摘要：大多数人都会同意，研究中的动物应该避免“不必要的”伤害、痛苦或焦虑，而且人们也越来越有兴趣为动物提供某种形式的丰富环境。 但这是我们应该追求的护理标准吗？我们认为，我们需要朝着更高的标准努力——特别是，为研究动物提供“美好生活”应该是使用它们的先决条件。 本文的目的是阐明我们对实验室大鼠和小鼠“美好生活”的愿景，并为实现这一愿景提供路线图。美好的生活需要动物可以表达丰富的行为技能，利用它们的能力，并通过积极参与环境来发挥它们的潜力。在第一节中，我们描述了如何为满足这些要求而饲养动物，从简单的修改到标准的饲养，再到更好的笼子设计和自由放养的选择。在第二部分中，我们回顾了与实验室啮齿动物相适应的美好生活的互动类型。在第三部分中，我们讨论了动物在研究之外生活的可能性，包括在临床试验中使用宠物（动物作为患者模型），以及在研究中不再需要研究动物时将其领养到新家中。最后，我们提出了一些实现愿景的建议。

关键词：机构  动物福利 多样性  自由放养；自然行为；社会化

简介：在实验室里，人与动物之间的关系是模棱两可的。一方面，动物被带到研究机构作为达到目的的手段；它们是科学研究的工具，基于对我们的好处，它们的使用是合理的。但他们也是有知觉的个体，我们有时会与他们互动并建立牢固而持久的关系。几乎普遍的共识是，研究中的动物应该避免“不必要的”伤害、痛苦或焦虑。在实践中，这通常意味着确保动物得到充足的喂养和饮水，保持相对没有疾病，并在需要时给予疼痛缓解。 还考虑了特定物种的要求，例如笼具和某种形式的环境丰富；然而，如果这些问题被认为是切实可行的，且不干扰研究目标，则应将其与其他问题进行权衡。但这是我们应该追求的护理标准吗？ 我们认为，我们需要朝着更高的标准努力——特别是，为研究动物提供“美好生活”应该是使用它们的先决条件。这个立场有几个潜在的论据，但在这里我们只触及 4 个。首先，我们有义务为我们照顾的动物提供良好的生活，并期望从中受益。其他 3 个论点是务实的：让动物处于更好的条件下可能会使研究结果更具普遍性和可重复性。鉴于社会对动物护理标准的期望越来越高，高标准的护理可能更好地让动物研究人员继续证明其使用的合理性。本文的目的是阐明我们对实验室大鼠和小鼠“美好生活”的愿景，并为实现这一愿景提供路线图。我们专注于大鼠和小鼠，因为这些啮齿动物在研究中使用的动物中占很大比例，而且它们接受的护理标准有时低于其他哺乳动物标准。本文重点关注动物日常生活条件的质量以及这对美好生活的贡献。 我们认识到，一些研究程序显然与美好生活不相容，例如诱发疾病或将有意识的动物暴露于重复或长时间的厌恶操作。动物因研究而遭受的伤害可能会限制甚至排除这些动物过上美好生活的能力。 我们在这里描述了我们认为在研究中使用啮齿动物时要满足的最低日常生活条件； 这些条件将有助于在研究环境中为动物提供尽可能好的生活。任何具体建议可能不适用于所有研究模型； 目的是描述可以适应各种情况的一般原则。

