長期以來（lái）哨兵鼠方案在實驗齧齒類動物的微生物質量監測中都扮演著重要角色，我國《實驗動物微生物、寄生（shēng）蟲學（xué）等級及監（jiān）測》（GB 14922-2022）也增加了可以“按要求選取哨兵動物”檢測的描述。本（běn）文將就哨兵鼠方案展開（kāi）討論，與讀者朋友們（men）一（yī）起探討如何設置哨兵鼠，不同（tóng）設（shè）置方（fāng）案的優缺點（diǎn）有哪些，並（bìng）在此基礎（chǔ）上（shàng）與讀者朋友（yǒu）們探討如（rú）何製定適合自己設施的（de）哨（shào）兵鼠監測方案。

哨兵鼠是用於監控實驗大小鼠飼養環（huán）境中病原及病原感染的動物，一般與（yǔ）被監測動物遺（yí）傳學背景相同，且微（wēi）生物背景清晰。當被檢測動物群體因（yīn）數量龐大導致抽樣檢測成本過高；或被檢測動物較為珍貴，不（bú）能輕易犧牲；又或被監測（cè）動物本身是免疫（yì）缺陷動物（wù）或者進行過基因改造免疫功能異常的情況下，不適宜直接（jiē）抽檢，在這些情況（kuàng）下，都需要使用（yòng）哨兵鼠方案解（jiě）決設施內動物微生物質量監控的問題。按照哨兵鼠與（yǔ）被監測動物（wù）的接觸方式可分為直接（jiē）接觸（chù）哨兵鼠（shǔ）和髒墊料哨兵（bīng）鼠，近年來國（guó）外一些機構還創新性使（shǐ）用了“廢氣哨兵（bīng）鼠”。

直接（jiē）接觸哨兵鼠

直接接觸（chù）哨兵鼠是將哨兵鼠和被監測動物放在同一個鼠籠內共同飼養至少4周, 通過直接接觸促進微生物或寄生蟲的暴露和傳播，因此，該方案可以檢測各種不同傳播途徑的微生物和寄生蟲感染，包括直接接觸，氣溶膠，尿（niào）液和糞口（kǒu）途徑，這也是該方（fāng）案最大（dà）的優點（diǎn）。但這個方案最大的缺點是必須在每個籠子裏放（fàng）置哨兵動物，導致其隻能在被監測動物數量很少的情況下才能使用，否則其監測成本將非常高（gāo）昂，也正是因為這個原因，直接接觸（chù）哨（shào）兵鼠的使用非常少。

髒墊（diàn）料哨兵鼠（shǔ）

髒墊料哨兵鼠是以（yǐ）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。可以使用相對較少的動物來監測更多（duō）籠動物，通常一到兩（liǎng）籠哨（shào）兵鼠可以監測50-80籠動物，大大降低了監測成本，在監（jiān）測（cè）成本和監測效果之間達（dá）成了（le）良好的平衡，故而是長期以來最普遍采用的監（jiān）測方案。盡（jìn）管現在歐美許多設施正在用更新的（de）排氣口粉塵樣本監測方案補充和替代它，但目前階段，我國更多設施依然單獨（主（zhǔ）要）采用該方案。

通常而言（yán），每（měi）麵單獨（dú）通風籠（IVC或EVC）的（de）籠架可以設置1-2籠哨兵鼠籠，位置通常選擇在最後（hòu）一個回風位，每籠（lóng）一般放2-3隻哨兵鼠，每（měi）次換籠時將每籠被監測動物的髒墊料（含（hán）糞便）取30-50g到哨兵鼠籠中，哨兵鼠籠中使用（yòng）50%-100%的髒墊料，以確保有足夠（gòu）多的微生物和哨兵動物接觸。如果所（suǒ）有被監測籠的（de）髒（zāng）墊料加在一起量太多，可以減少新（xīn）鮮墊料（liào）的比例，如果還是太多，則可以充分混勻（yún）所有髒墊料後再取出一部分。

