豬痛覺的行為學評價研究進展

張 亮，邱進杰，郭宗義，涂 志，范治連

（重慶市畜牧科學院，重慶 402460）

人類以及脊椎動物在感受疼痛相關的神經解剖學上具有類似的結構，比如疼痛感受器、感受傷害通路以及與此過程相關的中樞神經系統?？茖W家通過定量感覺試驗來測試動物對于不同刺激強度下動物對疼痛的反應，結果表明動物有能力感受損害性刺激且其反應也比較直接。逃避或躲避損害刺激是動物最基本的生理反應，即使較低等的生物如阿米巴蟲也會出現類似反應。證明動物具有認知疼痛是一種不愉快或有害經歷的這種能力是相當困難的。盡管如此，許多動物表現出復雜的行為和生理反應，這些與人類疼痛表現相似，并且可以被鎮痛藥緩解［1］。

任何評價疼痛的方法都必須是主體本身對疼痛的經歷有主動的認識，在人類上的這種認識通常有3方面的概念性組成部分，包括感覺的可辨識性、情感上的可激發性和認知的可評價性。目前人類的幾乎所有疼痛都符合以上3個屬性。動物對疼痛的感覺同樣是在受到傷害性刺激后的一種生理反應。情感上的可激發性是疼痛的一種損害反應或不愉快反應，而疼痛的可認知性是動物對疼痛本身的一種擔心或恐懼。最近的研究表明可以從動物的行為模式中分辨出由感情激發的疼痛［2］，但有關動物本身對疼痛的認知部分仍然有爭議。

隨著民眾對于動物福利問題關注的增多，如何在養殖過程中改善諸如疼痛等問題是研究者需要考慮的。最近許多研究都開始關注豬在養殖過程中痛覺的測定以及在管理過程中減少疼痛發生的方法［3-5］。疼痛是主觀并且帶有個人感情色彩的，試圖客觀地檢測或評價動物的疼痛是一種挑戰?？陬^的自我表述在人類中是評價疼痛的黃金標準，但對于口頭表述能力喪失的動物而言，通過更為客觀的方式來評價其疼痛更為重要。目前在動物中還沒有直接測定體感疼痛的方法，只能通過其他的檢測結果進行推斷。對于豬只的疼痛評價仍然沒有“金標準”，因此必須加大對疼痛評估方法和指標的研究。

1 豬疼痛的來源

1.1 養豬管理實踐

在養殖場中豬都會經歷一些痛苦的管理程序，例如剪牙、斷尾、去勢、打耳標等，以及注射補鐵劑、疫苗和藥物等［6］。這些頻繁使用的管理程序為我們提供了研究急性和慢性疼痛反應以及如何減輕疼痛的機會。斷尾通常是使用剪刀、烙鐵、刀等直接將尾部剪斷，對仔豬進行斷尾，可避免因仔豬咬尾所造成的損傷以及疾病的發生。對公豬進行閹割不僅可減少性成熟時的不良性行為，還能消除胴體中的膻味；仔豬閹割手術不僅需在陰囊處切口，而且會對睪丸周圍結締組織和精索實施鈍性分離，而整個過程通常沒有麻醉藥，豬只往往疼痛難忍。剪牙是將仔豬的犬牙削平，一方面減少同窩仔豬爭斗時相互咬傷，另一方面也可避免其吃奶時咬傷母豬乳頭。剪牙、斷尾、去勢、打耳標等程序都是方便管理所采取的措施，但不可避免地對豬只的皮膚和組織造成損傷，甚至可能導致傷口感染和持續的痛苦［7］。

1.2 跛行

跛行是疼痛的重要來源之一，可由營養不良、傷口感染或其他感染性疾病引起，商品豬場母豬的發病率在10%～20%之間，仔豬及保育豬發病率為20%～30%［8］。在一次福利評估調查中，杜絕豬只跛行引起的疼痛被列為豬最重要的福利指標。目前生豬養殖過程中因跛行引起的經濟損失已成全球關注的問題，趾蹄疾病引起跛行使得后備或經產母豬早期淘汰，保育豬只因趾蹄問題引起跛行使得獸醫治療費用增加，而且育肥豬只的跛行會造成屠體等級降低等［9］。