什么是“美好生活”？根据一种流行的模型，良好的动物福利在于生物功能、情感状态和自然生活的交叉点。这 3 个领域相互关联，因此一个领域的变化往往会影响另一个领域。例如，处于负面情感状态（情感状态）的小鼠可能具有受损的免疫系统和更高的癌症风险（生物功能）并且表现异常行为（自然生活）。消极情感状态本身可能是由于笼具阻碍了进行高动机行为（自然生活）或遗传倾向（生物功能）的能力。虽然三个领域的平衡是良好福利的关键，但不同的利益相关者倾向于优先考虑不同的领域。在生物医学研究界，生物功能通常是最重要的考虑因素。 努力确保动物与病原体的接触最少并生长良好（尽管有时不太重视生物功能的其他方面，例如正常的新陈代谢）。相比之下，动物福利科学家倾向于强调动物的主观体验，考虑积极的情感状态是否大于消极的情感状态。对公众来说，自然生活往往是最重要的，无论物种或动物使用的环境如何。“美好生活”的概念超越了这三个传统的动物福利领域。哲学家玛莎·努斯鲍姆（Martha Nussbaum）认为，每个人——无论是人类还是非人类——都有尊严，并且必须有机会“像它本来的样子”蓬勃发展。必须允许个人利用其先天能力，体验“丰富多样的生活活动”。重点不仅在于健康或幸福，还在于他们是否发挥了自己的潜力。与努斯鲍姆的能力方法相关的是，认识到参与环境、学习和克服挑战是美好生活的核心。Wemelsfelder 认为，生活质量取决于动物追求自身利益的机会，包括动物与环境的关系以及它们的生活方式。 Purves 和 Delon 认为有意义的生活源于有意识的行为，或动物自身的能动性。我们的结论是，需要一个多元化的概念，一个关注上述每个特征的概念。具体来说，我们认为，良好的生活要求动物能够表达丰富的行为技能，利用自己的能力，并通过积极参与环境来实现自己的潜力。

物理环境：啮齿动物标准实验室笼子的大小和形状如下所示：更多基于传统而非科学证据。“鞋盒”笼主要是为了便于搬运和清洁而设计的，至少在北美——自20世纪20年代以来变化不大。在标准实验室笼子的范围内为啮齿动物提供良好的生活可能是不可行的，但可以定制一些功能以改善福利。

垫料：垫料的主要功能是从动物的排泄物中吸收水分以尽量减少氨和细菌的积累。垫料也必须无毒，便于动物休息。玉米芯被褥的吸水性最强，氨含量最低。然而，生活在玉米芯垫料上的大鼠其笼子里检测到乙酸和二氧化硫，这是已知的眼睛、皮肤和呼吸道刺激物。此外，啮齿动物似乎不喜欢玉米芯垫料。 在一系列测试中，大鼠和小鼠更喜欢在白杨木屑上休息而不是玉米芯垫料。Leys及其同事发现，与白杨木屑垫料相比，大鼠在玉米芯上的慢波睡眠更少。作者还观察到，大鼠会直接睡在白杨木屑垫料上，会把玉米芯推到一边，睡在笼子底板上。玉米芯垫料也与更高水平的攻击性有关，可能是因为它含有雌激素干扰物。Blom 及其同事评估了大鼠和小鼠对不同类型垫料用品的偏好，不包括玉米芯。 他们发现动物更喜欢在有碎滤纸的笼子里休息，如果没有碎纸，则选择木屑，并避免使用锯末的笼子。 在另一项研究中，与生活在原始松散纸浆垫料的大鼠相比，生活在白杨木屑垫料上的大鼠表现出更多的打喷嚏和肺部病变。这些数据表明，纸质垫料对于动物来说可能是最舒适的，并且尽管吸水性低到中等，但对健康的有害影响也可能最小。确保铺有纸质垫料的笼内氨含量较低的一种解决方案是增加换笼频率，但这可能会对动物造成干扰，尤其是在光周期的光照阶段。更好的解决方案是提供更厚的垫层，这与较低的笼内氨有关。例如，Freymann 及其同事测试了 0.5 厘米、1.5 厘米或 6 厘米深度的白杨木屑垫料对雄性和雌性 C57BL/6 和 BALB/c 小鼠的影响。在所有笼子中，氨水平随着层层厚度的增加而降低； 换笼7天后，垫料最厚的笼子中没有检测到氨。所有垫料最厚的小鼠都有较高的体温和较低的食物摄入量，而两个品系的雌性小鼠都有较高的食物转化效率和较低的皮质酮水平。还评估了小鼠对垫料厚度的偏好：所有小鼠都强烈偏好较厚的垫料。

