王周祥 胡曼丽 陈 芸,2 丁 一 赵德明 贺争鸣 张 鑫 万 娟
(1.赣南创新与转化医学研究院 心脑血管疾病防治教育部重点实验室 赣南医学院附属第一医院 赣南医学院,赣州 341000) (2.中国农业科学院上海兽医研究所,上海 200241)(3.华中农业大学动物医学院,武汉 430070) (4.中国农业大学动物医学院,北京 100193)(5.中国食品药品检定研究院,北京 100050)
在人类医学和动物医学研究中,猫是具有重大研究价值的实验动物,尤其在神经学、生理学、药理学等领域具有突出优势[1]。因此,随着生物医药和动物科学的发展,实验猫的需求日益增加。从19世纪末开始猫便被用于医学实验研究,但是直至目前猫作为实验动物的规范化程度仍然较低,远不能满足科学研究的需求。此外,由于猫作为伴侣动物的社会标签日益凸显,用缺乏实验动物标准的猫来开展动物实验也存在着巨大的舆论压力[2]。因此,推进猫的实验动物标准化工作迫在眉睫[3]。本次研究作者重点聚焦于探究健康猫的生理生化指标范围,并分析不同性别、不同年龄阶段猫生理生化指标的差异性,推进猫的生理学指标范围的建立,对于推进猫作为实验动物的规范化具有重大意义。
1.1.1实验动物:以武汉市招募家猫作为研究对象,筛选出75只(38只雄性,37只雌性)健康(状态良好且无报告疾病史)的猫作为研究目标。本研究经过赣南医学院生物医学研究伦理委员会审批通过,伦理审批号:2021329。
1.1.2试剂与仪器:一次性采血针、2 mL注射器、EDTA-K2抗凝管(均成都瑞琦医疗科技有限责任公司)、肝素锂抗凝管(成都瑞琦医疗科技有限责任公司)、生化检测试剂盒(上海科华生物工程股份有限公司);Abaxis VetScan HM5五分类血细胞计数仪(Abaxis有限公司)、日立3110全自动生化分析仪[日立诊断产品(上海)有限公司]、Therom Micro 17高速离心机(Thermo Fisher Scientific有限公司)、Eppendorf移液器(Eppendorf有限公司)。
1.2.1血液标本采集与处理:所有猫均在安静环境中的正常机能状态下经右前肢头静脉采集全血1.5 mL,标本送往惠康动物检测(武汉)有限公司医学检验实验室进行检测,其中0.5 mL装于EDTA-K2抗凝管,充分混匀后4 h内用Abaxis VetScan HM5五分类血细胞计数仪进行血细胞计数检测;另外1 mL全血装于肝素锂抗凝管中充分混匀后5 000 r/min离心10 min,取上清血浆,4 h内用日立3110全自动生化分析仪进行生化的检测,所有样本流转均在4 ℃环境下进行。
1.2.2生理生化指标检测:血细胞计数指标包括白细胞数(WBC)、淋巴细胞数(LYM)、单核细胞数(MON)、中性粒细胞数(NEU)、嗜酸粒细胞数(EOS)、嗜碱粒细胞数(BAS)、淋巴细胞百分比、单核细胞百分比、中性粒细胞百分比、嗜酸粒细胞百分比、嗜碱粒细胞百分比、红细胞数(RBC)、血红蛋白(HGB)、红细胞比容(HCT)、平均红细胞体积(MCV)、红细胞平均血红蛋白含量(MCH)、红细胞平均血红蛋白浓度(MCHC)、红细胞分布宽度标准差(RDWs)、红细胞分布宽度变异系数 (RDWc)、血小板计数(PLT)、血小板压积(PCT)、平均血小板体积(MPV)、血小板分布宽度标准差(PDWs)、血小板分布宽度变异系数(PDWc)。血清生化指标包括丙氨酸转氨酶(ALT)、天门冬氨酸转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、白球比(A/G)、肌酐(CREA)、尿素氮(UREA)、胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、随机血糖(GLU)、胰淀粉酶(AMY)、磷(PHOS)、钙离子(Ca2+)、钾离子(K+)、钠离子(Na+)、氯离子(CL-)。
