長期以來哨兵鼠方案在實驗齧齒類動物的微生物質量監測（cè）中都扮演著重要角（jiǎo）色，我國《實驗動物微生物、寄生蟲學等級及監測》（GB 14922-2022）也增加了可以“按要（yào）求選取哨兵動物”檢測（cè）的描述。本文將就（jiù）哨（shào）兵鼠方案（àn）展開討論，與讀（dú）者朋友們一起探討如何設置哨兵鼠（shǔ），不同設置方案的（de）優缺點有哪些，並在（zài）此基礎上與（yǔ）讀者朋友們探討如何製定適合自己設（shè）施的哨兵鼠監測方（fāng）案。

哨兵鼠（shǔ）是用於監控（kòng）實（shí）驗大小鼠飼（sì）養環境中病原及病原感染的動物，一般與（yǔ）被監測動（dòng）物遺傳（chuán）學背景相同，且微生物背景清晰。當被檢測動物群體（tǐ）因數量龐大導致抽（chōu）樣檢測成本過高；或被檢測動物（wù）較為珍貴，不能輕易犧牲；又或被監（jiān）測動物本身是免疫缺陷動（dòng）物或（huò）者進行過（guò）基因改造免疫功能異常的（de）情況下（xià），不適宜直接抽檢，在這（zhè）些情況下，都需要使用哨（shào）兵鼠方案解決設施（shī）內動物微生物質量監控的問題。按（àn）照哨兵鼠與被監測動物的接觸（chù）方式可分（fèn）為直接接（jiē）觸哨兵鼠和髒墊料（liào）哨兵鼠（shǔ），近（jìn）年來國外一些機構還（hái）創新性使用了“廢氣哨兵鼠”。

直接接觸哨兵鼠

直接接觸哨兵鼠是將哨（shào）兵鼠和被監（jiān）測動（dòng）物放在同一個鼠籠內共同飼養至（zhì）少4周, 通過直接接（jiē）觸促進微（wēi）生物或寄生蟲的暴露和（hé）傳播（bō），因此，該方案可以（yǐ）檢（jiǎn）測各種不同傳播途徑的微（wēi）生物和寄生蟲感染，包括直（zhí）接接觸，氣溶膠，尿液和糞口途徑，這也是該方案最大的優點。但這個方案最大的缺點是必須（xū）在每個籠子裏放置哨兵動物，導致其隻能在被監（jiān）測動物數量很少的情況下才能（néng）使用，否則其監測成本將非常高昂，也正是因為這（zhè）個原因，直接接觸哨兵（bīng）鼠的使用非常（cháng）少。

髒墊料哨兵鼠

髒（zāng）墊料哨兵鼠是以間接接觸和延遲反饋的方式監測鼠群的微生（shēng）物攜帶狀況。可（kě）以使用相對較少的動物來監測更多籠動物（wù），通常一到兩籠（lóng）哨兵鼠可以（yǐ）監測（cè）50-80籠動物，大（dà）大降低了監測成本，在監測成本和監測效果（guǒ）之（zhī）間（jiān）達成了良好的平衡，故而是長期以來最普遍采用的監測方案。盡管現在（zài）歐美許多設（shè）施正在（zài）用更新（xīn）的排氣口粉（fěn）塵樣本監測方（fāng）案補充和替代它，但目前階段，我國（guó）更多（duō）設施依然單獨（主要）采用該方案（àn）。

通常（cháng）而言（yán），每麵（miàn）單獨通風籠（IVC或EVC）的籠架可（kě）以（yǐ）設置1-2籠哨（shào）兵鼠籠，位置通常選擇在最後一個回風（fēng）位，每籠一（yī）般放2-3隻哨兵鼠，每次換籠時將每籠被（bèi）監測動物的髒墊料（含糞便）取30-50g到（dào）哨兵鼠籠中，哨兵鼠籠中使用50%-100%的髒墊料，以確保有足（zú）夠多的微生物和哨兵動物接觸（chù）。如果所（suǒ）有被監測籠的髒墊（diàn）料加在一起（qǐ）量太多，可（kě）以減（jiǎn）少新鮮墊料的比例（lì），如果（guǒ）還是太多，則可以充分混（hún）勻所有髒墊料後（hòu）再（zài）取出一部分。