为实验室啮齿类动物提供足够的住所和筑巢材料有助于在多个层面上保持良好的生活。操纵筑巢材料和寻找掩护为穴居啮齿类动物提供了表达这些自然行为的机会。此外，建造和撤退到庇护所为啮齿动物提供了积极参与环境的机会。建造一个巢穴可以让动物创造一些他们以后会使用的东西。这是斯宾卡行动驱动机构的一个例子，也可以实现动物的预防动机（即，一种实现非损失的动机，例如确保和维护安全。撤退到巢穴或庇护所可以让啮齿动物控制它们对感知威胁、强光和环境温度的暴露。事实上，经常观察到大鼠在光照期间睡在巢盒内，在黑暗期间休息在巢盒上。一些研究人员认为筑巢是大鼠的后天行为，但其他人则观察到，只要有合适的资源或当它们有很高的积极性时，例如怀孕、哺乳或处于热应激状态，大鼠就会筑巢。Eibl Eibesfeldt描述说，大鼠筑巢过程的第一步是建造一个巢室或存在一个安全的睡眠区域。有一些证据表明，与良好的筑巢材料相比，大鼠更喜欢一个好的巢盒，但最好同时拥有这两种材料。因此，为实验室大鼠提供合适的巢穴盒和合适的筑巢材料可以更好地表达筑巢行为。事实上，提供这两种资源的实验鼠通常将筑巢材料放在巢箱中。巢箱和筑巢材料都必须适合大鼠使用。 一种常见的大鼠巢箱类型是开放式隧道，但大鼠似乎对这些没有什么兴趣，而是更喜欢只有一个开放端的封闭巢箱。大鼠更喜欢深色、不透明且由有机玻璃制成的庇护所，而不是透明或由纸板或锡制成的庇护所，更喜欢由长（40 厘米）、宽（1 厘米）纸条组成的筑巢材料，而不是短（<2 厘米） ) 纸或木屑。野生大鼠通常会在保护区内筑巢，比如地下洞穴，但如果没有合适的保护区，它们会在地表筑巢。如果可能的话，实验室小鼠会将筑巢材料放入合适的巢盒中，但如果被迫做出选择，则会选择筑巢材料而不是巢盒。小鼠通常更喜欢纸基而不是木基材料来筑巢。与面巾纸或压缩棉方块相比，使用纸条时的巢质量更好。当提供一种以上的筑巢材料时，大鼠将使用不同类型的材料建造分层的巢穴。例如，赫斯和他的同事们发现，提供面巾纸和纸条的大鼠在巢穴内铺上撕碎的面巾纸，并使用纸条搭出一个外部结构层。小鼠更喜欢矩形而不是圆形且具有 1 对 2 个开口的巢箱。他们也会选择由穿孔材料（如穿孔金属或网格金属）制成的盒子。

多样性：环境的多样性使动物有机会与周围环境互动，表达一系列行为（例如，探索、攀爬），并对其生活施加另一个层次的控制（例如，选择做什么以及在笼子的哪个区域）。一般来说，啮齿动物偏好更多样的环境中并表现出更多的良好福利指标。尽管标准笼盒很小，但可能会增加一些多样性，如下所述。Van der Harst及其同事开发了一套隧道和平台，将标准鼠笼内的可用面积增加了45%。他们的笼子里有一个顶部为f形的避难所，还有一个类似避难所的结构，顶部和侧面都有大的圆形开口，还有一些小开口，可以插入啃食的棍子。这些结构增加了可用空间，提供了从同类或感知威胁中撤离的机会，并允许动物使用高架平台作为了望台。 Van der Harst 及其同事表明，标准饲养的大鼠发现进入这个笼子就像性接触一样有益，而且比进入另一个标准笼子更有奖励。对基本刺激的应激和剥夺会导致对奖励的敏感性增加，而这种对奖励的敏感性增加可以通过对奖励的预期水平的差异来衡量。与标准饲养的大鼠相比，生活在这些笼子里的大鼠对蔗糖奖励的预期行为更少，这表明标准饲养的大鼠与生活在这些更复杂笼子里的大鼠相比“匮乏”。增加标准实验室笼子多样性的一种简单且相对便宜的方法是增加笼子分隔器。安扎尔多及其同事发现，与没有分隔物相比，雄性大鼠更喜欢有两个L形分隔物的笼子。在一个更复杂的实验中，查莫夫用透明和不透明有机玻璃将标准的大鼠笼子分成5或9条通道。纵向插入的分隔器在交替的两端有小口，因此小鼠必须穿过笼子的长度5到9次才能从笼子的一端到达另一端。第三个设施被称为savannah笼，有9条通道，但也用一块平坦的有机玻璃在其高度的一半处水平分隔。水平分隔器有一个小孔，以便大鼠可以在两层之间移动。 在偏好测试中，雄性和雌性大鼠对增加复杂性有明显的偏好。在更复杂的笼子里饲养的小鼠断奶后体重增加更好，肾上腺重量更低，在笼子里更活跃，从新盒子里出来的潜伏期更短，在野外试验中行走更多，排便更少，梳理更少。与对照笼子或 5 巷笼子相比，9 巷笼子的这些措施更好，但 9 巷笼子和热带草原笼子之间几乎没有差异。 动物护理人员注意到 9 巷笼子里的打斗和叫声较少。Haemisch 及其同事也设计了一种热带草原笼子，他们注意到与标准笼子相比，这个笼子对入侵者的攻击性更强，但对笼子伴侣的攻击性却没有。Tallent和同事开发了一种简单的笼子分隔器：一种波纹塑料或纤维板插入物，将大鼠笼子的一半分成3个狭窄的部分。关在这些分开的笼子里的雄性 BALB/c 小鼠的攻击性事件较少，包括摆姿势、扭打和无端咬人。他们还注意到大鼠在三个狭窄区域中的一个筑巢，在那里它们睡在一起。当一只大鼠开始攻击性地追赶另一只大鼠时，逃到或从其中一个狭窄的区域逃脱将结束攻击性事件。Godbey和Gray通过将一个鼠笼堆叠到一个长度和宽度相似的鼠笼中，为大鼠创建了一个双层笼。他们在顶部笼的一端或两端的地板上钻了一个洞，并在两个笼之间的10厘米空间中填充了垫料（木屑、纸垫或稻草）。

