林丹荣,何 坚,李文德,陈梅丽,黄 韧
(广东省实验动物监测所,广东省实验动物重点实验室,广州 510663)
实验动物作为科技基础支撑条件之一,对人类生存以及人类科技活动起着不可或缺的重要作用,越来越受到世界各国政府和科学家的重视,甚至作为衡量一个国家和地区科学技术水平高低的重要标志之一[1]。把握实验动物资源现状,有利于发现实验动物资源建设中的突出问题、内在规律与潜在优势,从而促进实验动物资源的优化配置、平台建设与共享服务,为科技创新与发展提供资源和技术服务。因此,本文对广东省实验动物资源现状进行调查,以全面了解实验动物行业发展现状和趋势,为政府管理决策及社会对实验动物的管理提供参考,以期推动广东省实验动物行业发展。
2016年1月向广东省实验动物许可证单位发放2013~2015年度实验动物资源现状调查表,共收集到109个使用许可证设施、25个生产许可证设施调查表反馈;2017年1月份向广东省实验动物许可证单位发放2016年度实验动物资源现状调查表,共收集到111个使用许可证设施、24个生产许可证设施调查表反馈。对调查表进行收集、汇总、分析。调查内容主要包括实验动物生产、使用情况、实验动物从业人员情况、设施建设情况等。
2016年3月份邀请广东省实验动物许可证单位参与实验动物资源研讨会,探讨我省实验动物资源及管理存在问题。研讨会共邀请到26家单位43位代表参会。
调查结果显示,广东省实验动物品种丰富,全省实验动物生产单位25家,生产实验动物包括小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、猴、猪、鸡等8个品种近30个品系。近四年,实验动物总生产量(鸡蛋除外)呈上升趋势,2016年全省共生产实验动物157万只。常用实验动物,小鼠产量最多,其次为大鼠、豚鼠、兔。2016年各品系小鼠产量排列依次为KM、C57、NIH、BALB/c、BALB/c-nu、ICR(见图1)。非人灵长类实验动物近三年生产量呈增长趋势,全省存栏量近8万只,以食蟹猴为主。小型猪品种有蕨麻小型猪,蓝塘猪、巴马小型猪、西藏小型猪、五指山小型猪、微型猪等,是品种最丰富的省份,近两年小型猪生产量大幅增长。
此外,在水生实验动物方面,广东省实验动物监测所开发的诸氏鲻虾虎鱼,为目前国际上标准化程度最高的海水实验鱼之一,已建立多态性稳定的封闭群,近交培育至第10代,近四年产量逐年增加,2016年产量达57万尾。
近四年,实验动物总使用量(鸡蛋除外)呈增长趋势,涉及品种有小鼠、大鼠、兔、豚鼠、犬、猴、猪、鸡等,2016年实验动物总使用量达75.4万只。与各类实验动物生产情况比较,大多数品种/品系可满足本地区需求,但个别品种/品系需从省外大量引进。从2016年各品种实验动物使用情况及购买来源看,豚鼠、兔(伊拉兔、青紫兰兔除外)、猴、猪、KM小鼠、NIH小鼠、SD大鼠、Wistar大鼠等品种基本可满足本地区需求;C57BL/6小鼠、BALB/c小鼠、CD-1(ICR)小鼠等有相当一部分从省外引进;BALB/c-nu小鼠、ICR小鼠主要从省外引进;NOD-SCID、Scid Beige、C57BL/6 N等小鼠以及CD(SD)、SHR、F344、Lewis等大鼠均需从省外引进。
表1 2013~2016年广东省实验动物生产、使用情况
在水生实验动物使用方面,广东省实验动物监测所开发的诸氏鲻虾虎鱼,近几年使用量逐年递增,2016年使用量达47万尾,主要用于海洋污染物的毒性监测。各实验动物使用情况见表1、表2。
据不完全统计,2016年广东省实验动物从业人员(见表3)数为2352人,持有实验动物从业人员岗位证书1160人。其中,科技人员、管理人员、技术工人(或饲养工人)的占比分别是31%、17%和35%;高级、中级、初级职称占比分别是11%、14%和21%;博士、硕士、学士、大专学历分别占7%、17%、25%和15%;畜牧学、兽医学、医药学、生物学专业的人员比例分别是5%、16%、23%和11%。与2015年基本持平。