在（zài）被監測動物中，感染自限性病毒(如小鼠輪狀病毒、小鼠肝炎病毒、小鼠肺炎病毒（dú）等)的免疫健全動物（wù）的病毒脫落量會（huì）隨（suí）著時間（jiān）推移而減少，直到最終大多數感（gǎn）染被宿主免疫係統清除。因此為（wéi）了（le）最大限度地提高（gāo）檢出率（lǜ），應該盡量減少（shǎo）髒墊料的稀釋，哨兵籠（lóng）可全部使用髒墊料而不（bú）加（jiā）入幹（gàn）淨墊料（liào）。但（dàn）即（jí）便是如此，在（zài）單獨通風籠具廣泛使用的今天（tiān），仍有可能（néng）會（huì）出現某種（zhǒng）病原體在（zài）非常有限（xiàn）的籠盒內低密度流行的情（qíng）況（kuàng），這時，轉入哨兵籠中的髒墊料（liào）所攜帶的（de）有傳染性的病（bìng）原體的量可能不足以感染哨兵動物，由此就會造成（chéng）一（yī）定（dìng）程度的漏檢。

髒墊料哨兵鼠能有（yǒu）效（xiào）監測通過糞-口途徑傳播的病（bìng）原體，如小鼠肝炎病毒、呼腸（cháng）孤病毒等，但對於主要通過氣溶膠、直接接觸等途徑傳播的病原體，其監（jiān）測效果（guǒ）就不盡如人意了，例如：仙台病毒、嗜肺巴斯德杆菌、肺支原體等。

為了讓可能存在的病原體有足夠的時（shí）間定植和傳播，應將（jiāng）哨兵（bīng）暴露（lù）在髒墊料中至少四周。由於這種滯後性（xìng），對於那些新購入需要盡快完成檢疫進入設施的動物、需要快速反饋（kuì）微生物結果的動物等（děng），髒墊料哨兵鼠的滯後性無法滿足其需（xū）要。

廢（fèi）氣哨兵方案

隨著更多的單獨通風籠具係統的使用，利用（yòng）排風口粉塵來監測動物微生物質量的方案正變得（dé）越來越流行。這種方案也（yě）有兩個形式：

第一種是從單獨通風籠具的所有籠盒排出的廢氣被輸（shū）送到裝有哨兵動物的（de）籠子，這直接使哨兵動物暴露在廢氣中，同樣的，暴露於廢（fèi）氣的動物至少要暴露一個月，以確保哨兵動物（wù）感染可（kě）能存在的微生（shēng）物（wù）（見圖1），這種方法使得通過氣溶膠傳播的病原體能成功感染哨（shào）兵鼠，可以（yǐ）改善監測效（xiào）果，不過可能是由於需要額（é）外使用特殊的（de）哨兵籠通風裝置，該方法的應用並不廣泛。

圖1:廢氣哨兵鼠籠空氣流（liú）向[1]

（引自BioZone, Inc.）

第二種是使排出的空氣流過裝有粉塵收集介質，直接用PCR方法檢測該介質，也就是我們常說的通風口粉塵（chén）（Exhaust Air Dust，EAD）檢測（cè）。目前這種方法被更（gèng）廣泛地應用於歐（ōu）美許多設施的實驗動物微生物監測。與髒墊料哨兵鼠方案相比，EAD方案的時效性（xìng）和檢出率（lǜ）都有了顯著提升，最快暴露後一周就可檢出，且在（zài）感（gǎn）染比率非常低（1/63）的情況下就可以成功檢測到（dào）感染因（yīn）子。目（mù）前國外（wài）的籠具品牌Tecniplast、Allentown以及我國籠具品牌新華醫療等都推出（chū）了專門針對自己的籠具係統所設計的通風口粉塵收集器，盡管它們不是真正的哨兵“鼠”，但（dàn）承擔著同（tóng）樣的角色。

不過，這種方（fāng）法也並非完美，在使用前，有幾個問（wèn）題需要了解：

（1）籠盒、籠架設計和EAD監（jiān）測方案的有效性密切相關（guān），如（rú）果從籠盒中排出的空氣經過過濾後再排（pái）到主管道，那采集的出風口粉塵是無法檢測到病原體核酸的。

（2）如果設施中曾經（jīng）發生（shēng）過微生（shēng）物汙染，且籠架通風管道清洗中未清除幹淨所有核酸片段，那就可（kě）能造成（chéng）假陽性結（jié）果。

（3）為保證檢測結果的可靠性，通常建議將樣（yàng）本外送到專業的檢測機構進行分析。而這可能會（huì）使得（dé）直接檢測成本較髒墊料（liào）哨兵鼠方案更高（gāo）。

從以上的介紹可以看出，每種方案都有自己的可取（qǔ）之處，也同時有難以避免的缺點，因此在製定監測方案時，許多設施會同時使用（yòng）多個方法，以確保最（zuì）佳的檢測（cè）結果。

