
換籠的(de)頻次
籠盒是小鼠(shǔ)生活的地(dì)方,吃喝拉撒都在籠盒內解決(jué),雖然它們會找(zhǎo)一個固(gù)定的地點作為排泄區(廁所),但隨著(zhe)時間的推移,這個區域會隨著排泄物的增多而擴大。而排(pái)泄物的聚集(jí),會導致有害氣體積累。
封閉環境(jìng)中(zhōng),影響小鼠健康兩種主要(yào)氣(qì)體汙染物是二氧化碳(tàn)和氨。在高密度飼養的小鼠籠盒內(nèi),即便在墊料更換後的第九天(tiān),二氧化碳濃度仍不到3000 ppm,遠低於15,000 ppm的限製值。因此,通常情況下,二氧化碳對小鼠的健康和福利危害不是主要考察對象(xiàng)。相比之下(xià),由於(yú)糞便中(zhōng)的微生物(wù)或墊料(liào)中的尿素酶會分解尿液中(zhōng)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。已有多篇文獻證實高濃度的氨氣會對小鼠的健康產生不利影(yǐng)響,導致鼻腔和嗅覺黏膜損傷並(bìng)產生病變。此外,氨氣對人類皮膚、眼睛和肺部有刺激性,當你進入不潔淨的廁所時,遇到那種讓(ràng)你感覺辣(là)眼睛的味道就是接觸到了高濃氨氣的(de)結果。由此可見,為了保持籠盒內的環境衛生,尤其(qí)是(shì)為了控製氣(qì)體(tǐ)氨的濃(nóng)度,定期地更換墊料和清洗小鼠籠盒(換籠)是齧齒類(lèi)實驗動物設施中不可或缺的管理(lǐ)活動。
但小鼠(shǔ)作為夜行性的實驗動物,白天(tiān)是其休息時(shí)間,而更換墊料和(hé)籠盒的操作(zuò)通常又是在白天實施的,這就不可避免地會(huì)導致小鼠被迫中斷睡眠,進而導致其焦慮增加。同時,小鼠還需通過(guò)氣味進行(háng)交流,如果換(huàn)籠(lóng)過於頻繁,也會為其營造了一種頻繁進入陌(mò)生領地的體驗,這同樣增加了它們的(de)焦慮。因此,換(huàn)籠過於頻繁會導致小鼠的刻板和攻擊(jī)性行為增加且體重下降。不僅如此,對繁殖和(hé)哺乳中的小鼠(shǔ)而言,頻繁的換籠還會增(zēng)加其棄嬰和/或殺嬰行為。所以,換籠的頻次設定需要(yào)在保持環境衛生和(hé)動物生理狀態穩定(dìng)之間做出權衡,否則不僅影響(xiǎng)動物福利,也會對(duì)實驗結果產生幹擾(rǎo)。那麽該如(rú)何在保(bǎo)持(chí)環境衛生和動物(wù)生理(lǐ)指標(biāo)穩定之間作出權衡,最終建立最佳的換籠(lóng)頻次呢?
顯然,籠(lóng)盒是一定要更換的(de),但其更換的頻次則是(shì)一個值得探討的問題(tí)。2011年(nián)版的《實驗室動物護理和使用指南》中建議(yì)應至少(shǎo)每兩(liǎng)周消毒和更換籠盒一次。但該指南也明確指出:“墊料更換的頻率取決於多(duō)個因素,且並沒有(yǒu)絕對的墊料更換頻率”。該指(zhǐ)南同時還建議:“通過驗證籠盒(hé)內微環境條件,如確保(bǎo)汙(wū)染物氣體氨保持(chí)在(zài)不會對動物產生刺激的水平以下,從而保護動物的福祉。”
考慮到高濃(nóng)度(dù)氨(ān)是籠盒內的主要汙染物,依據籠(lóng)盒內氨氣濃度設定一個限定值(閾值),進而確定兩(liǎng)次換籠的間隔時間既(jì)是合(hé)理的也(yě)是必要的。然而,由於還缺乏氨(ān)氣對小鼠健康影響的(de)全麵係統性研究,目前尚無針對(duì)小鼠氨氣暴露(lù)閾值的明(míng)確指南。美國職(zhí)業安全與健康(kāng)管理局為(wéi)人類設定的氨氣最大暴露限值為50ppm,或在8小時工作日內平均暴露限值為25 ppm。在沒有明確的齧齒動物暴露限值的情況下,這兩個數值也常作為齧齒動物最大氨氣暴露(lù)閾值而被一些文獻所采用。
當動物飼養密度(dù)固定時,氨氣濃度主要受籠盒通風能(néng)力的影響。如果使用的是靜態的平板架籠盒,由於空氣(qì)流通受限,氨氣濃度會很快上升。而使用獨立通風籠(lóng)盒(hé)(IVC和(hé)EVC),因空氣不(bú)斷的流通和交換,其氨氣的(de)聚集也較慢。有研究對比了繁殖(zhí)用CD1小鼠在靜態的平板架籠(lóng)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(liǎng)隻和三隻小鼠的靜態(tài)籠盒中平均氨氣含量(liàng)分別為38和(hé)74 ppm,而(ér)獨立通風籠盒在換籠(lóng)後7天(tiān),其氨氣濃度仍(réng)低於25ppm。在換籠7天後,靜(jìng)態(tài)平(píng)板架(jià)飼養兩隻和三隻(zhī)小鼠(shǔ)的籠盒內氨氣濃度平均值則已經上升到了64和100ppm,並導致飼養密度為3隻/籠的(de)CD-1小鼠幼崽出現了視力下降和斜視。而對於(yú)獨立通風籠盒而(ér)言,在兩隻每籠和三隻每籠的飼養密度下,換籠兩周後其氨氣濃(nóng)度平均值才緩慢上升到20 ppm和34ppm。
另一個研究中,通過比色法實時監控氨氣濃度的變化,在采用單獨通風籠具(IVC規格:長(zhǎng)31.0cm × 寬19.6cm × 高13.5cm),籠盒內(nèi)換氣頻率在65-70次/小時條件(jiàn)下,每籠飼養背景(jǐng)品係為Balb/c、C57Bl/6、129 和NSG的5隻不同基(jī)因型的遺傳工程小鼠時(年齡不限),飼(sì)養雄性小鼠的IVC籠中,大(dà)約(yuē)10天時(shí)氨氣的聚集就可(kě)以達到25ppm,而飼養雌性小鼠的IVC籠(lóng)中,則需要16天左右氨氣才會聚集到25ppm的濃度值(zhí)。
由此可見,籠盒內的氨氣濃度累積主要受籠器具通風能力、飼養密度和動物性別的影響,而與小鼠品係和年齡關係(xì)不大。上述研究(jiū)為小鼠設施(shī)管理者設置換籠頻(pín)次(cì)提供了參考。筆(bǐ)者的建議是:管理者首先需(xū)測試其所在設施氨氣(qì)濃度的動態變化情況(kuàng),即氨氣積累(lèi)的速度何時達到限值,如國標約定的20ppm或多數文獻已證明(míng)對小鼠無傷害的25ppm,並堅持在氨氣濃度達到限值前,最大(dà)限(xiàn)度地減少(shǎo)換籠的(de)頻(pín)次,以將因籠盒環境變化而對小鼠產(chǎn)生(shēng)的影響降至(zhì)最低。