠[15]。另外由于實(shí)驗(yàn)動物利潤巨大，不良實(shí)驗(yàn)動物生產(chǎn)商家也會誘騙學(xué)生購買不同周齡的實(shí)驗(yàn)動物。不同周齡的實(shí)驗(yàn)動物的體重一般會有顯著差別，相應(yīng)的給藥劑量和給藥濃度也會有很大差別，也會導(dǎo)致最終的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯著不同。因此，同一批動物實(shí)驗(yàn)，使用相同周齡的實(shí)驗(yàn)動物，對最終實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集也具有重要影響。

1.3 實(shí)驗(yàn)動物品系選擇 不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有著不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)要求，由于實(shí)驗(yàn)動物的遺傳特性不同，所以要選擇合適的實(shí)驗(yàn)動物品種和品系進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)動物品系不同，所適宜的實(shí)驗(yàn)動物模型也不相同[16]。例如近交系的動物由于個(gè)體具有幾乎相同的遺傳組成和特性，對多種實(shí)驗(yàn)反應(yīng)幾乎一致，因此在多種實(shí)驗(yàn)中只需少量的動物就可得到非常有規(guī)律的結(jié)果。另外近交系動物個(gè)體之間組織相容性抗原幾乎一致，異體移植幾乎不會產(chǎn)生排斥，所以近交系動物是組織細(xì)胞和腫瘤移植實(shí)驗(yàn)中較為理想的動物。突變系實(shí)驗(yàn)動物是研究遺傳病、免疫性疾病和多種腫瘤的主要實(shí)驗(yàn)動物。封閉群實(shí)驗(yàn)動物由于與人類具有相似的遺傳特性，因此在人類的遺傳學(xué)研究、藥物篩選和毒性實(shí)驗(yàn)等方面具有較大優(yōu)勢。雜交群實(shí)驗(yàn)動物具有與純系動物基本相同的遺傳均質(zhì)性，又克服了純系動物因近交繁殖所引起的近交衰退，在醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究中具有廣泛應(yīng)用。所以選取正確品系的實(shí)驗(yàn)動物對得到良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有極大幫助。

2 實(shí)驗(yàn)動物飼養(yǎng)環(huán)境及設(shè)施對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定和可靠性獲得的影響

2.1 實(shí)驗(yàn)動物飼養(yǎng)環(huán)境 維持穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)動物飼養(yǎng)環(huán)境，在實(shí)驗(yàn)過程中具有重要作用[17-18]。實(shí)驗(yàn)動物應(yīng)飼養(yǎng)在溫度為20～26℃，濕度應(yīng)維持在40%～70%，氨濃度應(yīng)維持在≤14mg/m3，噪聲低于60dB，晝夜明暗交替時(shí)間12h，動物照度15～20lx的條件下，光照強(qiáng)弱及時(shí)間長短都會影響動物性成熟[19]。無論是溫度濕度或者照明和換氣次數(shù)的不適宜都會對實(shí)驗(yàn)動物的身體機(jī)能產(chǎn)生一定影響，導(dǎo)致藥物的藥效產(chǎn)生波動，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差。特別是在斷電情況下，各種飼養(yǎng)輔助儀器不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)對實(shí)驗(yàn)動物的影響更是巨大。因此，維持實(shí)驗(yàn)動物的飼養(yǎng)環(huán)境適宜是獲得穩(wěn)定可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的前提和基本保證。

2.2 實(shí)驗(yàn)動物飲食及基礎(chǔ)設(shè)施 實(shí)驗(yàn)動物的飼養(yǎng)籠具如籠底、金屬網(wǎng)架和籠蓋均需高溫高壓消毒滅菌之后方可傳入屏障環(huán)境供實(shí)驗(yàn)動物使用。特別是實(shí)驗(yàn)動物飲用水，實(shí)驗(yàn)動物的飼養(yǎng)應(yīng)給予充足的滅菌水和經(jīng)過Co60照射的食物，特別是繁殖型實(shí)驗(yàn)動物應(yīng)該給予足夠能量的繁殖型飼料，高脂高鹽的動物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)該及時(shí)更換飼養(yǎng)墊料，維持籠盒的適宜飼養(yǎng)條件，另外要多次更換水瓶，保證實(shí)驗(yàn)動物飲水足夠。因?yàn)槿彼笔扯紩?shí)驗(yàn)動物的身體機(jī)能產(chǎn)生巨大影響[20]。另外飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動物的墊料和飲用水必須經(jīng)過消毒滅菌才可給予實(shí)驗(yàn)動物食用，因?yàn)槲唇?jīng)消毒滅菌的食物可能攜帶多種污染源，經(jīng)實(shí)驗(yàn)動物食用后對實(shí)驗(yàn)動物產(chǎn)生污染，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可靠。所以保證實(shí)驗(yàn)動物的食物和飲水充足是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠的必要條件。另外實(shí)驗(yàn)動物的飼養(yǎng)區(qū)域布局和設(shè)施設(shè)備以及污水廢棄物和動物尸體的處理均需符合GB14925-2010要求，才能獲得準(zhǔn)確穩(wěn)定和可靠的實(shí)驗(yàn)動物數(shù)據(jù)。

3 實(shí)驗(yàn)人員技能操作對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定和可靠性獲得的影響

