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 來源:實驗動物那些事兒 日期:2023.12.26 

哨兵鼠麵臨的挑戰

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齧齒類實驗動物是使用最多的實驗動物,其微生物質(zhì)量控製一直是實驗動物設施管理者的工作重(chóng)點。每個設施都有自己(jǐ)的動物健康監測方案,其中哨兵鼠(Soiled Bedding Sentinels, SBS)長期以(yǐ)來(lái)應用最為廣泛。但由於哨兵鼠(shǔ)方案本(běn)身存在的一些缺點,常常無(wú)法及時有效地監測(cè)微生物汙染的發生,且需要額(é)外使用動物,並不符合3R原則(詳見本號前期文(wén)章:哨兵(bīng)鼠設置,你想知道的都在)。

近幾年,國際上有越來越多的設施將環(huán)境樣本PCR檢測(Environmental Health Monitoring, EHM)作為哨(shào)兵鼠方案的補充或替代方案,以便更(gèng)及時靈敏地監測動物(條(tiáo)件)致病微生物感染和攜帶狀況。我國也有少數(shù)設施采取這(zhè)種監測方案。該方案不僅提高了(le)檢測的敏感性,還減少了動物(wù)使用數量,同時在哨兵鼠設置和飼養上的時間和(hé)金錢成(chéng)本也(yě)得到了(le)節省。隨著該方法的不斷優化和普及,哨兵鼠方案在歐美多國有(yǒu)逐漸被取代的(de)趨(qū)勢。本文就簡要介紹一下EHM方案。

1、EHM方案的采樣方式

EHM方案最早采用無菌拭子擦拭附著在出風口的粉塵(Exhaust Air Dust,EAD),或(huò)用特(tè)定大小的(de)紗(shā)布或濾紙固定(dìng)在出風口初效過濾器上收集粉塵。後來(lái)泰尼百斯、Allentown等籠(lóng)具(jù)公司設計了(le)專門的采樣(yàng)口(kǒu)/卡槽並配套使用(yòng)采樣卡,使得樣(yàng)本采集更加簡(jiǎn)便,並標準化。這兩種方法都需要廢氣排出時不能在籠盒水平進行空氣過濾。目前在美國、加拿大等國家這兩種方法(fǎ)都是被普(pǔ)遍使用的采樣(yàng)方式。

近(jìn)幾年,將植絨拭子、濾紙等(děng)介質放入髒墊料盒中代(dài)替哨兵鼠,通(tōng)過充分接觸可能存(cún)在的病原微生物進行采樣的方法也被逐步采用(yòng)。該方法不僅適(shì)用於所有設計形式的籠具,同時(shí)還可有效避免由於籠架清洗不充分所殘留的核酸引起的假陽性結果。

不論是使用哪種采(cǎi)樣方式,獲取的樣本都(dōu)是用PCR方法檢測目標病原體核酸(suān),而由於PCR方法(fǎ)的高(gāo)敏感性,因此足以檢測到樣本中的微量核酸。

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Jensen, JAALAS, 2013

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Miller, JAALAS, 2016

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Mahabir, Lab Anim., 2018

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Pettan-Brewer,JAALAS, 2020

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Varela,JAALAS, 2022

2、檢測結果的準確性

在綜合分析了已公開發表的33篇文(wén)獻後發現,髒墊(diàn)料(liào)哨兵鼠方案對各種病原體的總檢出率約76%,而(ér)EHM的檢出率約96%。(詳見表1)

目前小鼠肝炎病毒、小鼠細小病毒、仙台病毒、嗜(shì)肺巴斯德杆菌、螺杆菌、鞭毛蟲(chóng)、蟯蟲及蟎蟲等多(duō)種病原體都已(yǐ)證實可在EAD樣本中準確檢出。特別是其中有些病原體在髒墊料哨兵鼠方案會漏檢,但卻(què)可(kě)以成功(gōng)通過EHM檢測到,例如仙台病毒、嗜(shì)肺巴斯(sī)德杆菌、螺杆菌、鼠阿米巴、蟯蟲等。但是也有一些病原體,尚未證實可以檢出,或不(bú)同研究顯示其檢測效(xiào)果尚有爭議,例如輪狀病毒、鏈(liàn)球菌等(děng)。

表1:不同病原體在髒墊料哨(shào)兵鼠和環境樣本中的檢(jiǎn)出情況

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*:檢出某病原(yuán)體的文章數量/評估某病(bìng)原體的文章數(shù)量