本次研究共检测了75只猫血细胞计数的24项指标,血生化的20项指标,根据统计学分析,以95%置信区间为界定,计算出猫的血细胞计数范围和血生化指标范围,血细胞计数指标数值见表1,血生化指标数值见表2。
表1 猫血细胞计数指标范围Table 1 Range of indicators for completeblood count in cats
表2 猫血生化指标范围Table 2 Range of indicators for biochemical in cats
本次研究的75只猫中38只为雄性、37只为雌性,对比不同性别猫的血细胞计数和生化指标的差异性。本次研究结果表明,雄性猫和雌性猫的血细胞计数指标P值均>0.05,均无统计学差异;雄性猫和雌性猫的血生化指标中天门冬氨酸转氨酶指标P<0.05,有统计学差异,其他指标均无统计学差异。不同性别血细胞计数指标对比见表3,血生化指标对比见表4。
表3 不同性别猫的血细胞计数指标对比分析Table 3 Comparative analysis of complete bloodcount in cats of different
将纳入本次研究的75只猫按照年龄分为3组(≤1岁29只;1~5岁31只;≥5岁14只;其中一只年龄信息不详未纳入统计),对比不同年龄阶段猫的生理生化指标的差异性。本次研究结果表明,年龄因素对于猫的部分血细胞计数指标和血生化指标具有一定的影响:白细胞数、单核细胞数、中性粒细胞数等指标明显高于成年猫(>1岁)(P<0.05),红细胞比容、红细胞平均血红蛋白浓度、红细胞分部宽度标准差、血红蛋白等指标幼年猫低于成年猫(P<0.01、P≤0.01、P<0.01、P<0.05)。其他血细胞计数指标未见统计学差异(表5)。
表4 不同性别猫的血生化指标对比分析Table 4 Comparative analysis of in cats of different genders
表5 不同年龄阶段猫的血细胞计数指标对比分析Table 5 Comparative analysis of complete blood count in cats of different age group
不同年龄阶段猫的血生化指标对比分析中,幼年猫的碱性磷酸酶、磷、钙离子明显高于成年猫(P<0.001,P<0.05),并且随着年龄的增加而呈下降的趋势;幼年猫肌酐、胆固醇、随机血糖、球蛋白等指标明显低于成年猫(P<0.001,P<0.05),且随着年龄的增长呈上升趋势。其他血生化指标对比无统计学差异(表6)。
表6 不同年龄阶段猫的血生化指标对比分析Table 6 Comparative analysis of biochemical in cats of different age group
血液细胞计数指标和血生化指标是反映动物机体新陈代谢和生理机能状态最为重要的检测指标,生理生化指标的范围界定直接决定了人们对动物健康标准和遗传稳定的判断,同时也对临床动物疾病诊疗和动物科学研究提供重要的判断依据[4],因此,建立猫的生理生化指标范围具有重大的科研价值和临床意义[5]。本次研究以75只猫作为研究对象,对其血细胞计数指标和血生化指标进行全面检测,以95%的置信区间作为界定,初步得出猫的血细胞计数指标和血生化指标的范围,给后续开展猫相关的科学研究工作提供依据。
