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疼痛和痛苦

引言 围绕是否在生物医药研究中使用动物的争议多种多样,大多数观点赞同在此类研究中最大程度地减少与研究相关的疼痛或痛苦。此方法在Russell和Burch的经典论著《人道的实验技术原理》(The Principles of Humane Experimental Technique)[1]中得到了最充分的阐述,并在之后推广为动物实验的“3R”原则,即减少(Reduction)动物的使用数量,以无感知的实验材料(或人体实验对象)替代(Replacement)动物,以及优化(Refinement)实验设计将疼痛和痛苦降到最低。除了基于伦理的考虑外,减轻不必要的疼痛或痛苦也可提高所获科学数据的质量。现在已经很清楚,操作、抓取、饲养实验动物的方式会影响其生理过程:在文献中有关发育、毒理学、肿瘤学、心血管状态及其他相关的例子比比皆是[2-6]。疼痛和紧张因素可导致细胞因子生成及一种分解代谢内分泌状态的活化,并发展为全身性影响,如免疫应答及愈合率降低、术后肿瘤转移潴留率升高,以及发展成为慢性疼痛状态[7-11]。因此,疼痛和痛苦可能是显著影响实验结果的不可控实验变量。降低这种变量的幅度既有利于项目所使用动物福利,又有利于项目所获得科学结果。我们至少应该认识到,了解疼痛和痛苦对实验数据的潜在影响有助于解释为什么实验室与实验室之间的结果可能不同。相应的,基于伦理和科学两方面原因,考虑降低或消除疼痛和痛苦的方法应是每个IACUC关注的核心内容。 在许多情况下,我们缺乏必要的科学数据去客观判断有关动物的疼痛和痛苦的意义。往往有必要权衡已有的证据,试图在动物福利和研究项目的目标之间取得平衡。如果在仅有有限数据的情况下尝试达到这种平衡,有一点可以确定。即预期采用改善动物福利的措施是否会干扰研究或适度增加了研究人员的工作量。当某些措施可改善动物的福利,且可以在不影响一个科学项目完整性的情况下实施.则这些措施应给予高度的重视。 在许多情况下,如果没有足够的科学或实证证据表明某项技术已达到减轻或防止疼痛与痛苦的预期效果,那么就值得付出额外的努力或成本投人来尝试该技术是否真正有利于动物福利的改善。 更多内容>>

引言

围绕是否在生物医药研究中使用动物的争议多种多样,大多数观点赞同在此类研究中最大程度地减少与研究相关的疼痛或痛苦。此方法在Russell和Burch的经典论著《人道的实验技术原理》(The Principles of Humane Experimental Technique)[1]中得到了最充分的阐述,并在之后推广为动物实验的“3R”原则,即减少(Reduction)动物的使用数量,以无感知的实验材料(或人体实验对象)替代(Replacement)动物,以及优化(Refinement)实验设计将疼痛和痛苦降到最低。除了基于伦理的考虑外,减轻不必要的疼痛或痛苦也可提高所获科学数据的质量。现在已经很清楚,操作、抓取、饲养实验动物的方式会影响其生理过程:在文献中有关发育、毒理学、肿瘤学、心血管状态及其他相关的例子比比皆是[2-6]。疼痛和紧张因素可导致细胞因子生成及一种分解代谢内分泌状态的活化,并发展为全身性影响,如免疫应答及愈合率降低、术后肿瘤转移潴留率升高,以及发展成为慢性疼痛状态[7-11]。因此,疼痛和痛苦可能是显著影响实验结果的不可控实验变量。降低这种变量的幅度既有利于项目所使用动物福利,又有利于项目所获得科学结果。我们至少应该认识到,了解疼痛和痛苦对实验数据的潜在影响有助于解释为什么实验室与实验室之间的结果可能不同。相应的,基于伦理和科学两方面原因,考虑降低或消除疼痛和痛苦的方法应是每个IACUC关注的核心内容。

在许多情况下,我们缺乏必要的科学数据去客观判断有关动物的疼痛和痛苦的意义。往往有必要权衡已有的证据,试图在动物福利和研究项目的目标之间取得平衡。如果在仅有有限数据的情况下尝试达到这种平衡,有一点可以确定。即预期采用改善动物福利的措施是否会干扰研究或适度增加了研究人员的工作量。当某些措施可改善动物的福利,且可以在不影响一个科学项目完整性的情况下实施.则这些措施应给予高度的重视。

在许多情况下,如果没有足够的科学或实证证据表明某项技术已达到减轻或防止疼痛与痛苦的预期效果,那么就值得付出额外的努力或成本投人来尝试该技术是否真正有利于动物福利的改善。

16.1  紧张与痛苦的区别是什么?