1.3 疾病

在豬只疾病中，乳腺炎和腦膜炎引起的疼痛程度較高，疼痛評分分別為7.5和7.3［10］。相比之下，呼吸道疾病為5.1分，胃腸道疾病為4.5～5.6分［11］。引起疾病的因素很多，如天氣變化、衛生條件差或者不科學的圈舍設計，也不排除遺傳的因素。要改善某些疾病對于豬只的影響，首先需要了解某些疾病在某個區域的流行情況。丹麥一項針對商品豬場腹瀉和腸道病原體水平的調查［12］，通過疾病臨床癥狀的觀察提供腸道疾病的預測指標，這僅能為某一類型疾病的減少起到作用，而對于該疾病本身過程中疼痛的改善并無效果。屠宰場的疾病發生數據是用于估計疾病流行性的一種可行方法［13］。由于規模化豬場的集約化養殖，豬個體在豬群內緊密接觸使得一種或幾種疾病在群體內快速傳播，這是現代肉豬生產不可避免的特征［14］。 因此在高密度下養殖使得某些傳染性較強的疾病成為引起豬只疼痛最大的來源之一。

1.4 受傷

剛混群的豬只進行打斗、撕咬都會引起受傷。肌肉撕裂和骨折等嚴重的損害會引起豬只較大的痛苦，其中骨折的的疼痛評分為8.8～9.5分［11］。其他傷害包括仔豬咬傷母豬的乳頭、擦傷和外陰損傷，而耳朵、側腹和尾巴的咬傷在養殖密度較大的情況下較為常見。肩部癰腫在母豬中很常見，疼痛評分為5.6分，被認為是中度痛苦程度［11］。各種問題造成的皮膚損傷、肌肉損傷是養豬生產過程中最為常見的臨床癥狀，是病毒細菌感染的重要途徑，也是疼痛產生的重要來源。

2 豬疼痛的行為學評價

由于動物疼痛評估沒有“金標準”，因此對評價指標和試驗方法有效性的驗證最為重要。行為和生理過程中被定義為豬的疼痛反應必須滿足以下條件：（1）觀察在實驗環境中個體在發生疼痛之前、期間和之后的行為事件；（2）將被認為是疼痛的個體與對照個體進行比較并有可量化的結果；（3）觀察個體在使用不同劑量鎮痛藥后疼痛指標是否有變化。通過以上測試的疼痛評價方法將被認為有效。

2.1 與疼痛有關的行為

由疼痛引發的的行為會隨著痛苦程度的加深，其出現的頻率會增加，這在許多研究豬痛苦事件和行為學的觀察中已經被證實［15-16］。對正常組與疼痛組豬只進行觀察比較后發現，疼痛組豬只在注射鎮痛藥后其疼痛行為發生頻率顯著減少［17］。

Wemelsfelder等對4周齡仔豬閹割后的行為進行觀察，發現其主要的行為包括全身顫抖、腿部抖動、腿部滑動（坐姿向后滑動后腿）和尾部抖動等［18］。Noonan等對剪齒后仔豬的行為進行觀察發現，其主要出現牙關咬緊、頭部搖動等行為［19］。也有研究對斷尾后仔豬的行為進行觀察，發現仔豬出現尾部搖擺的頻率顯著增加［20-21］。此外，母豬肩部的摩擦行為與肩部癰腫的發生有關［22］。以上行為通常被認為是自發性的疼痛行為，與疼痛發生有著直接關系。

在仔豬閹割前對仔豬進行局部麻醉或全身麻醉，能夠短期緩解疼痛，但麻醉藥作用結束后依然會出現疼痛［23］。研究表明，在仔豬閹割前注射非甾體類抗炎藥美洛昔康，可減少因疼痛引發的顫抖、僵直、腿部痙攣等行為［24］。

