实验动物的微生物质量不仅影响到试验数据的有效性和可重复性,对动物健康和福利也至关重要。因此,对于实验动物生产设施和使用设施而言,建立一套实验动物健康监测方案,显得尤为重要。各机构需根据自身的情况和条件,制定一套行之有效的健康监测方案,确保机构实验动物生产安全和试验顺利开展。
在制定健康监测方案时,一般需要考虑机构的类型(生产设施/使用设施)、实验的类型和目的、动物品种品系、动物的免疫状态及饲养模式、设施的运行和管理状况、兽医人员的经验水平、供应商选择及复杂性、当地流行的病原、法律法规的要求、自身或当地检测机构的检测能力等。
在制定健康监测方案之前,可以将动物设施根据结构或组成,分成若干个微生物“单元”。微生物“单元”可以定义为独立的微生物状态实体,拥有单独的空间、动物流、人流和物品流。主治兽医负责微生物“单元”的划分和制定针对不同“单元”的监控计划。表1给出了一些不同类型“单元”划分的例子。由于“单元”划分不同,同一个设施内,可能有不同的健康监测方案。对微生物“单元”的定义则是健康监测方案制定的关键,它将影响采样计划、检测项目、检测频率、以及对检测结果的解释等。如因生产设施和使用设施的风险因子和微生物污染后果不同,设计健康监测方案时就要考虑能够反映二者之间的不同需求。
生产设施一般都是(或可以做到)小部分人进出设施,动物引进的数量和频次也有限,一旦建立和执行严格的检疫措施基本可以确保微生物安全。使用设施(如科研院所的实验动物房)则有更多的人(学生、技术人员)频繁进出设施,同时会大量多次引进不同来源的实验动物,因科研需要或试验要求还需将组织、细胞、病毒等生物材料带入设施内,设施污染的风险显著增加。因此,在健康监测方案制定时就需要考虑增加检测频率和监测方案的完备性(覆盖所有潜在的风险因素)。当下,国内设施中使用独立送排风笼具系统(如IVC/EVC笼具)已经非常普遍,笼具间的污染物或者动物源气溶胶传播污染物已较开放式笼盒降低很多。如使用IVC笼具饲养免疫缺陷小鼠,我们可以将该房间或者该笼架视为一个微生物“单元”;如果是使用EVC笼盒,可以将单个笼盒(因每一个EVC笼盒都具有独立的进出气过滤膜)、笼架或者房间视为一个微生物“单元”,并藉此制定相应的健康监测方案。
EVC笼盒
以牛棒状杆菌感染为例,在使用IVC笼具饲养的条件下,某个房间如果有个别动物发生牛棒状杆菌感染,鉴于牛棒状杆菌主要是通过污染物接触传播(如污染的手套或肿瘤组织),监测时我们会发现明显的流行趋势,比如会与换笼的顺序或接种肿瘤的批次存在一定的关联性。一旦发生牛棒状杆菌感染,我们就可以按照微生物“单元”(感染笼盒或笼架)的思路进行管理。管控好感染“单元”和非感染“单元”,避免交叉污染,最短时间清除或控制感染,以保护同房间不同“单元”(笼架或笼盒)内的其它动物不被感染。需要注意的是,这种情况下,我们默认该房间(更大“单元”)已经受到牛棒状杆菌污染,如果将未感染动物保留在原房间或笼架饲养,感染风险会增加。可以考虑增加牛棒状杆菌检测频率以及监测位点,直至确认感染已经被清除,后期还需加强对该房间的监测。
IVC笼盒
大部分动物设施的感染风险来源于引入病原或者设施内部不同“单元”之间的潜在病原的交叉污染,其中引入病原的风险相对更高。所以,我们在制定健康监测方案前需要对引入病原的风险进行分析(表2罗列了动物“单元”引入有害病原风险的主要影响因素)。
还需考虑到一些新出现的疾病和新的监测技术,特别是我们存在着实验动物微生物健康等级国标规定刻板,更新速度慢等情况,依据单位自身特点制定科学有效的健康监测方案尤为重要。科学合理的设定健康监测微生物“单元”有助于针对不同感染制定出最佳的防控措施,提升设施的稳定性和使用效率。当然再合理的规范也需要一个深刻理解实验动物管理要求的高素质团队来执行和实施,因此,任何时候团队建设都是优质管理的保障。
参考文献:
Ø FELASA recommendations for the health monitoring of mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units.
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Ø GB 14922.2-2011 实验动物 微生物学等级及监测
Ø Rivard GF, Neff DE, Cullen JF, Welch SW. A novel vented microisolation container for caging animals: microenvironmental comfort in a closed-system filter cage. Contemp Top Lab Anim Sci. 2000;39(1):22–27.