哨兵鼠的選擇標準

除過（guò）濾介質排風係統外，所有齧齒動物（wù）健康監測項目都需要使（shǐ）用活（huó）體齧（niè）齒動物。以下是選擇哨兵動物時需要考慮的標準:

來源：哨兵動物應（yīng）來自經批準的、信譽（yù）良好的供應商或能夠提供完善（shàn）質（zhì）量檢（jiǎn）測（cè）證據的設施。用作哨（shào）兵（bīng）鼠的動物（wù）不應攜帶所需監測的所有病原體。

品係（xì）：選作哨兵鼠的動物品係至關重要（yào），常用的品係有ICR小鼠（shǔ）、SD大鼠等。通常要遵（zūn）循（xún）的（de）原則有：對所（suǒ）監測的病原體（tǐ）易感、與被監測動物的（背景）品係一（yī）致、易於發生血清轉化（huà）、價格相對低廉。有些品係的動物對特定病原體的易（yì）感性（xìng）低，應該避免選作哨兵鼠，例如SJL小鼠對呼吸株MHV病毒不易感、C57BL/6對MPV有抗性，還有DBA/2會存在抗體轉化延遲，也（yě）不適宜作為哨兵鼠。

有少數設施會選（xuǎn）擇免疫缺陷小鼠（例如裸鼠或有毛雜合子）作為哨兵鼠，其（qí）感染病原體後表現為持續感染，可提高（gāo）檢出率；而（ér）裸鼠在監測牛棒狀杆菌等免（miǎn）疫（yì）健全小鼠不易感的病原體方（fāng）麵會有更好表現。但是由於（yú）免疫缺陷動物感染這些病原體後更容易造成更為嚴重的疾病，因此麵臨動物福利方麵的挑戰。

性別：通常認（rèn）為雌性比（bǐ）雄性更適合做哨（shào）兵，因為雄性動物更容（róng）易打架，造成傷害，且雄性（xìng）動物可（kě）能會導致被監測動物計劃外懷孕（yùn）造成基因汙染。如果要使用雄性動物可以去勢後再使用。

年齡：通常選擇在4-6周齡(最大不超過10周齡)的動物作為哨（shào）兵鼠（shǔ）。這是為了確保小鼠較好的免疫能力，且（qiě）不會患上與年齡相（xiàng）關的疾病。

替換：一旦（dàn）哨兵籠中有一個哨兵動（dòng）物被取出，應該在1-2周內補充。這將最大限度地增加病原體暴露的可能性，並使新動物在下一（yī）輪檢測之前完（wán）成抗體轉化。

哨（shào）兵鼠采樣

通常，哨兵鼠至少要與被監測動物或其髒墊料、廢氣接觸至（zhì）少4周才可用於檢測，這是因（yīn）為免疫係統需要1-2周才能完成血清轉化，部（bù）分病原體，例如小鼠諾如病毒則需要長達8周的時間（jiān）才能完成（chéng）血清（qīng）轉化。同時，細菌和寄生（shēng）蟲也需要（yào）一定時間定植和增殖到可檢出水平。

檢測頻率通常建議是每季度檢測一次，但是對於那些動物種（zhǒng）類多、數量（liàng）大、人員進出頻繁、操作頻繁的設施（shī），以少量（liàng）多次的形式（shì）可以更好（hǎo）提高檢出（chū）效率（lǜ），例如，每月檢測一次。而對於那些長期都沒有檢出（chū）的病原體，也（yě）可參考FELASA推薦的做法，降低檢出（chū）頻率，例如，每半（bàn）年或一年檢測一次。

關於哨兵鼠（shǔ）的設置，讀者朋友們還期（qī）望關注那些內容或者有哪些經驗分享（xiǎng），歡迎（yíng）在本號留言。

References：

1.Compton SR, Homberger FR, MacArthur-Clark,J. Microbiological monitoring in individually ventilated cage systems. Lab Anim (NY) ，2004，33:36-41.

2.https://www.taconic.com/taconic-insights/quality/rodent-sentinels.html

3.https://www.jax.org/news-and-insights/2005/may/using-sentinels-in-mouse-rooms

4.https://www.criver.com/resources/info-pi-rm-guidebook-strategies-infection-surveillance

5.趙勇, 範（fàn）春, 朱閩娟,等. 屏障環境的（de）哨兵動（dòng）物應用[J]. 實驗（yàn）動物與（yǔ）比較醫學, 2020, 40(1):4.