梅勝堯 張逸民 高慶發 張玉堂
(江蘇省藥物研究所有限公司江蘇省藥物安全性評價中心 211118)
豚鼠是一種無尾嚙齒類動物,又被稱為天竺鼠、荷蘭豬等,實驗豚鼠目前廣泛應用于醫藥研發、生物制品鑒定及藥理毒理學研究等方面。科學的飼養管理可直接影響豚鼠的正常生長發育。科學飼養首先必須要依據其自身的生長發育特點進行有針對性的飼養。依據豚鼠的品種、性別、年齡、生存環境及實驗設計等制定不同的飼養管理方法。此外,科學飼養過程中疾病預防非常重要。豚鼠天生對外界環境較為敏感,生存能力弱,生長發育容易受外界環境的影響而發生應激反應。應激的豚鼠會出現脫毛、消瘦、免疫力下降、食欲下降、死亡,妊娠母鼠流產等癥狀,對實驗進程及結果的科學、準確性和可重復性產生非常不利的影響。
鑒于豚鼠在科學實驗中的重要作用,豚鼠飼養和管理方法必須科學合理。本文通過結合豚鼠的生理特點,對其飼養管理進行歸納總結,具體內容如下。
現存豚鼠均為人工馴化后的4 個變種,其中英國Hartley 種豚鼠體格強壯,抵抗力強,因此,全球各國在動物實驗中主要選用該品種。我國使用的實驗豚鼠主要有SPF 級(無特定病原體級)和普通級兩個級別。
成年豚鼠體長20~30cm,體重500~700g,老年豚鼠體重可達1000g 以上。豚鼠體型短粗且圓,頭大,頸短,唇裂,眼睛明亮,耳朵小且薄。豚鼠四肢較短,前肢四趾,后肢三趾,各趾均有短而鋒利的蹄形爪[1],實驗豚鼠多為白化品種,毛色純白。
豚鼠屬穴居動物,晝伏夜行,喜群居,性格溫順,很少主動撕咬,但由于其爪鋒利很容易抓傷。豚鼠膽小,嗅覺和聽覺發達,喜歡安靜、清潔的生存環境,對各種刺激反應強烈。周邊環境異常的響聲、震動、氣溫變化、異常氣味都會導致其發生應激反應。
豚鼠以植物性食物為食,胃壁薄,盲腸膨大,需要采食粗纖維含量較多的食物。豚鼠本身不能合成VC,需要從食物中攝入。
與大小鼠等實驗動物相比較,實驗豚鼠繁殖能力不強。豚鼠性成熟較早,雄性5~6 周,雌性8~10 周即達到性成熟。雌性性周期較短,一般為16~18d,全年皆可發情。但豚鼠妊娠期較長達60~65d,每胎產仔數僅為4 只左右,哺乳期短,僅為7d。新生豚鼠生長發育迅速,出生時體重50~100g,離乳體重一般在100~175g,4~5 周齡即能達到動物實驗所需求的250~300g 體重。
豚鼠免疫系統發達,豚鼠尤其是老年雌鼠血清中含有豐富的補體,因此,免疫學實驗中大多數補體來源于豚鼠血清。豚鼠對致敏原的過敏反應較其他動物更為劇烈,因此,更適用于過敏反應模型的制作及疫苗的研發生成。
豚鼠自身對部分致病菌、病毒等敏感,傳染病研究中常用豚鼠進行細菌、病毒的分離和鑒定。豚鼠是結核桿菌、沙門氏菌等細菌分離、鑒別、診斷及藥物篩選的最佳實驗動物。
豚鼠因其易致敏的特點,常用于毒理學安全性評價中的主動、被動過敏實驗。由于豚鼠對青霉素、鏈霉素等藥物較為敏感,是臨床上研究抗生素類藥物的專用動物。另外,豚鼠還用于麻醉藥、鎮咳藥的研究。
由于豚鼠具有耳朵大,聽覺靈敏等特點,常用于聽覺和耳疾病的研究。由于豚鼠的眼球結構與人類相似,因此,豚鼠也被用作簡單經濟的屈光不正動物模型[2]。
豚鼠肝臟內缺乏左旋葡萄糖內酯氧化酶,自身無法合成VC,因此,豚鼠也是研究VC生理功能和缺乏癥的理想動物模型。
目前豚鼠的飼養方式較多,飼養方法主要有池養,籠養、塑料盒飼養等3 種方式。
池養法是最易于操作且成本較低的一種飼養方法,普通級實驗豚鼠生成廠家多采用該法。池養法優勢在于豚鼠可直接與地面進行接觸,符合豚鼠天然的生活習性。
籠養法采用在籠架上放置多層不銹鋼豚鼠籠進行飼養。該飼養方法提高了飼養空間的利用度,且便于籠器具的清洗、消毒和殺菌。但籠架不同位置的光照度、氣流速度不盡相同,上下層的籠內環境差異較大。且籠養保溫性較差,容易造成豚鼠體溫下降,影響其存活率和生存質量,進而影響實驗結果的準確性。