在被監測（cè）動物（wù）中（zhōng），感染自限性病毒(如小鼠輪狀病毒、小（xiǎo）鼠肝（gān）炎病毒、小鼠肺炎病毒等)的（de）免疫健（jiàn）全動物（wù）的病（bìng）毒脫落量會隨著時間（jiān）推移而減少，直到最終大多數感染被宿主（zhǔ）免疫係（xì）統清除。因此（cǐ）為了最大限度地提（tí）高檢出率，應該盡量減少（shǎo）髒墊料的稀釋，哨兵籠可全部使用髒墊料而不加入幹淨墊料。但即便是如（rú）此，在單獨通風籠具廣泛使用的今天（tiān），仍有可能會出現某種病原體在非常有限的（de）籠盒內低密度流行的情況，這時，轉入哨兵籠中的髒墊料所攜帶的有傳染性的病原體（tǐ）的量可能不足以感染哨兵動物（wù），由此就會造成一定程度的漏檢。

髒墊料哨兵鼠（shǔ）能有效監測通過糞-口（kǒu）途徑傳播的病（bìng）原體，如（rú）小鼠肝炎病毒、呼腸孤病毒等，但對於主要通過氣溶膠、直接接觸等途徑傳（chuán）播的病原體，其監測效果就不盡如人意了，例（lì）如：仙台病毒、嗜肺巴斯德杆（gǎn）菌、肺支原體等。

為了讓可能存在的病（bìng）原體有足夠的時間定植和傳播，應將哨兵暴露在髒墊料中至少四周。由於這種滯後性，對於那些新購入需要盡快（kuài）完成檢疫進入設施的動物、需（xū）要快速反饋微生物結果的動物（wù）等，髒墊料哨兵鼠的滯後性無法滿足其需要。

廢氣哨兵方案

隨著更多的單獨通風籠具係統的使用，利用排風口（kǒu）粉塵來監測（cè）動物微生（shēng）物（wù）質量的方案正變得越（yuè）來越流行。這（zhè）種方案也有兩個形式：

第一（yī）種是從單獨（dú）通風籠（lóng）具的所有籠盒排出的廢氣被輸送到裝有哨兵動物的籠子，這直接使哨（shào）兵動物暴露在（zài）廢氣中，同樣的，暴露於廢氣的動物（wù）至少要暴露一個月，以確保哨兵動物感染可能存在的微生物（見（jiàn）圖（tú）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，可以改善監測效果，不過可能是由於（yú）需要額外使用特殊的哨兵籠通風裝置，該方法的應用並不廣（guǎng）泛。

圖1:廢氣哨兵鼠（shǔ）籠空氣流向[1]

（引自BioZone, Inc.）

第二種是使排出的空氣流過裝有（yǒu）粉塵收集（jí）介質，直接用PCR方法檢測（cè）該介質，也就是我們常說的通風口粉塵（Exhaust Air Dust，EAD）檢測。目（mù）前（qián）這種方法被更廣泛地應用於歐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方案的時效性和檢（jiǎn）出率都有（yǒu）了顯著提升，最快暴露後一（yī）周就可（kě）檢出，且在感染比率非常低（1/63）的情況下就可以成功檢測到感染因子。目前國外的籠具品牌Tecniplast、Allentown以及我國籠具品牌新（xīn）華醫療等都推出了（le）專門針對（duì）自己的籠（lóng）具係統（tǒng）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（le）解（jiě）：

（1）籠盒、籠架（jià）設計和EAD監（jiān）測方案（àn）的有效性密切相關，如果從（cóng）籠盒中（zhōng）排出的空氣經過過（guò）濾後再排到主管道，那采集的出風口（kǒu）粉塵是無法檢測到病原體核酸的。

（2）如果設施中曾經發生過微生物汙染，且籠架（jià）通風管道清洗中未（wèi）清（qīng）除幹淨所有核酸片段，那就可能造成（chéng）假陽性結果。

（3）為保證（zhèng）檢測結果的可靠性，通（tōng）常建議將樣本外送到專業的檢測（cè）機構進行分析。而這可能會使得直接檢測成本較髒（zāng）墊料哨兵（bīng）鼠（shǔ）方案（àn）更高。