最近有研究使用壓力墊測量豬只腿部運動和承重的變化，并且將這種壓力板-運動捕捉系統和豬步態動力學數據作為豬只跛行的客觀指標。豬只跛行不僅會引起體重不對稱分布，也會使得步進縮短和頻率增加，這些都是豬只為了適應疼痛所作出的行為改變［25-26］。通過使用阿片類鎮痛藥丁丙諾啡能減少跛行豬只步態的不對稱性［27］，而美洛昔康則能提高自發性跛足豬只的縱向平衡性［28］。在通過注射藥物誘導豬只發生跛足的動物模型中，在注射美洛昔康和氟尼辛7 d內都能夠改善其運動和腿部承重的能力［29］。Whalin等［30］使用化學誘導滑膜炎母豬模型并對跛行持續進行行為觀察，使用氟尼西汀葡甲胺和美洛昔康對其進行治療，評估其站立、坐姿以及躺臥等行為，雖然兩種藥物都能夠顯著提高母豬的站立時間，但美洛昔康對母豬跛行的疼痛緩解則更為有效。

2.2 緩解疼痛的行為

目前緩解疼痛的行為已經開始作為衡量疼痛的一種手段在手術前和手術后進行記錄，通過全身麻醉或局部麻醉的個體其出現緩解疼痛行為的頻率顯著減少。這些緩解疼痛的行為按期發生頻率、持續時間以及行為強度在仔豬被閹割后被詳細記錄，在仔豬經過麻醉后這些行為都會明顯減少［31］。仔豬閹割、斷尾、剪牙等操作程序，因方法或操作人員不同其經歷痛苦的時間也有所差異，這些因素都會影響到對其疼痛的評估。但通過局部麻醉的方法都能短暫地減輕仔豬的痛苦和減少仔豬逃避痛苦的行為［32］。

2.3 豬只體位的變化

在豬只痛苦事件發生前、中、后觀察記錄其體位的變化，發現麻醉/鎮痛組與對照組之間有較大差異［33-34］。斷尾的仔豬在斷尾后坐著的時間顯著多于沒有進行斷尾的仔豬，因為這個姿勢可以保護傷口和緩解疼痛［20］。仔豬閹割后1 d內匍匐趴臥的時間較沒有進行閹割的仔豬長［18］，閹割后的仔豬出現四肢匐地、采取腳尖行走等姿勢和行為來緩解疼痛［35］。

豬只不同姿勢行為持續的時間和變換的頻率被用于評估母豬產后［36-37］、肩部癰腫［22］和跛行［38］的疼痛。分娩前母豬注射納洛酮（阿片樣物質拮抗劑）增加了母豬的站立姿勢、腹部臥地和其他圍產期母豬的姿勢變化，表明內源性阿片樣物質能夠減少子宮陣縮的疼痛，這些可通過母豬的姿勢變化頻率表現出來［39］。某種姿勢持續的時間以及變化姿勢的頻率被用來評價母豬分娩前后鎮痛劑的使用效果，研究表明使用布托芬［40］和酮洛芬對母豬分娩前后的姿勢和行為有顯著影響，說明具有緩解疼痛的作用。

自然發生跛行的母豬使用美洛昔康，與對照組相比，其采食后能夠顯著增加站立時間［28］。在母豬關節囊內注射化學藥物引起跛行后其躺臥時間顯著增加［33］。在使用美洛昔康后能夠顯著增加豬只站立時間，一方面說明跛行產生的疼痛對豬只行為的影響，另一方面也說明在使用藥物緩解疼痛后其行為同樣會相應改變［38］。

2.4 疼痛正常行為的變化

通過觀察記錄痛苦事件發生前后、給予鎮痛藥和停止鎮痛藥后的動物行為［41-42］，能發現各種行為姿勢時間、姿勢發生頻率等變化。 研究表明，在斷尾和閹割后3 d內仔豬會出現離群、躲避群體接觸的行為［34］，而且在母豬乳房附近的活動以及按摩乳房的時間減少［22］。

