朱玉峰,王元占,杨培梁,弓 莉,吴湘慧,曾俊岭,刘谋荣
(南方医科大学南方医院实验动物研究中心,广东 广州 510515)
动物实验是揭示生命现象的本质和规律、发展科学技术必不可少的方法和手段。但是在动物实验过程中,不可避免地会对动物造成痛苦与伤害,有些伤害是实验预期的、可控制的,而有些伤害是实验不可预期的,或在目前阶段通过人为手段不可控制的,会对动物造成巨大的痛苦。依据动物福利和动物保护的原则,实验者应在适当的时机采取适当的方法对动物施行安乐死,即仁慈终点,确保把动物的痛苦降到最低。
当动物持续处于不适、痛苦等应激状态时,动物的病理、生理、心理、行为等都会发生较大的改变,在这种状态下得到的动物实验数据是不可信的。
另外,动物死亡后,其组织会自体溶解或被笼内其它同类动物啃食,这样实验者就采集不到理想的组织标本。所以应在动物濒死前对动物施行安乐死,确保得到理想的组织标本和实验数据。
有些动物实验并未给动物带来较大的伤害与痛苦,但也需要对动物施行安乐死,如因实验设计错误或其他原因造成的实验中途失败而淘汰的动物、实验结束后的动物、转基因动物中的阴性动物或性别过剩动物。[1]继续饲养这些动物已没实际意义,在这种情况下,应对动物施行安乐死。
有些动物实验主要基于分子和细胞水平研究某些疾病,而对疾病的临床症状并不关心。动物生理、生化指标的改变往往在动物没出现临床症状之前就体现出来,而动物在出现临床症状前,往往是没有什么痛苦和不适的。如果在已达到实验目的的前提下,在动物出现临床症状之前就对动物施行安乐死,则最能体现动物实验的福利原则。如白血病模型,在动物出现临床症状——白细胞计数已经升高很多时;[2]在一些毒理实验中,动物的某些血清值在其发病前已明显改变时。[3]所以,根据动物的生理、生化指标对动物施行安乐死不仅可避免或减少给实验动物带来痛苦,还有助于实验者取得完整的动物标本和理想的实验数据。
面部表情和身体姿势代表动物的不同精神状态,[4]这对评价是否对动物实施安乐死非常有用。一般而言,若出现下列状况说明动物非常痛苦,需要对动物施行安乐死:动物体重下降、消瘦、成长期动物未增重,无法有效控制的疼痛,过度的肿瘤增长或腹水产生,持续性的自残行为,疾病造成的全身性脱毛,因实验因素无法治疗的长期下痢,严重呼吸道感染,持续性的倦怠伴随粗糙的皮毛,拱背,腹围扩大,无法行走,严重贫血、黄疸,异常的中枢神经反应,无法控制的出血现象,排尿异常,影响进食饮水的病症,传染性疾病末期,严重低温,明显的功能损伤,动物遭受长期窘迫时的行为及生理现象等。
对实验动物施行安乐死不仅要考虑动物的身体状况、动物福利,而且要考虑实验的结果。有的实验虽然给动物带来了巨大的痛苦与伤害,但这是达到实验目的所必需的,所以对动物施行安乐死需要兽医师、实验技术人员和伦理委员会成员进行沟通与讨论,共同确定动物安乐死的最佳时机。
对动物施行安乐死的技术(方法)有多种,不管采取什么方法都必须考虑以下几个方面的因素:[5]①导致感觉丧失和不引起动物疼痛、悲伤、焦虑死亡的效力;②导致意识丧失所需要的时间;③可靠性;④人员的安全性;⑤不可逆性;⑥与目的相适应的可兼容性;⑦对观察者和操作者情绪的影响;⑧进一步评价、检查及使用机体组织的兼容性;⑨药物的可用性和人员滥用的可能性;⑩种类、年龄、健康状态的兼容性;○11保持设备处于正常状态的效力。
对动物施行安乐死的技术方法原理主要有3种:一是直接或间接缺氧,如二氧化碳、一氧化碳和氮气吸入法;二是生命功能的神经元受到抑制,如过量麻醉法,包括吸入性麻醉剂和非吸入性麻醉剂;三是大脑活动或生命功能神经元的直接破坏,如物理方法,包括颈部脱臼、断头、电击、放血等。
3.3.1 根据动物的品种选择安乐死方法。
不同品种的动物,其体型大小,温驯度,对疼痛、窘迫、疾病的感受性以及保定方法有很大的差异,所以针对不同品种的动物应选择不同的安乐死方法,如对啮齿类动物(大、小鼠、兔等)经常采用二氧化碳法安乐死,而对狗、猪、马等大型动物安乐死很少采用二氧化碳法。对于体重低于200克的啮齿类动物、禽类以及体重低于1公斤的仔兔可采用颈椎脱臼法,而对狗、猪、马等大型动物则禁止使用。[6]
3.3.2 根据动物的年龄选择不同的安乐死方法。
二氧化碳法对于成年啮齿类动物而言是既经济又高效的安乐死方法。但新生动物由于适应了在母体子宫内的缺氧状态,对缺氧有较强的耐受性,[7]所以一般不选择二氧化碳法对新生动物施行安乐死,而经常选择颈部脱臼法,因为新生动物的神经系统发育还不是十分完全,对疼痛的敏感性不如成年动物高。
3.3.3 根据动物的数量的多少选择安乐死方法。
对同一种动物可以采用不同的安乐死方法,但动物的数量不同,效率往往不同。如对少数几只大、小鼠实施安乐死,采用过量麻醉法或颈部脱臼法比较省时省力,而采用二氧化碳法不仅需要特定的设备,而且费时费力;相反,如果要对几十只甚至几百只动物同时施行安乐死,采用二氧化碳法比较省时省力,如果采用过量麻醉法或颈部脱臼法,则相对费钱、费时、费力。
3.3.4 根据动物的健康状况选择安乐死方法。
同种动物在不同的身体状态下应选择不同的安乐死方法,如对有外伤或刚做过手术的动物施行安乐死,如果采用非吸入性药物法或物理法,抓取和保定动物本身就会使动物产生巨大的痛苦,但如果采取吸入性药物法,可使动物在保持原有姿势的情况下安静地死去。相反,对呼吸道有损伤的动物施行安乐死,如果采用吸入性药物法,对动物的呼吸道黏膜刺激较大,[8]而采用非吸入性药物法或物理法能最大限度地减少动物的痛苦。