從以上的（de）介紹（shào）可以看出，每種方案都有自己的可取之處，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多個方法，以確保最佳的（de）檢測結果。

哨兵鼠的選擇標準

除過濾介質排風係統（tǒng）外，所有齧齒動物健康監測（cè）項目都需要使用（yòng）活體齧齒動物。以（yǐ）下是選擇哨兵動物時需（xū）要考慮的標準:

來源（yuán）：哨兵動物應來（lái）自經批準的、信譽良好的供應商或能夠提供完善（shàn）質量（liàng）檢測證據的設施。用作哨（shào）兵鼠的動（dòng）物不應攜帶所需監測的（de）所有病原體。

品係：選作哨兵鼠的動物品係至關（guān）重要，常用的品係有ICR小鼠、SD大鼠等。通（tōng）常（cháng）要遵循的（de）原則有：對所監測的病原體易感、與被監測動物的（背景）品係一致、易於（yú）發生血清轉化、價格相對低廉。有些（xiē）品係的動（dòng）物對特定病原體的易感性低，應該（gāi）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（kàng）性，還有（yǒu）DBA/2會存在抗體轉化延遲，也不適宜作為（wéi）哨兵鼠。

有少數設施會選擇免疫缺陷（xiàn）小鼠（例如裸鼠或有毛雜合子）作為哨兵鼠（shǔ），其感染病原體後表現為持續感染，可提高檢出率；而裸鼠在監測牛棒狀杆菌等免疫健全小鼠不易（yì）感（gǎn）的病原體方麵會有更好表現。但是由於免疫缺陷動物感染這（zhè）些病原體後更容易造成更為嚴重的疾（jí）病，因此麵臨動（dòng）物福利方（fāng）麵的挑戰。

性別：通常認為雌性比雄性更適合做哨兵，因為（wéi）雄（xióng）性（xìng）動（dòng）物更容易打架（jià），造成傷害，且雄性動物可能會導致被監測動物（wù）計劃外懷孕造成基因汙染。如果要使（shǐ）用雄性（xìng）動物可以去勢後再使（shǐ）用。

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

替換（huàn）：一旦哨兵（bīng）籠中有一（yī）個哨兵（bīng）動物被取（qǔ）出，應該在1-2周內補充。這將最大限度地增加病原（yuán）體暴露的可能性，並使新（xīn）動物在（zài）下一輪檢（jiǎn）測之前完成抗體轉化。

哨兵鼠采樣

通常，哨兵鼠至少要與被監測動物或其髒墊（diàn）料、廢氣接觸至少4周才可（kě）用於檢測，這是因為免疫係統需要1-2周才能完成血（xuè）清轉（zhuǎn）化，部分病原體，例（lì）如小鼠（shǔ）諾如病毒則需（xū）要（yào）長達8周的時間才能（néng）完成血（xuè）清（qīng）轉化。同時（shí），細菌和寄生蟲也需要一定時間定植和增（zēng）殖（zhí）到可檢出水平。

檢測頻率通（tōng）常建議是每季度檢測一次，但（dàn）是對於那些動物種類多、數量大、人員進出頻繁、操作頻繁的設施（shī），以（yǐ）少量多次的形式可以更好提高檢出（chū）效（xiào）率，例（lì）如，每月（yuè）檢測一次。而（ér）對於那些長（zhǎng）期都沒有檢出（chū）的（de）病原體，也可參考FELASA推薦的做法，降（jiàng）低檢出頻率，例（lì）如，每半年或一（yī）年檢測一次（cì）。

關於哨（shào）兵鼠的設置，讀者朋友們還（hái）期望關注那些內容或者有哪些經驗分享，歡迎在本號留言。

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, 範春（chūn）, 朱閩娟（juān）,等. 屏障環（huán）境的哨兵動物應用[J]. 實驗動物與比較（jiào）醫學, 2020, 40(1):4.