實驗大鼠/小鼠墊料的選擇標(biāo)準(zhǔn)

可信的動物實驗結(jié)果不僅依賴于科學(xué)的實驗設(shè)計，也依賴于標(biāo)準(zhǔn)化的實驗動物飼養(yǎng)。飼養(yǎng)小鼠、大鼠必須使用墊料是因為嚙齒動物更喜愛平整帶墊料的籠底，而不是金屬網(wǎng)籠底。墊料可以吸收尿液和糞便，方便清潔。對小鼠、大鼠來說，與墊料直接接觸增加了它們表達(dá)天性的機(jī)會，如搜尋、挖掘、和筑巢。

現(xiàn)在國內(nèi)很容易獲得商品化合格的實驗動物，但是由于質(zhì)量、價格等原因，研究機(jī)構(gòu)往往不容易獲得合適的墊料。我國《實驗動物環(huán)境及設(shè)施》標(biāo)準(zhǔn)(GBl4925-2010)規(guī)定：墊料的材質(zhì)應(yīng)符合動物健康和福利要求，應(yīng)滿足吸濕性好、塵埃少、無異味、無毒性、無油脂、耐高溫、耐高壓等條件，且必須經(jīng)高壓滅菌處理后方可使用。本文主要從以下幾個方面討論不同墊料的差異以及對實驗動物的影響，這可能對不同機(jī)構(gòu)選擇大小鼠墊料有所幫助。

一、吸濕性

吸收尿液和糞便中的水分，保持微環(huán)境的干燥，是使用墊料的重要目的。微生物分解尿液中的尿素，產(chǎn)生氨氣和二氧化碳。墊料吸收水分，抑制微生物的繁殖，進(jìn)而阻止微環(huán)境中的氨氣和有害細(xì)菌毒素的聚集。大小鼠墊料最重要的性能之一就是吸濕性。如果微環(huán)境中氨氣升高，會引起呼吸損害和眼睛問題，100和300ppm的氨氣會引起小鼠和大鼠昏睡。TrentonR發(fā)現(xiàn)100ppm的氨氣以間接途徑促進(jìn)呼吸道中肺炎支原體的增殖，GBl4925-2010規(guī)定氨濃度不得高于14mg／m3(18ppm)。

實驗動物微環(huán)境中的氨濃度不僅受墊料的吸濕性影響，其它因素也會造成這種情況，如更換墊料的頻率不夠高，動物飼養(yǎng)密度過高，通風(fēng)低，周圍的溫度和/或濕度適合細(xì)菌的生長。另外，如果水瓶的水嘴接觸到墊料會漏水，使墊料被浸泡，造成氨濃度的急劇升高。

現(xiàn)在國內(nèi)的商品化大小鼠墊料都沒有描述吸濕性。國外的墊料即使描述吸濕性，也是用單位質(zhì)量墊料的吸濕性表達(dá)的。在墊料的實際使用過程中，技術(shù)員都是在籠具中裝填一定深度的墊料，而不是一定質(zhì)量的墊料，因此比較單位體積墊料的吸濕性更重要。

Burn CC比較了幾種墊料，每種墊料取4個樣本，每個樣本體積50cm3，測量其吸收1％鹽水的能力。發(fā)現(xiàn)玉米芯的吸濕性為0.60±0.05cm3鹽水/cm3墊料，而楊木片的吸濕性為0.32±0.02cm3鹽水/cm3墊料。如果按單位質(zhì)量墊料的吸濕性計算，玉米芯為1.19cm3鹽水/g，楊木片約2.25cm3鹽水/g墊料。有些研究直接測量了墊料產(chǎn)生的氨氣，玉米芯產(chǎn)生的氨氣最少，楊木片產(chǎn)生較多氨氣。。另外，Potgieter和Wilke認(rèn)為不只是墊料的材質(zhì)影響吸濕性，墊料的規(guī)格也影響吸濕性，因為擁有更大面積的墊料有利于水和揮發(fā)物的蒸發(fā)。

可見，吸濕性較好的墊料是玉米芯。另外一般墊料在使用前需要高壓蒸汽滅菌，這會降低墊料的吸濕性，因此干燥時間要充足。至于更換墊料的頻率應(yīng)該根據(jù)對微環(huán)境中氨濃度的實際測量而定。

二、灰塵

細(xì)小的墊料尤其是灰塵被吸入后能對動物造成損害，這些顆粒也損害陰道粘膜或引起包皮炎。玉米芯墊料比國內(nèi)常見的木材墊料灰塵少，楊木刨花的粉末率為13.67％，而自制玉米芯和紙墊料粉末率為零。

三、異味

墊料的氣味通常來自揮發(fā)物，軟木揮發(fā)物較多，硬木揮發(fā)物較少。軟木是裸子植物，如松木、衫木等。硬木是被子植物，如楊木等。典型的軟木是松木，其揮發(fā)物對動物健康的不良影響已有較多報道，即使高熱處理能減少軟木中揮發(fā)物的濃度，但殘余量仍可能對特定的實驗造成影響。