3、歐美實(shí)驗(yàn)動物設(shè)施EHM使用情況

一項覆蓋美國、加(jiā)拿大、歐洲、英國等多(duō)個國家和地區的111個動物(wù)設施的調查報告顯示,在大小(xiǎo)鼠的月度和季度常規健康監測中,有11%的設施單獨使用EHM,41%的設施單獨使用髒墊料哨兵鼠,46%的設施(shī)使用(yòng)多種方案組合,此外有2%的(de)設施不進行(háng)常規健康監(jiān)測。

對於檢(jiǎn)疫期齧齒(chǐ)類動物,由於有更高的時效性要求,有更多人會選擇EHM方案,在被調查的111個設施(shī)中,63%的機構單獨使用EHM,15%的設施單獨使用髒墊料哨兵鼠方案,14%的設施使用(yòng)多種方法組合,還有8%的設施不(bú)檢測檢疫期動物。

由以上數據可以看出,目前在檢疫檢測(cè)中,由於EHM可以更快(kuài)反饋結果,因而使用(yòng)更廣泛,但在常規健康監測中用EHM將髒(zāng)墊料哨兵鼠(shǔ)完全替代的還是少數。但業內人士普遍(biàn)相信(xìn),隨著越來越(yuè)多的數據支持(chí)、廣泛的宣傳和專業指導,使用EHM方案的設施數量會越來(lái)越多。

4、實施EHM監(jiān)測(cè)前應該評(píng)估的(de)內容

籠架和籠盒構(gòu)造可能是在實施EHM方案前最需要考慮(lǜ)的因(yīn)素。如(rú)何采樣(yàng)、采樣位(wèi)置選擇將直接影響監測效果,因此建議對於不(bú)同類型、不同廠家的籠具都應(yīng)該充分(fèn)驗證采樣時間、方式和位置後再正式使用。

如果設施中曾經發生過某種微生物汙染,或所使用的墊飼料中殘留某種微生物的核酸,那籠架出風口(kǒu)粉塵(chén)樣本中就很可能存在(zài)其核酸片段,這就會造成假陽性結果。例如,某設施在做驗證時發(fā)現在用出風口粉塵樣本檢測時可以檢測到大量綠(lǜ)膿杆菌核酸,但最終證實動物並沒有感染,環(huán)境(jìng)中也沒有活菌,而(ér)是(shì)所使用的飼料中存在綠膿杆菌核酸(suān),這種(zhǒng)混淆會耗費大量精力和成本。

對於多數設施來說(shuō),使用哨兵鼠方案則可以(yǐ)通過購買商業化試(shì)劑進行自檢,但(dàn)如果使用EHM方案,則需要(yào)進行PCR自檢,那很可能由於(yú)方法驗證不充(chōng)分、實(shí)驗室條件不適宜(yí)、氣溶(róng)膠汙染等多種因素造成實驗結果的不可靠。如果將EHM樣本送檢專業第三方檢測機構,檢測成本則要明顯高於哨兵鼠檢測。盡(jìn)管在哨兵鼠購(gòu)買、飼養、樣本采集等(děng)方麵(miàn)需要消耗(hào)更多(duō)資金和勞動力成(chéng)本,甚至經過(guò)折算這部分成本是高於支出的檢測費的(de),但相較於檢測(cè)費(fèi),這些成(chéng)本更為“隱(yǐn)形”。

由於標準更新的周期漫長,目前國標GB/T 14926中檢測病原(yuán)微生(shēng)物的主要方法是血清學方法、培(péi)養法和鏡檢法,而極少(shǎo)提及(jí)分子生物(wù)學方法,這也使得不同實驗室間(jiān)方法不統一,使得其推廣應用及(jí)不(bú)同機構間互認的阻礙增加。

展望

總(zǒng)而言之,目前(qián)在美國、加拿大、歐洲等國家和地區,EHM的驗證和應用越來越廣泛,已經有少數設施完全取消了髒墊料哨兵鼠的使用,每年可減少數萬隻哨兵動物的使用。我國開展驗證和應用EHM方案的機構數量還(hái)十分稀少,但(dàn)是也逐漸有越來越多的設施(shī)管理(lǐ)者開始(shǐ)關注並嚐試。所以短(duǎn)期內髒墊料哨(shào)兵鼠還是會被廣泛應用,但是隨著管理人(rén)員對結果時效性、敏感性的要求的提(tí)高和(hé)方法的充分驗證,EHM一定會被(bèi)更多使(shǐ)用,並逐步替代哨兵鼠方(fāng)案。

參考文獻:

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2. https://na3rc.sharepoint.com

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