Godbey和Gray观察到，大鼠在光照阶段睡在底部笼子里，在黑暗阶段睡在顶部笼子里。怀孕的雌性会分娩并将它们的幼崽留在底部的笼子里。如果隧道或其他结构被埋在垫料中，大鼠会挖洞，形成一个隧道系统。

空间隔离：人们非常关注如何将氨含量降至最低，但几乎没有研究评估实验室啮齿类动物是否有动机避免接触其尿液和粪便，即使氨含量保持在可接受的水平。新型垫料和通风式笼子使得更换笼子的频率降低，增加了这个问题的相关性。当被安置在一个有利于空间隔离的系统中时，雌性小鼠在筑巢和脏污地点之间放置了更大的距离，并将大部分垫料材料从筑巢和中性地点运送到粪便区域。小鼠也避免在靠近巢穴的地方小便。科学文献中有大量轶事证据表明，小鼠更喜欢把空间分隔成干净和肮脏的区域。Sherwin 观察到，当提供一个划定的空间时，小鼠会在划定区域的局部排便。 其他人观察到，当将空瓶子作为新的环境丰富物添加到小鼠笼中时，小鼠会将它们用作封闭的排泄区或筑巢区。为啮齿动物提供区分清洁和弄脏区域的机会可能是一项重要的福利考虑。 建立单独的休息和弄脏地点可以让动物参与这种自然动机的行为，并为它们提供对环境施加一定控制的机会。如上所述，促进将空间分隔为干净和肮脏场所的一个简单方法是在动物的家中笼中增加一个划定的区域。大鼠和小鼠喜欢在食物和水附近消除粪便； 在设计笼子时应考虑到这一点。 例如，可以在食物漏斗附近或下方的笼子中添加一个垃圾盘。 其可以装满吸水性垫料，以便在笼子的其他地方使用更舒适的垫料。为啮齿动物提供空间隔离机会的有效方法是通过隧道连接 2 个或更多笼子。如前所述，可以考虑将 2 个笼子与 1 个以上的隧道连接起来，以提供几条逃生路线，并最大限度地减少占主导地位的个体垄断隧道的机会。对于大鼠和雌性小鼠，我们建议只在 1 个笼子中提供食物和水—动物可能会将其用作排泄区（这个笼子可以铺有吸水性垫料）并在其他笼子中建立它们的筑巢/休息点。该系统只需清洁污染笼，从而减少对动物的干扰。