图1 2016年广东省各品系小鼠产量(%)Fig.1 Production of mice in Guangdong province in 2016
品种Species本省Theprovince省外Otherprovinces品种Species本省Theprovince省外OtherprovincesNOD-SCID小鼠NOD-SCIDmice03269Lewis大鼠Lewisrats0809ScidBeige小鼠ScidBeigemice01328白化豚鼠Whiteguineapigs222270C57BL/6N小鼠C57BL/6Nmice06786Hartley豚鼠Hartleyguineapigs170711182C57BL/6小鼠C57BL/6mice3612217342FMMU豚鼠FMMUguineapigs558864BALB/c小鼠BALB/cmice4569219768新西兰兔NewZealandrabbit296311049CD-1(ICR)小鼠CD-1(ICR)mice31352095伊拉兔IRArabbit056BALB/c-nu小鼠BALB/c-numice1006728157青紫兰兔Purplebluerabbit014ICR小鼠ICRmice160414079比格犬Beagledog925493KM小鼠KMmice2052743612猕猴Rhesusmonkey1330NIH小鼠NIHmice67389493食蟹猴Cynomolgusmonkey622103SD大鼠SDrats8440120632白猪Whitepig380Wistar大鼠Wistarrats76151317巴马小型猪Bamaminiaturepig80010CD(SD)大鼠CD(SD)rats01335西藏小型猪Tibetanminiaturepig3100SHR大鼠SHRrats0429五指山小型猪Wuzhishanminiaturepig1620F344大鼠F344rats0179蕨麻猪Fernhemppig1170
表3 实验动物从业人员情况
截止至2016年底,广东省实验动物生产许可证25个,实验动物使用许可证119个。以颁发许可证上登记设施面积计,2016年实验动物生产设施总面积为121008 m2,其中,屏障环境8746 m2,普通环境112262 m2;实验动物使用设施总面积73470 m2,其中,屏障环境42539 m2,普通环境30932 m2,实验动物使用设施面积近三年呈上升趋势,见图2~3。
图2 2014~2016年广东省实验动物生产设施面积Fig.2 Laboratory animal production facilities area in Guangdong province in 2014-2016
图3 2014~2016年广东省实验动物使用设施面积Fig.3 Usable area of laboratory animal facilities in Guangdong province in 2014-2016
近几年,广东省在实验动物资源种类、资源标准化研究、从业人员队伍、设施建设等方面取得了很大的进步,但也存在一些问题有待解决。如何利用现有的优势发展广东省实验动物科技事业,值得我们探讨。
广东省实验动物品种丰富,其中实验猴和水生实验动物是特色资源。
非人灵长类实验动物在亲缘关系上与人类最接近,其遗传学、解剖学和生理学与人类高度相似,在心脑血管、神经系统、内分泌、眼科、恶性传热染性疾病等研究领域中都是优选的模型[2]。而非人灵长类自发性疾病动物更接近于人的疾病病症、病理与病机,更是难得的科学研究资源和医学模型。广东省非人灵长类实验动物存量达8万只,占全国总存量1/3,以食蟹猴为主,每年出口欧美的标准化实验猴超过6000只,产值达6千万。丰富的实验猴资源目前只是满足于符合实验动物国家标准的动物销售与使用,其在疾病模型的开发应用方面非常有限,自发疾病动物模型的开发尚为空白。因此,充分利用丰富非人灵长类实验动物资源,依托项目支撑,加强非人灵长类实验动物模型的开发和应用,建设自发性非人灵长实验动物疾病模型筛选与评价技术平台,对人类重大疾病研究与新药研发有重大作用。