疼痛使得豬只的采食行為減少。研究表明，對7～8周齡仔豬進行閹割后，其采食量和飲水行為都顯著減少。產后使用美洛昔康的母豬與分娩后使用生理鹽水安慰劑的母豬在采食量上并沒有顯著差異，但在哺乳期間給予酮洛芬的母豬其發生拒食的時間與注射生理鹽水安慰劑的母豬相比顯著減少［43］。在許多研究中美洛昔康被用于緩解豬跛行［44］、母豬乳腺炎［45］、分娩前后等的疼痛，與對照組相比，其緩解疼痛的行為和采食量都有顯著差異。

疼痛發生的過程影響了正常的互動行為，因此疼痛評價的行為還包括具有社交性的侵略行為，如輕微的打斗、撕咬以及舔舐等。去勢后0～15 min的仔豬會花更長的時間找到料槽，而閹割后注射美洛昔康的仔豬與對照組沒有顯著差異［46］。

2.5 行為評分

在對動物疼痛進行評價的研究中經常會對豬只指定的和未指定的行為進行評估，通常包括行為的頻率、程度以及持續時間等。評分系統包括視覺模擬表，通常采用10分制或5分制作為評估其行為程度的描述性尺度（如輕度、中度和重度），不同行為參數得分的總和作為其行為程度的評價?！熬C合行為評分”法中，綜合得分為豬只嘔吐、震顫、尾部運動和自我隔離等分數的總和［24］。對喉頭移植后的小型豬每天進行2次觸診，對其行為和運動能力進行評分（0～10分）可判斷其疼痛程度［47］。

在生物醫學研究方面已經開始對手術豬只使用疼痛評分的方法來優化術后護理和評估不同治療方法差異。對斷尾和假斷尾仔豬的行為進行觀察，并使用The Observer?XT軟件對其行為進行分析，最后對其不同的行為方式組合進行 比較［48］。這種通過錄像的方式設置對照后，將動物不同的行為方式進行區分，再綜合分析得出結論的方法被認為是疼痛評價中較好的方式。

評分方法也被用來評估跛行豬只的疼痛表現［49］，通過對疼痛程度的描述來進行評分評級［50］。臨床中對豬只跛足和使用美洛昔康、酮洛芬等藥物后的步行姿勢進行評分，可以評估藥物在緩解疼痛上的療效。由于動物步態變化不一定是由疼痛引起，也可能是平衡神經受損或生物力學異常造成的，因此這種方法必須有足夠數量且正常對照組才能保證其結果的可靠性。

2.6 定量感官測試

傷害感受被定義為“神經突觸受到有害刺激后的程序化反應”，是一種當傷害刺激超過神經感受閾值后可以被量化的反應。但目前這種定量感官測試只能通過測量動物受到有害物質刺激所引起痛苦的閾值來估計其感受痛苦的程度，包括對豬的傷害或疾病。Jarvis等［51］使用二氧化碳紅外線激光對妊娠期和分娩期間的16頭母豬皮膚的8個部位進行刺激，直到身體出現疼痛反應（如尾部輕彈、腿部動作或肌肉抽動）來確定其引起疼痛的閾值。Herskin等［52］也使用二氧化碳激光束對青年母豬后腿上跖骨的尾部和肩部區域皮膚進行刺激，并觀察其行為變化來評估其受到的刺激傷害。

機械刺激被應用于豬只傷害疼痛感受閾值的測定。Herskin等［53］對后備母豬后肢使用電子觸痛儀，通過機械刺激母豬不同部位來獲得其疼痛閾值，并且將這些不同的閾值響應行為及腿部運動分為4個類別。有研究使用電子觸痛儀對仔豬尾部和母豬后肢機械刺激后疼痛的閾值進行觀測。兩種方法應用于調查仔豬剪尾時和母豬產前發生陣縮時傷害感受閾值的變化。結果表明，母豬分娩前陣縮可以引起傷害感受反應的長期改變，表現為對有害的機械、冷刺激的敏感性降低。而對于斷尾仔豬的疼痛感受影響不大，但這種傷害會增加其被病原感染的機會［54］。

