陈 巍 侯粉霞 杨慧芳
(中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所 毒理室,北京 100050)
Wistar大鼠是医学及生物学实验中常用的大鼠品系,建立其体质量正常参考值对于开展Wistar大鼠相关研究具有重要的参考作用。本实验室最近开展了一项为期2年的Wistar大鼠喂饲试验,记录了正常对照组Wistar大鼠自5周龄至109周龄在其大部分生命过程中37个时点的体质量及其增长速度,这些资料可对已有的Wistar大鼠体质量正常参考值的相关文献资料进行进一步完善和补充,为Wistar大鼠体质量的实验室间比较或相关技术人员提供一些有用的参考。
1.1.1实验动物:SPF级Wistar大鼠(4周龄),购自北京维通利华实验动物技术有限公司,合格证号为SCXK-(京)2006-0009;经随机分组后正常对照组有雄性和雌性大鼠各60只。试验前观察1周,之后开始试验。试验开始时(大鼠5周龄)雄性和雌性大鼠的体质量分别为(132.0±11.2)g和(122.2±5.8)g。
1.1.2饲养条件:动物饲养于中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所动物实验室,屏障环境,许可证号为SYXK(京) 2009-0032;每笼5只。雄性动物于试验的第14周调整为每笼3只,雌性动物于试验的第37周调整为每笼4只。试验期为104周,整个试验期内正常对照组大鼠自由摄食常规饲料(由科澳协力饲料有限公司制备,其合格证号为SCXK(京)2009-0012)、自由饮水。试验符合3R原则,伦理审批号为EAWE-2010-013。
1.2.1体质量测量:于试验开始当日(试验的0周,此时大鼠5周龄)测量大鼠的体质量,之后在试验的前13周内,每周测量一次体质量,实验13周之后每4周测量一次体质量。采用电子天平(编号:DW1101-5,常熟市双杰测试仪器厂,量程1 000 g,精度0.1 g)对大鼠体质量进行测量。
1.2.2计算体质量的增长速度:根据各时点体质量与前一时点体质量之差,除以两时点之间的周数,计算各时点每周增长的克数,即为体质量的增长速度。
雄性和雌性Wistar大鼠在5周龄至109周龄(共37个时点)的体质量见表1和图1。随着鼠龄的增加,体质量呈持续增长趋势,雄性大鼠在94周龄达到最大体质量(755.7±103.4)g,雌性大鼠在102周龄达到最大体质量(515.4±96.6)g,之后体质量呈减低趋势。
表1 5周龄至109周龄Wistar大鼠的体质量Table 1 Body weight of Wistar rat in age from 5 to 109 weeks
图1 5周龄至109周龄Wistar大鼠的体质量Fig.1 Body weight of Wistar rat in age betweent 5 and 109 weeks
雄性和雌性Wistar大鼠在5周龄至109周龄的体质量增长速度见表2和图2。随着鼠龄的增加,大鼠的体质量增长速度总体上呈逐渐减慢的趋势。
图2 5周龄至109周龄Wistar大鼠的体质量增长速度的减低趋势Fig.2 The decrease trend of weight gain rate of Wistar rat in age betweent 5 and 109 weeks old
表2 5周龄至109周龄Wistar大鼠体质量的增长速度(g/周,Table 2 The rate of body weight gain of Wistar rat in age from 5 to 109 weeks(g/周,
鼠龄越小的时候,体质量增长速度越大;鼠龄越大的时候,体质量增长速度越小;雄性大鼠在66周龄、雌性大鼠在82周龄首次出现了负增长,负增长的幅度最终变得更大。
体质量几乎是在开展各种动物实验时都需要测量的一项指标。首先,它是计算动物染毒或给药剂量的依据,因为染毒或给药剂量是按每公斤体质量给药量来表示的,而且在动物染毒过程中,还常常需要根据动物的体质量来调整染毒量;其次,体质量是一项最直接、最客观的毒性评价指标,染毒引起动物发生的系统毒性可直接反映在体质量的改变(主要表现为体质量减低),如果染毒组体质量与对照组相比显著减低且具有剂量-效应关系,则可说明受试物产生了一定的毒性效应。在慢性毒性和致癌试验中,高剂量的剂量设计原则是“不应引起严重的毒性或动物死亡,但应表现出毒性效应,如,体质量增长降低了10%”[1-3],这进一步说明了体质量在反映毒性效应的直接性;体质量的客观性在于很容易对体质量进行准确的定量测量。动物实验过程中,除了染毒因素外,动物体质量还会受多种因素的影响,主要是饲养环境条件和人员操作,如动物过度拥挤、噪声、温度、湿度超标、不及时换垫料、缺水、缺食等照护不周、发生自发性疾病等,因此,相同鼠龄的大鼠在实验室间会存在一定的差别,建立体质量正常参考值需要积累多个实验室的大量相关数据。
本研究报告了正常对照组Wistar大鼠自5周龄至109周龄在其大部分生命过程中共37个时点的体质量及其增长速度。通过全面查阅国内外与大鼠体质量正常值相关的文献,发现国内关于大鼠体质量正常参考值的研究中,SD大鼠相关的文献较多,而Wistar大鼠相关的文献较少,而且Wistar大鼠的相关文献目前仅涉及18周龄以内的大鼠[4-8]。此外,国内外开展的2年慢性毒性和致癌试验中,国内多使用SD大鼠,国外多使用Fischer 344大鼠;有关使用Wistar大鼠进行的2年慢性毒性和致癌试验研究中,多数情况下对体质量资料不做详细介绍[9-12],或用图来表示体质量的变化趋势,不报告体质量的具体数据[13-14];有体质量具体数据的文献中体质量测定的时点数较少,如王静等[15]在24个月的慢性毒性试验研究中仅报告了9个时点的体质量、Otabe等[16]在104周的慢性毒性试验期内报告了20个时点的体质量;比较这些文献的结果,发现大鼠8周龄以前各实验室报告的体质量基本一致,鼠龄越大,各实验室报告的体质量差异越大,以最大体质量为例,王静等[15]报告的雄性和雌性大鼠的最大平均体质量分别为515.4 g和354.0 g,Otabe 等[16]报告的雄性和雌性大鼠的最大平均体质量分别为624 g和396 g;本研究5~10周龄鼠的体质量与文献基本一致,但雄性和雌性大鼠的最大平均体质量较高,分别为755.7 g和515.4 g。
本研究不仅建立了我实验室Wistar大鼠自5周龄至109周龄不同时点体质量的正常参考值,也可对已有的Wistar大鼠体质量正常值的相关文献资料进行进一步完善和补充,为Wistar大鼠体质量正常值的实验室间比较或相关技术人员提供一些有用的参考。