性别因素是动物科学研究不可忽略的因素之一,探究性别因素对于生理生化指标是否产生影响具有重要意义。通过对20只不同性别的四川白兔的研究中发现雌雄间多数生理生化值基本一致,不受性别因素的影响[6]。有研究[7]通过对6只英国短毛猫的研究提示在血细胞计数方面,5月龄雄性英国短毛猫的白细胞计数和淋巴细胞计数均高于同龄雌猫(P<0.05,P<0.01),而雌性胆固醇低于雄猫(P<0.05),但其研究样本量偏低,难以真实反应临床普遍情况。本次研究笔者对比分析了38只雄性猫与37只雌性猫的血细胞计数指标和血生化指标,通过研究可以发现天门冬氨酸转氨酶在雌猫和雄猫之间具有统计学差异(P<0.05),在此之前有研究者对不同性别的SD大鼠的生理生化指标进行对比研究同样发现了性别因素对于天门冬氨酸转氨酶指标的影响[8],而在家猫中尚无相关报道,本次研究首次发现性别因素对于家猫天门冬氨酸转氨酶指标的差异性影响,后续将进一步扩大样本基数,深入探究其原因。除天门冬氨酸转氨酶外,其他所检测的血细胞计数指标和血生化指标性别对比的P值均大于0.05,无统计学差异。综合以上结果可以发现,除天门冬氨酸转氨酶指标需要注意性别因素之外,性别因素对于猫的生理生化指标的影响作用较小。
年龄因素同样是动物科学研究中必须要考虑的因素之一。本次研究将研究目标分成3个年龄阶段展开,结果发现年龄因素对于部分生理生化指标具有较大的影响。通过本次研究发现幼年猫(≤1岁)血细胞计数指标中的白细胞计数、单核细胞计数、中性粒细胞计数等指标明显高于成年猫(>1岁)(P<0.05),所以推测这一现象与幼猫的胸腺等免疫器官尚未退化完全有关。幼年猫红细胞比容、红细胞平均血红蛋白浓度、红细胞分部宽度标准差、血红蛋白等指标低于成年猫(P<0.01,P<0.05)。由于红细胞相关指标与机体的营养状态密切相关[9],因此这一现象可能是因为成年猫相较于幼年猫有着更好的营养物质吸收和转化效率,这一推测结论也与参考文献[7]提出的红细胞增龄性升高吻合。
在血生化方面,本次研究发现幼年猫的碱性磷酸酶、磷、钙离子明显高于成年猫(P<0.001,P<0.05),并且随着年龄的增加而呈下降的趋势,这一现象提示了猫幼年期,血液中与成骨过程相关的离子含量显著高于成年猫,在幼年期的猫饲喂上需要注意这部分营养的补充,同时也应注意钙磷的比例[10];此外,幼年猫肌酐、胆固醇、随机血糖、球蛋白等指标明显低于成年猫(P<0.001,P<0.05),且随着年龄的增长呈上升趋势,因此适当补充多不饱和脂肪酸和优质动物蛋白有助于调控猫随年龄增长的胆固醇和肌酐[11]。此外,猫肌酐、胆固醇、随机血糖等指标与猫的肌肉量、体脂含量以及代谢速率相关,幼年猫相较于成年猫肌肉组织较少、体脂量较低、代谢速率更快[12],因此在幼猫的饲养过程中应当注意饲喂多不饱和脂肪酸、高优质蛋白、营养物质丰富的易消化吸收的食物,同时在饲喂时间上也要注意少食多餐饲喂,缩短时间间隔,避免幼猫低血糖事故的发生。另外本研究还发现,幼年猫的球蛋白低于成年猫,这一现象提示了幼年猫的体内抗体水平低于成年猫,因此在幼猫时期更加要注意饲养环境的清洁,及时接种疫苗,避免收到病原微生物的侵害。
本次研究通过对猫的生理生化指标检测初步探究出了猫的血细胞计数指标和血生化指标的正常范围,并且通过对不同性别和不同年龄阶段的猫进行横向对比,发现了性别因素和年龄因素对于猫正常生理机能指标的影响,为推进猫作为实验动物的标准化工作打下良好的基础。然而本次研究也存在着样本基数较小,样本来源单一等局限性,同时也未进一步对猫的品种、生长环境、饮食习惯等其他干扰因素进行分析,还需进一步从多个角度入手,增加样本基数,从更多的方面来探究猫的生理机能状态。