3.3.5 根据实验人员的技术水平选择安乐死方法。
不同的动物安乐死方法需要不同的技术方法,有的比较简单,有的比较复杂。实验人员应在保证动物安乐死效果的前提下选择自己力所能及的方法。如非吸入性药物静脉注射法往往要比腹腔注射法或肌肉注射法好,但大、小鼠的静脉穿刺对许多实验者来说比较困难,对这些实验者而言,大、小鼠安乐死最好采用吸入性药物法或物理法,或是选择肌注或腹腔注射过量麻醉剂法。
3.3.6 根据实验需要选择动物安乐死方法。
不同的动物的安乐死方法对动物死亡后的组织标本的影响有很大的区别,如采用缺氧法对动物施行安乐死容易引起肺栓塞或肺水肿,组织由于缺氧也会发生一些病理学改变,如酸中毒,这些改变必然会影响接下来的生物化学、组织学及电镜的分析结果。另外,药物麻醉法或物理法安乐死也可能对某些实验结果有一定的影响。所以在选择动物安乐死的时候一定要考虑该方法对实验结果的影响。
3.4.1 加强实验人员的伦理道德与法规培训。
实验者的动物伦理意识往往影响其在实际动物实验中的行为,所以应对实验人员进行定期的科普和伦理培训,使其树立起关爱动物、保护动物、维护动物福利的理念,实验者才能在实验中做到对动物有爱心、有耐心、有责任心。只有这样,实验者才能在动物安乐死过程中做到使动物尽量减少痛苦。法律法规是约束实验者行业的重要手段,近年来我国有关部门及部分省份出台了一系列有关动物保护的法规,如科技部《关于善待实验动物的指导性意见》、《广东省实验动物管理条例》等。这些法律法规都规定要善待动物,不允许虐待动物,在不影响实验结果判定的情况下,应选择“仁慈终点”,避免延长动物承受痛苦的时间。处死实验动物时,须按照人道主义原则实施安死术。法律法规还对违反规定的行为作出了明确的处罚规定,所以加强动物保护法规的学习,对实验者有很好的警示作用。
3.4.2 加强对实验人员动物安乐死相关知识的培训。
对实验动物施行安乐死并不是简单的使动物死亡,而会涉及很多内容,需要实验者了解各种安乐死方法的作用机制,掌握各种安乐死方法的技术要点,如二氧化碳法需要实验者清楚二氧化碳的浓度、气流的速度、安乐死箱的使用方法等;过量麻醉法需要掌握动物的抓取与保定、静脉穿刺、麻醉剂的剂量等技术。另外实验者还需具备判断动物是否失去知觉或死亡的能力。实验者只有通过不断的学习与培训才能掌握这些知识和技能。
3.4.3 加强对实验者的心理疏导与培训。
实验者在动物的安乐死的过程中听到动物痛苦的叫声、看到动物濒死时痛苦的表情,心灵上、道德上会受到巨大冲击,有的实验者甚至对长期相处的实验动物有了较深的感情,当看到它们瞬间失去生命时,会感到非常伤心,并且这种情绪会在实验者中迅速传播。所以在动物实验之前就要加强对实验者的心理培训,增强其心理素质。动物安乐死后及时的对实验者进行心理疏导,让其真正明白对动物施行安乐死是为了减轻动物痛苦,减轻其心理负担。
动物实验的伦理审查是维护实验动物福利,规范动物实验人员行为的重要手段。在动物实验之前应开展伦理学审查,伦理审查委员应对动物实验的目的与意义,实验者的资质与经历、仁慈终点的把握、安乐死方法的选择、动物尸体的处理等是否符合要求进行审查,对因实验需要不能进行安乐死的,要求实验者给出充分的科学依据。伦理委员会对通过审批的研究项目,应进行定期追踪访问,以评价其执行情况,对违反伦理学及动物福利的行为应及时予以制止。
[1]Melvin B.,Dennis,Jr.Humane Endpoints for Genetically Engineered Animal Models[J].ILAR,2000,41(2):94
[2]Morton D.B.A systematic approach for establishing humane endpoints[J].ILAR,2000,41(2):40 -42.
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[4]Beaver BV,The veterinarians’encyclopedia of animal behavior[M].Iowa State University Press,1994:1 - 307.
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[6]张潇,谭德讲,李保文,等.二氧化碳安乐死在实验动物中的应用与最新进展[J].中国比较医学杂志,2009,19(8):81-84.
[7]Mohan Raj AB,Gregory NG.Investigation into the batch stunning killing of chickens using carbon dioxide or argon induced hypoxia[J].Res Vet Sci,1990 ,49:364 -366.
[8]Hackbarth H,Kppers N,Bohnet W.Euthanasia of rats with carbon dioxide - animal welfare aspects[J].Lab Anim,2000,34:91-96.