改进的设计：根据我们对美好生活的理念，精心设计的啮齿动物笼子应该允许动物表达广泛的自然行为，并提供多种机会参与并控制其环境。 在自然界中，小鼠和大鼠都使用洞穴。尽管进行了多代圈养繁殖，但实验室大鼠和小鼠在提供合适的基质时仍然会建造洞穴，并且有证据表明，在这两个物种中挖掘洞穴是一种高度积极的行为。宠物鼠的多层笼子配有隧道、攀爬结构、吊床和用于在笼子下部挖洞的土壤。将大鼠分为5组，每组进行一系列在标准实验室笼子中不可能进行的行为，例如挖洞、攀爬、直立站立和伸展。在这些笼子里，大鼠在它们的洞穴里度过了大部分的光照期。 在黑暗时期，它们在挖掘洞穴（每只大鼠每天大约进行 30 次）和各种形式的探索之间。Makowska使用预期行为作为潜在情感状态的衡量标准，发现这些大鼠比标准实验室笼子里的成对对照动物表现得更好。土壤（如黑土、泥炭苔藓）是一种天然的穴居土壤，啮齿类动物可以通过这种土壤建造不会坍塌的隧道。将土壤带入生物安全研究设施（个人经验）时，可以对土壤进行高压灭菌（灭菌），但可能会很混乱，因此研究人员可能希望考虑替代方案。一种选择是用一个带有小圆形开口的盖子将土壤保持在一个大容器内。另一个选择是用土壤代替木棉，木棉也可以进行高压灭菌。木棉不允许大鼠通过挖掘隧道，但当大鼠穿过隧道时，仍然可以形成隧道。其他研究人员也曾使用装有多种生物学相关物品的大型笼子。Clarke和Ioannou利用现有的雪貂笼，开发了鼠群笼。使用聚氨酯管连接两个多层笼。 每个笼子都配有悬挂式和地板式 PVC 隧道、白杨木咀嚼块和一个大巢箱。 饲养在这个系统中的大鼠更平静，更容易处理，并且当有人进入饲养室时不会受到惊吓。 大鼠表现出特定物种的跳跃步态、攀爬、跳跃、筑巢和合作囤积以及广泛的觅食。Slater等人设计了一个大笼盒（120 × 90 厘米）。 每个盒可容纳 10 至 20 只大鼠，并包含大量物品，包括木原木、隧道、带碟轮的圆顶小屋和跑轮。

放养动物：让动物生活在更自然的环境中可能有助于提供良好生活的几个要素：自然环境为动物提供了一个机会来表达丰富的行为，利用它们的能力，并有机会通过积极参与环境来发挥它们的潜力。自然环境可以让动物建立自己的领地，与选定的同种动物结成联盟，寻找首选的食物类型，用它们选择的材料筑巢，并用它们认为最重要的活动来打发一天。行为神经学家拉维斯有篇文章中指出，圈养动物是不正常的，是研究人类健康的糟糕模型。Lahvis 还建议，为了增加与人类健康的相关性，研究动物应该要么生活在野外，要么在自然的圈养环境中自由活动，在那里它们可以有正常范围的体验——无论是积极的还是消极的。

大鼠和小鼠天生就害怕人类，但我们每天都在实验室里它们的生活中出现； 即使是自由放养的动物，也需要一些互动。 我们与个体动物的互动类型和关系质量会对它们的生活经历产生深远的影响。

处理和约束：实验室啮齿类动物在常规过程中与人类互动，如换笼和健康评估。这些程序通常涉及处理和约束。使用让动物对这些相互作用有更多控制的方法将更符合良好的生活。例如，Lipták 及其同事修改了约束大鼠的传统程序，以用尾套记录血压：不是将大鼠限制在一个小房间里，而是将大鼠放在桌子上，然后轻轻地用盖板约束。 当用盖板法进行测试时，大鼠的平均动脉血压较低，挣扎、排便和吱吱声的频率也较低。两种约束方法获得血压读数的时间相似。同样，Stuart 和 Robinson 开发了一种改进的腹膜内注射技术。 与传统方法相比，改良方法与注射后血浆皮质酮水平降低、挣扎和排便更少、发声更少、情绪状态更积极有关。