3.1 實(shí)驗(yàn)技能操作 提高實(shí)驗(yàn)操作人員的基本素質(zhì)修養(yǎng)，增加實(shí)驗(yàn)人員的技能操作培訓(xùn)，使實(shí)驗(yàn)人員的技能操作更加規(guī)范化，最終使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定和可靠。實(shí)驗(yàn)人員的實(shí)驗(yàn)技能操作規(guī)范不同，對實(shí)驗(yàn)動物產(chǎn)生的應(yīng)激也不同[21-22]。標(biāo)準(zhǔn)化的動物實(shí)驗(yàn)操作可以降低不同的實(shí)驗(yàn)人員由于專業(yè)知識不同以及知識結(jié)構(gòu)的差異對動物實(shí)驗(yàn)的主觀認(rèn)識和主觀判斷產(chǎn)生的誤差。不規(guī)范的實(shí)驗(yàn)技能操作會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的終結(jié)點(diǎn)和取材的時(shí)間點(diǎn)不同，取材部位不同，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大的差異。因此標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)操作可以減少實(shí)驗(yàn)操作所帶來的誤差，例如在對實(shí)驗(yàn)動物進(jìn)行灌胃給藥的過程中，灌胃針的進(jìn)入深度會有很大差別，實(shí)驗(yàn)動物的舒適度和反應(yīng)也有很大差別，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也會產(chǎn)生一定的影響，特別是在不同時(shí)間點(diǎn)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的動物實(shí)驗(yàn)。腹腔注射或者尾靜脈給藥也是如此，所以，標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)人員的技能操作是最終使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定和可靠的主要依據(jù)，可以防止實(shí)驗(yàn)動物數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大差異，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可重復(fù)。

3.2 實(shí)驗(yàn)動物給藥量換算 實(shí)驗(yàn)動物與人的給藥量劑量準(zhǔn)確換算，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性具有重要影響。人與實(shí)驗(yàn)動物對同一藥物的耐受性具有顯著差別，一般來說實(shí)驗(yàn)動物對藥物的耐受性比人大，也就是單位體重的用藥量實(shí)驗(yàn)動物比人要大[23]。但由于實(shí)驗(yàn)動物的給藥劑量很少有文獻(xiàn)可查所以通常以人的給藥劑量進(jìn)行換算。通常采用人與動物體表面積法來換算，人體表面積計(jì)算方法采用許文生氏公式[24]，動物體表面積計(jì)算法一般采用Meeh-Rubner氏公式[25]。給藥量的準(zhǔn)確計(jì)算對實(shí)驗(yàn)動物的影響相對較大，給藥劑量大于動物承受劑量實(shí)驗(yàn)動物則容易中毒，給藥劑量較小，藥物則不能起效。另外給藥方式不同，給藥劑量也有較大差別，也會對最終的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的影響。因此對實(shí)驗(yàn)動物的給藥劑量的準(zhǔn)確計(jì)算對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有顯著影響，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果也會有巨大影響。

3.3 實(shí)驗(yàn)動物標(biāo)記方式 對實(shí)驗(yàn)動物選擇有效的標(biāo)記方式，以免造成實(shí)驗(yàn)動物混亂，或者標(biāo)記不當(dāng)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。常用的標(biāo)記方式有體表顏料著色法、個(gè)體耳號標(biāo)記法、個(gè)體斷趾標(biāo)記法、耳號鉗標(biāo)記法和掛牌法等[25]。其中一般對短期實(shí)驗(yàn)的白色動物可用顏料涂搽動物皮毛的方法標(biāo)記，但是長期實(shí)驗(yàn)容易導(dǎo)致顏料被實(shí)驗(yàn)動物蹭掉，致使實(shí)驗(yàn)分組不清，最終導(dǎo)致混淆實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。個(gè)體斷趾法多用于標(biāo)記幼年的大小鼠，不適宜用于大動物和成年的大小鼠，成年后剪趾首先會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動物大量流血，其次由于具有血腥味容易引起同一籠中實(shí)驗(yàn)動物打斗。另外也可能會對實(shí)驗(yàn)動物產(chǎn)生感染，導(dǎo)致最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。耳號鉗標(biāo)記法多用于大動物，標(biāo)記過程中也需要消毒處理。由此可見對實(shí)驗(yàn)動物的正確標(biāo)記對實(shí)驗(yàn)結(jié)果也具有重要影響。

4 其他因素對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定和可靠性獲得的影響

其他，如實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)入屏障環(huán)境做動物實(shí)驗(yàn)必須穿戴隔離服，防止攜帶外界污染源傳給實(shí)驗(yàn)動物，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。實(shí)驗(yàn)人員禁止在屏障環(huán)境大聲喧嘩打擾實(shí)驗(yàn)動物作息，影響實(shí)驗(yàn)動物身體機(jī)能。禁止在屏障環(huán)境解剖虐殺實(shí)驗(yàn)動物，防止實(shí)驗(yàn)動物產(chǎn)生恐懼信息傳遞給其他實(shí)驗(yàn)動物。大動物不宜與小動物共同飼養(yǎng)等。都會對動物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得產(chǎn)生不利影響，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。

5 總結(jié)

實(shí)驗(yàn)動物是醫(yī)藥學(xué)院開展教學(xué)和科研實(shí)驗(yàn)研究的必要條件。實(shí)驗(yàn)動物數(shù)據(jù)的正確采集對準(zhǔn)確分析藥物藥效起到關(guān)鍵性作用，對最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也會產(chǎn)生重大影響，甚至?xí)M(jìn)一步的科學(xué)研究方向起到關(guān)鍵作用。另外不可靠的實(shí)驗(yàn)動物數(shù)據(jù)，公開后得不到正確的驗(yàn)證，會對相應(yīng)的科研負(fù)責(zé)人、學(xué)院甚至學(xué)校的名譽(yù)產(chǎn)生影響。因此從實(shí)驗(yàn)動物選擇、實(shí)驗(yàn)動物飼養(yǎng)環(huán)境及設(shè)施和實(shí)驗(yàn)人員技能操作等多個(gè)方面對動物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行嚴(yán)格操作，才能獲得準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可靠的實(shí)驗(yàn)動物數(shù)據(jù)，才能為做好科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。