四、毒性

1.材料本身的毒性

本節(jié)主要討論常用的楊木和玉米芯墊料的毒性。王艷蓉將KM小鼠和Wistar大鼠飼養(yǎng)4周，比較楊木、玉米芯和松木的毒性，發(fā)現(xiàn)楊木墊料是較好的大小鼠墊料，玉米芯墊料可作為備選產(chǎn)品，松木墊料應(yīng)慎用。

與楊木組比較，玉米芯組雄性小鼠谷丙轉(zhuǎn)氨酶有極顯著性升高；玉米芯組雌性小鼠腎臟指數(shù)、雄性小鼠睪丸指數(shù)有顯著性升高；玉米芯組雄性大鼠肝臟指數(shù)有極顯著增大；但是玉米芯對動物體重沒有影響。

劉福英系統(tǒng)地研究了松木、麥秸、玉米秸、玉米芯和國外商品墊料物質(zhì)的細(xì)胞毒性作用，發(fā)現(xiàn)5種墊料均表現(xiàn)一定程度的細(xì)胞毒性，隨著墊料的丙酮提取物濃度的增加，細(xì)胞的存活率逐漸呈下降趨勢，其中松木的細(xì)胞毒性作用明顯大于其它墊料物質(zhì)，而玉米芯的細(xì)胞毒性最小。可見，與軟木墊料相比，楊木和玉米芯墊料都是可接受的，但是選擇時應(yīng)注意墊料對特定實驗的影響。

2.內(nèi)毒素和(1→3)-β-D-葡聚糖的污染

近年，有實驗證實微生物細(xì)胞壁成分，尤其是革蘭氏陰性菌的內(nèi)毒素，和霉菌、特殊細(xì)菌和植物細(xì)胞壁成分中的(1→3)-β-D-葡聚糖能引起肺的炎性反應(yīng)。墊料的原材料可能被微生物污染，在不合適的環(huán)境中儲存也會被污染，因此有可能成為感染性因素。即使用經(jīng)過高壓滅菌、不含存活的微生物的墊料飼養(yǎng)動物也會發(fā)生廣泛的肺部損害。

Ewaldsson B發(fā)現(xiàn)木材刨花和碎紙墊料都含可測量的內(nèi)毒素和(1→3)-β-D-葡聚糖。靜脈注射(1→3)-β-D-葡聚糖會引起肺細(xì)胞肉芽腫。暴露(1→3)-β-D-葡聚糖會增加后續(xù)的內(nèi)毒素暴露的反應(yīng)性。暴露于這些因素相當(dāng)于使動物預(yù)先暴露于另一個因素或一般的應(yīng)激，因此，這種肺臟病變是背景病變，通常被動物忍受著，在接受實驗處理時被惡化。來源于環(huán)境因素的肺臟損害可能影響實驗結(jié)果，尤其在吸人毒理、呼吸生理和肺臟感染性實驗領(lǐng)域。

所以，對于大小鼠墊料的生產(chǎn)廠家，在原材料的采集以及墊料的加工過程中應(yīng)避免污染，儲存時應(yīng)注意溫濕度等環(huán)境條件。對于使用大小鼠墊料的實驗室，應(yīng)注意有合適的儲存條件降低微生物繁殖。

五、油脂、耐高溫、耐高壓

常見大小鼠墊料(如楊木片、玉米芯等)都能滿足無油脂、耐高溫、耐高壓的條件。

六、動物的偏愛

墊料不僅可吸收水分，容納糞尿，還能為動物提供舒適的休息場所，以及挖掘、咀嚼和筑巢等表達(dá)天性的機(jī)會。墊料是動物福利的重要因素，選擇墊料必須注意動物對墊料的偏愛。

在不提供巢穴時，小鼠、大鼠更喜歡適于筑巢的物質(zhì)。如Blom HJM研究小鼠和大鼠對墊料的偏愛，發(fā)現(xiàn)應(yīng)避免使用小顆粒墊料，動物喜歡長、大、粗糙的墊料；和玉米芯墊料比較，小鼠、大鼠更喜愛楊木片墊料。最好是刨花，粗糙木片也行，盡量避免使用細(xì)小的墊料。

總之，選擇大小鼠墊料時應(yīng)重視墊料對動物健康、福利的需求，以提高實驗的質(zhì)量。但是，另一方面由于不同的墊料成本價格不同，因此不同實驗室應(yīng)根據(jù)自身情況進(jìn)行權(quán)衡。逐漸加強(qiáng)動物健康福利，提升墊料質(zhì)量是動物實驗發(fā)展的必然趨勢，我們應(yīng)共同致力于高質(zhì)量實驗動物墊料的開發(fā)及生產(chǎn)。

作者：孟學(xué)強(qiáng)/王宏濤