在對豬只跛行的研究中使用創傷性疼痛的方法來評估豬只傷害性感受閾值變化，結果表明，跛腳的豬只其壓力刺激和熱刺激感受傷害的閾值與正常豬相比顯著降低，相同的評估方法也用于評估止疼藥療效的研究。由于豬與人類具有高度同源性，因此傷害性疼痛反應試驗在豬上進行更為適合，特別是對于皮膚炎癥疼痛的評估。比如在皮膚炎癥疼痛模型研究中已經使用了注射辣椒素和UV-B輻射豬只的方法對機械和熱痛覺的敏感性進行檢測［55-56］。目前最經典的機械性傷害導致疼痛的研究，是對手術前后豬只疼痛感受進行量化，并且使用不同的鎮痛藥進行療效評估［57-58］。

2.7 豬疼痛行為評估總結

對豬疼痛行為學相關研究文獻分類見表1：用于評估豬疼痛的方法及其疼痛指標；4步法確定與疼痛的關系：（1）在痛苦事件之前、期間和之后研究的個體；（2）比較認為是疼痛的個體作為對照；（3）觀察有無止痛或麻醉的個體；（4）隨著疼痛程度的增加，觀察行為有無出現；對使用這些方法的研究進行計數；對研究方法的有效性、特異性、可靠性以及優缺點進行描述。

表1 豬疼痛行為學相關研究文獻分類Table 1 Classification of research literature related to pig pain behavior

3 結語

有效評估疼痛的方法應符合基于醫學共識的標準，并且達到有效性、可靠性和準確性3方面要求。有效性測試可確保疼痛評估裝備是測量疼痛而不是以焦慮、恐懼以及其他疾病引發的行為作為標準?？煽啃詼y試對評估設備的重復性進行檢測，使其不受觀察者偏見影響。而疼痛評價的準確性需要設備對疼痛的線性變化具有敏感性，能夠對疼痛程度有量化的指標。

理想的疼痛評估法應能得到很好的驗證，它會正確區分動物的疼痛和因其他原因造成的不適。與使用安慰劑的動物相比，使用鎮痛藥的動物疼痛表現會減少或消失，并且也會出現劑量依賴的情況。此外，動物對疼痛的表現也會隨著程度的加深而呈線性變化而不會出現高限效益。與其他的非福利狀態（如恐懼、不適應、免疫抑制、行動不便或其他疾病行為）相比，動物對疼痛的表現有特殊性。從管理的角度，臨床上能夠使用的評價方法應該具備便宜、無創、獲取及時并且能夠重復等特性。理想的疼痛評估方法能夠評估動物對疼痛的感覺和情感反應，而不是僅僅是量化傷害性刺激。

在前述有關豬疼痛行為的研究，我們認為與疼痛有密切聯系的自發性行為被認為是比較可靠的指標。而那些姿勢、姿勢變化、社交行為變化等指標則被認為與疼痛的關系較弱。盡管自發性行為也受到地板、溫度等環境影響，但在多數研究中依然表現出與疼痛發生保持較高的相關性。在對自發性行為進行觀察時也應該對觀察者進行培訓，因為在行為認定時不同觀察者的標準會有差異。由于某些疾病會導致某些功能的喪失，無論是否發生疼痛都會發生行為的改變，因此需要觀察者仔細區分。在建立自發性行為與某種疼痛相關試驗的初期，實驗者會在辨別和量化這些行為上耗費大量的時間與精力。盡管目前觀察和判定豬只行為的方法各有不同，但完善和規范這些評估方法依然有較高的潛在應用價值。在動物發生疼痛前提供有效的治療方案、計算改善福利的投入和產出、測試新型鎮痛藥物的功效都是重要的動物福利研究方向。

在最近對養豬從業者和獸醫的調查中，多數受訪者并不同意“人類對豬的痛苦并不敏感”的說法。我們需要對養豬過程中豬只不同的疼痛類型進行評估，以采取不同方法和策略減輕痛苦，并權衡成本與福利改善后產品質量的經濟價值。建立更有效便捷的豬只疼痛評估方法是改善養殖過程豬只福利的重要方面，需要更多的研究者不斷改進與創新。