随着科学技术的发展,水生实验动物被视为实验动物“队伍”强大的“后备军”,主要应用于毒理学、药理学、遗传学、环境监测等领域[3]。广东省为国内最早从事水生实验动物资源开发和标准化研究的省份,目前在海淡水鱼的实验动物化方面均居全国前列。中国水产科学研究院珠江水产研究所自1987年就开始剑尾鱼的实验动物化研究,成功培育的剑尾鱼RR-B系获得农业部新品种认证。广东省实验动物监测所开发的具有地方特色的诸氏鲻虾虎鱼,已建立了多态性稳定的封闭群,近交系培育至第10代,该鱼目前主要用于我国海洋污染物的毒性监测,为我国海洋环境保护做了巨大贡献。广东省牵头起草的国家标准《实验动物鱼类环境与质量控制标准》已提交审查。充分利用标准化生产的实验用鱼及前期研究基础,加强实验用鱼在疾病模型、遗传发育、药物评价领域的推广,对扩充实验动物队伍,替代高等实验动物的使用有重要意义。
广东省实验动物品种丰富,大多数品种/品系可满足本地区需求,但C57BL/6、BALB/c、CD-1(ICR)、BALB/c-nu、ICR、NOD-SCID、Scid Beige、C57BL/6 N等小鼠以及CD(SD)、SHR、F344、Lewis等大鼠存在大量外购现象。实验动物外购一方面增大生产与科学研究成本,另一方面可能耽误研究进程,同时由于长途运输等应激因素影响外购实验动物质量最终影响到动物实验的结果。因此,有必要结合本地区需求,在保证实验动物质量的前提下,扩大生产力,支持稀缺品种(品系)的标准化生产。
广东省实验动物从业人员中级以上职称及硕士以上学历所占比例分别为25%、24%,从事一线实验动物饲养管理工作人员学历、职称不高,多为从其他行业转行而来,实验动物从业人员流动性大,整体水平不高。究其原因主要有:实验动物从业人员接受教育与继续教育的机会较少,培训方式单一,培训面不够;职称评定无归属;福利待遇低。诸多因素导致该行业缺乏吸引力和人才流失的问题。
因此,提高整个实验动物行业从业人员水平,必须重视实验动物从业人员。通过提高实验动物从业人员的社会地位,改善工作环境,提高福利待遇,增加接受教育的机会,在高校或职业院校内设立实验动物学科,设立职称等多途径稳定实验动物从业人员,以提高整个实验动物行业人才队伍水平。
随着生物医药产业发展,各企事业单位开展生命科学研究活动日渐活跃,对实验动物设施环境的需求也逐年增加。实验动物设施的建设、运行和维护是一件高成本的工作。调查发现部分单位实验动物设施利用率很低甚至闲置的现象,造成了极大的资源浪费;而有些单位实验动物设施面积较小,满足不了科研的需求,导致科学研究滞后。如何提高实验动物设施利用率,提高科研效率,降低企业研发成本,是各实验动物使用单位面临的问题。
实验动物设施共享,可以接受各种形式的服务委托,通过设施设备的共享,既可以充分发挥设施设备作用,也为一些科研单位节省高额购置、维护成本,从而提高资源的使用率和科研效率,降低企业研发、生产成本,提高竞争能力。因此,结合社会需求,创建实验动物设施共享平台,具有重要意义。
二十一世纪是生命科学的世纪,实验动物作为生命科学的基础,其重要性越来越明显。本文通过对广东省实验动物资源状况进行调查、分析,并提出建议,以期为我省政府管理决策及社会对实验动物管理提供参考。相信在政府部门的正确领导和大力支持下,在实验动物科学工作者的不断努力下,必将促进广东省实验动物行业健康迅速发展。
[1] 徐平. 实验动物资源开发、保存和共享利用[J]. 中国比较医学杂志,2011, 21(10,11): 48-56.
[2] 江鹏亮,汤球,余琛琳,等. 非人灵长类动物模型在医学研究中的应用概况[J]. 实验动物科学,2010, 27(6): 59-63.
[3] 杨笑波, 李建军, 刘继芳. 水生动物的实验研究与应用[J]. 中国比较医学杂志,2005, 15(1): 48-50.