社会化：实验室大鼠在人类靠近时会感到压力，当它们的笼子从笼架上移开时，血清皮质酮和心率会增加。 当被轻轻触摸时，它们也会在 22-kHz 范围内发声（表示焦虑）。随着时间的推移，大鼠可能会习惯于常规的处理和约束。事实上，与被“温柔”对待的大鼠相比，那些与人类唯一互动的是每周换笼和称重的大鼠，在被熟悉或不熟悉的人靠近或抬起时更容易发声、僵住或逃跑。温柔包括轻轻抚摸刚断奶的大鼠全身，用手喂食，举起它们两次，并以友好和舒缓的方式与它们互动，每天两次，每次 10 分钟，持续 2 周。同样，与放在膝上或桌子上，轻轻抚摸背部和颈部5分钟，每周5次，持续6周的大鼠相比，仅在常规饲养过程中处理的大鼠在高架plus迷宫中的基础去甲肾上腺素水平更高，焦虑程度更高。与大鼠嬉戏的互动也会进一步增进福利。例如，以一种好玩的方式与大鼠互动，模仿它们的社交游戏，会降低它们对各种压力源的反应，激发大鼠寻找人类互动，并与积极情绪状态的体验有关。与大鼠玩捉迷藏也是其喜欢的。这里有一些证据表明，与实验小鼠互动的质量和数量也会影响它们的幸福感。在1项研究中，3组成年小鼠每秒接受3次治疗中的1次，持续13天：温和处理（放在手掌中，在侧腹和头部抚摸90秒）、攻击性处理（尾巴近端悬空90秒）或对照组（仅在常规换笼期间处理）。当在强迫游泳测试中进行测试时，温和处理的小鼠在不动的时间最少，表明与其他组相比，行为绝望程度较低。

合作：训练动物自愿与畜牧业、兽医和研究程序合作可能是它们积极参与和控制环境的最重要方式之一。 有一些经验证据表明，与环境接触以控制日常活动可以减少实验室动物的焦虑并增强探索行为。训练动物自愿参加实验程序在非人类灵长类动物中越来越普遍，在这些动物中，合作被认为可以改善动物福利和科学质量。与从笼中取出并进行约束的动物相比，被训练为自愿在笼中献血或注射的猕猴的生理和组织学应激指标较低。训练实验室啮齿动物配合程序不太常见，但并非没有先例。 例如，已经训练大鼠在体重秤上静坐，并训练小鼠配合剃毛和大隐静脉吸血。合作的方式提供了几个有助于美好生活的因素。除了积极参与和控制环境的机会外，训练还有助于在动物和训练者之间建立关系，这可能会减少其他新情况下的焦虑和攻击性。

结论：我们认为，为实验室啮齿类动物提供良好的生活应该是其使用的先决条件，我们回顾了一些研究，这些研究阐明了一些更好地实现这一目标的方法。许多实验室可以立即取得适度的进展，而且只需相对较少的努力，例如提供适当的垫料和庇护所，并采用限制性较小的处理和约束技术。可以通过重新利用不再用于较大物种的笼子并为它们提供设施内的物品来建造游戏围栏：空手套箱、纸巾卷或装满筑巢材料或浅水的垃圾箱。一个长期目标是，只要研究目标允许，就提供自由放养的选择。由于远程评估技术，自由放养的动物与人类的直接互动很少，但如果需要频繁的直接互动，这些动物（以及笼中实验动物）应该接受训练，自愿参与这些互动。尽管动物可以自愿接受注射（例如，换取食物奖励），但它们不能实际地为可能造成某些长期伤害（例如，发展成癌症）的注射（或任何其他治疗）提供知情同意。致力于提供美好生活的实验室可能会采取这样的立场，即他们只会执行动物选择经历并且不会对它们造成长期伤害的程序。 这必然会排除导致疾病的工作。 一些通常会对动物造成伤害的项目可能会转向使用自然伤害或患有疾病的宠物。这些动物可以被招募用于临床试验，使它们有可能在知情同意的约束下从治疗中受益。我们意识到应用这些选项需要创造性思维、仔细计划，有时还需要大量的金钱和时间投入；然而，我们也认为这些变化可以带来一系列好处，包括与动物一起工作更愉快和有趣、更好的员工士气，以及可能与科学问题更相关的数据。

原文出自：A Good Life for Laboratory Rodents? - PubMed (nih.gov)