观点

有许多不同的方法尝试区分紧张和痛苦[ll,13]。在一般情况下,紧张是正常的生理活动,而痛苦包含一些不良或不愉快的成分。紧张是由动物环境中的应激因子造成的,如环境温度的变化。正常的自我平衡机制被触发,动物适应了变化,又恢复到正常状态:这些不断发生的适应性的应答是所有生物体都具备的功能。如果需要适应的应激因子不断增加,总有某个环节是动物所无法完全适应的,一些作者认为这个时候动物将表现出痛苦。另有观点认为,当动物知道它处于适应性应答状态,并将这种应答当作避免某种事物所必须做的时候,从而导致主观意义上的“痛苦”。若没有明显的外部体征或行为,痛苦的状态可能难以认定。可以说,当不良状态的持续时间和强度超过一定的阈值时即成为“痛苦”。当然,持续接触如单调的居住条件这样低水平的厌恶因素,可能不会引起比肿瘤连续数周持续增长所造成的疼痛更加严重的痛苦。然而,应该对不良因素的程度进行评估,也许应排出等级,用于指导优化工作[14]

疼痛是为数众多的可以引起痛苦的不良状况之一。疼痛及其他引起痛苦的不良因素可能在动物个体及种群之间各不相同。例如,被安置在铁丝笼底环境饲养时,有脚垫外伤的啮齿类动物比正常的动物更痛苦,当将马和小鼠站立在高温物品表面时,小鼠感受的疼痛会更严重。

16.2  痛苦和苦难的区别是什么?

观点

痛苦(distress)和苦难(suffering)是否存在差异主要取决于它们是如何定义的。这些定义直到目前为止一直存在争议,每个IACUC应该决定哪种定义是它们可以接受的。在参考文献l、15及16中可以找到有用的信息(参见16.1)。

“痛苦”的一个可能解释是经常用于表述因暴露于过热、过冷、食物缺乏等压力因素所产生的状态(参见16.34)。“苦难”则是强调动物感知到这些压力因素对其造成的整体威胁,并保持这种情绪达到一定的时间长度,而且在“苦难”之前已经持续一段时间。正如16.1所述,“痛苦”可以有一个变动的范围。因此“苦难”可以被认为处于不良状态的顶端或者超过了“痛苦”的范围。然而,除非痛苦测量方法或评估方法被普遍接受,否则这两个词既能描述差异较大也能表示非常相似的状态。

16.3  疼痛和痛觉的区别是什么?

法规要求

AWAR中没有直接对“疼痛”进行定义,但是将“疼痛的过程”(§1:l疼痛的程序)定义为“理论上,预期会对人体造成甚于轻微、瞬间的疼痛或痛苦的过程”,如过量注射或其他小操作引起的疼痛。AWAR中没有提供痛觉的定义。虽然《原则Ⅳ》(被纳入PHS政策)和《指南》(第64页)对导致疼痛的过程给出了与AWAR类似的定义,但在PHS政策和《指南》中都没有对疼痛或痛觉进行定义。

观点

痛觉只有在感觉神经探测到一定的刺激并将信号传递给中枢神经系统时才会表现出来。疼痛是痛觉的主观有意识的感觉。足够强度的有害刺激将引起感觉神经末梢去极化,这些类型的刺激有热或冷、压力及化学类(pH、刺激性)。信号通过感觉神经纤维束传输到脊髓,甚至到大脑。根据物种的进化水平,信号到达大脑的不同分层,有可能“处理”或“判读”为疼痛。伤害性刺激不一定造成组织损伤,但在任何情况下,伤害性刺激有可能触发非自主的(如肢体撤回反射、植物神经反射)和自主的(针对性)逃避运动。如果对刺激的整体判断认为它是疼痛的,那么会在综合以往经验和背景信息后出现神经反应情感调节,因此疼痛的体验取决于许多因素。

