
換籠的頻次
籠盒是小鼠生(shēng)活的地方,吃喝拉撒都在籠盒內(nèi)解決(jué),雖然它們會找一個固定的地點作為排泄區(廁所),但隨著時間的推移,這個(gè)區域會隨著排泄物的(de)增多而擴大。而排泄物的聚集,會導致有害氣體積(jī)累。
封閉環境中,影響小(xiǎo)鼠健康兩種主要氣體汙染物是二(èr)氧化碳和氨(ān)。在高密度飼養的(de)小鼠籠(lóng)盒內,即便在墊料更換後的第(dì)九天,二氧化碳濃度仍不(bú)到3000 ppm,遠低於15,000 ppm的限製值。因(yīn)此,通(tōng)常情況(kuàng)下,二氧化碳對(duì)小鼠(shǔ)的(de)健康和福利危害不是主要考察對象。相比之下,由於(yú)糞便中的微生物或墊料中的尿素酶會分解尿液中的尿素而產生氨,因此,氣體氨在未更換的小鼠籠盒中會隨著尿液和糞便的積累而增加。已有多篇文獻證實(shí)高濃(nóng)度的氨氣會對(duì)小鼠的(de)健康產生不利影(yǐng)響,導(dǎo)致鼻腔和嗅覺黏膜損(sǔn)傷並(bìng)產生病變。此外,氨(ān)氣對人類皮膚、眼睛和肺部有刺激(jī)性,當你進(jìn)入不潔淨的廁所時,遇(yù)到那種讓你感覺辣(là)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境衛生,尤其是為了(le)控製氣(qì)體氨的濃度,定期地更換墊料和清洗(xǐ)小鼠籠(lóng)盒(換籠)是齧齒類實驗動(dòng)物設施中不可或缺的管理活動。
但小鼠作為夜行性的(de)實驗動物,白(bái)天是(shì)其休息時間,而更換墊(diàn)料和籠盒的操作通常又是在白(bái)天實施的,這就不可避免地(dì)會導致小鼠被迫中斷睡眠,進而導致(zhì)其焦慮增(zēng)加。同時,小鼠還需通過(guò)氣味進行交流,如果換籠過於頻繁,也會為其營造了一種頻繁進入(rù)陌生(shēng)領地的體(tǐ)驗,這(zhè)同樣增加了它們的焦慮。因此,換籠過於頻繁會導致小鼠的刻板和(hé)攻擊(jī)性行為增加(jiā)且體重下降。不僅如此,對繁殖(zhí)和哺乳(rǔ)中的小鼠(shǔ)而(ér)言,頻繁的換籠還會增加其棄嬰和/或殺嬰行為。所以,換籠的頻次設定需要在保持環(huán)境衛生和動物生理狀態穩定之間做出權衡,否則不僅影響動物福利,也會對實驗結果產生幹擾。那麽該如(rú)何在保持環(huán)境(jìng)衛生和動物生(shēng)理指標(biāo)穩(wěn)定之間作(zuò)出權衡,最(zuì)終建立最佳的換籠頻次呢?
顯然,籠盒是一定要更(gèng)換(huàn)的(de),但其更(gèng)換的頻次則是一個值得探討的問題。2011年版(bǎn)的(de)《實驗室動物護理和(hé)使用指南》中建議(yì)應至(zhì)少每兩周(zhōu)消毒和(hé)更換籠盒一次。但(dàn)該指南也明(míng)確指出:“墊料更換(huàn)的頻率取決於多個因素,且並(bìng)沒有絕對的墊(diàn)料更(gèng)換頻率”。該指南同時還建議:“通過(guò)驗證籠(lóng)盒內(nèi)微環境條件(jiàn),如確保(bǎo)汙染物氣(qì)體氨保持在不會對動(dòng)物產生刺(cì)激的水(shuǐ)平以下,從而保護動物的福祉。”
考慮到高(gāo)濃度氨是籠盒內的主要汙染物,依據籠盒(hé)內氨氣濃度設定一個限定值(閾(yù)值),進而確定兩次(cì)換籠的間隔時間既是合(hé)理的也是必要(yào)的。然而,由於還缺乏氨氣對小鼠健(jiàn)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。美國職業安全與(yǔ)健康(kāng)管理局為(wéi)人類設定的氨氣最大暴露限值為50ppm,或在8小時工作日內平均(jun1)暴露限值為25 ppm。在沒有明確的齧齒動物(wù)暴露限值的情況下,這兩個數(shù)值也常作為齧齒動物最大(dà)氨氣暴露閾值而被一些文獻所采(cǎi)用。
當動物飼養密度固定時,氨氣濃度主要受籠盒通風能力的影響。如果(guǒ)使(shǐ)用的是靜(jìng)態的平板架籠盒,由於空氣流通受限,氨氣濃度會很快上升(shēng)。而使用獨立(lì)通風籠盒(IVC和EVC),因空氣不斷的流(liú)通和交換,其氨氣(qì)的聚集也較慢。有研究(jiū)對比了繁殖用CD1小鼠在靜(jìng)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(zhī)小鼠的靜態籠盒中平均氨氣含量分別為38和(hé)74 ppm,而獨立通風籠盒在換籠後7天,其氨氣濃度仍低於25ppm。在換籠(lóng)7天後,靜態平板架飼養兩隻和三隻小鼠的籠盒內氨氣濃度平均值則已經上升到了(le)64和100ppm,並導致飼養密度為3隻/籠(lóng)的CD-1小鼠幼崽出現了視力下降和斜視。而對於獨立通風籠盒而言,在兩隻每籠和(hé)三隻每籠的飼養密度(dù)下,換籠兩周後其氨氣濃度(dù)平均(jun1)值才(cái)緩慢上升到20 ppm和34ppm。
另一個研究中,通過比色法實時監控氨氣(qì)濃(nóng)度的變化(huà),在采用單獨通(tōng)風籠具(IVC規格:長31.0cm × 寬19.6cm × 高(gāo)13.5cm),籠盒內換(huàn)氣頻率在65-70次/小時條件下,每籠飼養(yǎng)背景品係為Balb/c、C57Bl/6、129 和NSG的5隻不同(tóng)基因型的遺傳工程小鼠時(年齡不限),飼養雄性小鼠的IVC籠中,大約10天時氨氣的聚集(jí)就可以達到25ppm,而飼養雌性小鼠的(de)IVC籠中,則需要16天左(zuǒ)右氨氣才會聚集到25ppm的濃度值。
由此可見,籠盒內的氨氣濃度累積(jī)主要受籠器具通風能力、飼養密度和動物性別的影響,而與(yǔ)小鼠品係(xì)和年齡關係不大。上(shàng)述研(yán)究(jiū)為小鼠設施管(guǎn)理者設置換籠(lóng)頻次提供了參考。筆者(zhě)的建議是:管理者首先需測試其(qí)所在設施氨氣濃度(dù)的動態變化情況,即氨氣積累的速度何時達到限值(zhí),如國標約定的20ppm或多數文獻已(yǐ)證明對(duì)小鼠無傷(shāng)害的25ppm,並堅持在氨氣濃度達到限值前,最大限度地減少換籠的頻次,以將因籠盒環境變化而對小鼠產生的影響降至最低。