塑料盒飼養法是目前最為理想的一種豚鼠飼養方法。該飼養方法通常選擇93cm×寬62cm×高25cm 的專用實驗豚鼠塑料盒進行飼養,盒內增鋪墊料,可起到良好的保溫效果;每個塑料盒內根據實驗設計可以飼養3~10 只豚鼠,充分滿足豚鼠群居、穴居的生活習性,同時也滿足國家標準對實驗動物的最小生活空間要求。定期更換豚鼠盒、飲水瓶、食槽等籠具通過高溫高壓滅菌可徹底杜絕交叉感染,降低非實驗條件對實驗豚鼠的影響。
豚鼠實驗室一定要保持環境安靜,減少噪音、噪音異響引發豚鼠應激反應的可能。實驗室噪音應控制在60 分貝以下。豚鼠進行實驗操作、轉運時應動作輕柔,避免出現跌落、撞擊等意外動作,減少對實驗的干擾。
豚鼠由于體溫調節能力差,實驗室內的環境溫度、濕度、光照、日夜交替時間的控制等應符合國標要求,滿足豚鼠的生存需求。塑料盒飼養的豚鼠實驗室溫度控制在(21±2)℃較適宜,且日溫差不可超過4℃,濕度保持在40%~70%。籠養法時應適當提高實驗環境的溫度。
實驗豚鼠適宜的晝夜交替時間為12h/12h,無實驗操作時間動物照明應在10~20lux。
(1)嚴控飼料質量,足量飼喂。實驗室飼養豚鼠時,根據其生理特點飼喂含植物纖維較多、富含VC的豚鼠專用飼料,飼料中粗纖維含量應占15%左右。攝入充足的粗纖維能避免實驗豚鼠出現脫毛、食毛、消化功能障礙等問題。豚鼠生長發育較快,對必需氨基酸、微量元素的需求較高,因此,實驗豚鼠飼料應充分滿足其需求。考慮到各種飼養方法均會導致飼料浪費,豚鼠飼料的飼喂量應遠大于其每日飼料需求量(離乳豚鼠每日飼料需求量為6/100g 體重)。
(2)飲用水控制。實驗室內豚鼠的飼養采用飲水瓶或自動飲水裝置自由飲用,飼喂利用離子交換技術或蒸餾技術處理過的實驗動物飲用水,確保豚鼠用水潔凈衛生。因飼料中含有足夠的營養元素,飼喂去離子水或蒸餾水不會對豚鼠健康造成影響。采用瓶裝水喂養時應注意每日豚鼠最少需水量為10ml/100g 體重。
(3)墊料選擇。豚鼠喜歡干燥、清潔的生活環境,實驗豚鼠應定期更換墊料,以3~5d 更換一次為宜,更換時與籠盒、飲水瓶、食槽整體更換,杜絕交叉污染。目前實驗豚鼠墊料主要為滅菌的玉米芯墊料、墊料紙、刨花墊料等,可以根據實驗豚鼠的等級、飼養要求和實驗設計進行選擇。
(4)補充VC。豚鼠體內不能自主合成VC,必須從外界攝取。缺乏VC可以導致豚鼠抵抗力下降,生殖能力降低,生長發育停止,嚴重的還可導致死亡。實驗豚鼠每日需補充VC4~5mg/100g 體重,足夠的VC補充能預防豚鼠出現疾病。VC的補充可以添加到水或飼料中由豚鼠自由攝取,但添加時易污染、易氧化破壞,同時各組操作可能有偏差,進而影響實驗結果。
根據我中心多年飼養實驗豚鼠的經驗,選用特制的富維生素C 配方飼料可以滿足豚鼠的生理需求。富維生素C 飼料在有效期內其VC含量不低于200mg/100g 飼料。選用富VC飼料能保證實驗豚鼠的飼養條件一致,確保豚鼠在整個實驗期間不同組別的動物均一、個體差異小,減少食源性因素和人為操作實驗數據準確性的影響。
(5)減少運輸應激。實驗豚鼠應使用專業運輸車進行運輸,選用適宜的籠具,保證運輸時的空氣流通、溫濕度適宜。運輸過程中應避免擁擠、顛簸、噪音因素等造成豚鼠生理、心理應激反應。運輸過程中應配備飲水和飼料,提高動物福利。
(6)加強日常觀察。對于新購入的豚鼠需要加強日常觀察。對豚鼠食欲、行為、糞便、精神等方面進行詳盡的觀察,做好相應記錄,對不符合要求的豚鼠直接淘汰。實驗室應對新購入的豚鼠進行隔離檢疫適應[3,4],檢疫區域與實驗區域分開,每批次檢疫結束后應對檢疫室進行徹底的清洗消毒。隔離檢疫應不少于7d,挑選動物的同時也能使合格動物有更多的時間適應實驗室飼養環境。
(7)提高動物福利,滿足動物倫理需求。實驗室內飼養豚鼠需要遵循以下原則:保證足夠的活動空間,舒適的生活環境,減少應激反應,使之康樂地生存于動物實驗室。
豚鼠是目前我國較為常見的一種實驗動物,豚鼠的生理情況容易受到環境內多種因素的影響,因此,在日常實驗室內飼養過程中需做到保持環境安靜、清潔,維持適宜的實驗室環境溫濕度,有足夠的活動空間,保證提供充足的、營養全面的飼料和飲用水,注意VC的額外補充,提高豚鼠生活福利,為實驗的順利進行奠定基礎。