动物处于昏迷或麻醉状态下,受到伤害性刺激时可能会发生反射运动或自主神经反应,因为动物“不知道”所受刺激(神经系统的输入输出状况是伤害性的),它们通常不会被定义为疼痛。给予麻醉药达到自主和非自主运动同时受到抑制,此时植物神经对有害刺激的反应钝化,足以消除麻醉期间对疼痛经历的记忆。动物在恢复到清醒状态后,动物便具有“记忆”或感知疼痛的能力。

人类的疼痛被描述为既有感官成分又有心理成分。例如,国际疼痛研究协会(IASP)[17]的定义为“由真正存在或潜在的身体组织损伤所引起的不舒服知觉和心理感觉”因为有关非人类痛苦的相关心理(情感的)成分的不确定性,定义动物的痛苦非常困难。有些定义通过将疼痛与其对动物行为的影响进行关联判读而回避了心理的内容,如“疼痛对动物的是一种不良的感官体验,可引起保护性的驱动行为,学会逃避,并可能改变种属特异性行为,其中包括社会行为”[18]。痛觉和疼痛被认为具有保护机体并使其免受损害的作用。神经学家的观点认为疼痛是体内平衡机能的一部分(保障身体调节自身的福祉)[19],如水盐平衡受到调节并参与内部的生理补偿及行为的驱动器。类似的,疼痛被认为已经演化成反映组织损伤后引起的身体条件状况。然而,疼痛作为一种感觉可能差异巨大。“我们称之为疼痛的行为驱动通常与接受的感觉强度相匹配,但在不同环境下表现不同,可以就像饥饿或口渴一样变得无法忍受,或者消失”[19]。无论读者是否同意动物拥有情感,但就熟悉的动物物种来说,疼痛确实存在。它有行为动机的成分,它可能根据当时发生的情况不同而改变,如果强度足够的疼痛持续下去,则可以导致对健康的不良后果。

兽医教研工作者联合会(Association of Veterinary Teachers and Research workers)的指导方针对痛觉及疼痛评估与识别进行的概括很有参考价值[20]。美国兽医麻醉医师学会(American Co1lege of Veterinary Anesthesiologists)的工作文件对动物疼痛的定义、重要性识别和治疗目标进行了评述[21]

16.4  IACUC对缓解疼痛和痛苦的最低期望值是什么?

法规要求

根据AWAR(§2.31,d,1,Ⅳ,A~§2.31,d,l Ⅳ,C;  §2.31,d,l,V)的要求,除非满足某些特定条件(如经IACUC批准的科学理由阻止使用镇痛剂),否则IACUC必须保证当操作造成的疼痛或痛苦程度超过“轻微”水平时必须适当使用镇静剂、镇痛剂或麻醉剂。它们必须将AV或其委托者考虑在计划内,并且不在没有麻醉的情况下使动物麻痹。实验期间经历过急性或慢性疼痛的且没有获得缓解的动物,必须在实验期内或结束时安乐死。AWAR(§2.3l,d,1,Ⅱ)要求对那些可能导致超过瞬时疼痛或痛苦的操作考虑替代,或者书面叙述说明无法找到用于替代的方法或资源。APHIS/AC政策12介绍的一个检索数据库里储存有符合这项规定的最有效的方法(参见16.5)。

PHS政策(Ⅳ,C,1,a~Ⅳ,C,l,c)中关于避免或减少疼痛和痛苦的描述与AWAR类似,需要使用适当的手段以减轻疼痛和痛苦,如果所经受的疼痛或痛苦不能缓解,则需要在操作过程中或结束时对这些动物实施安乐死。PHS政策(Ⅳ,D,1,d)指出,提交给PHS的申请及提案都必须包含一段叙述来说明已经采取预防措施用于限制因科学研究不可避免地给动物带来的不适和伤害.并且会使用适当的药物来尽量减少动物的疼痛和不适。《原则Ⅳ》~《原则Ⅵ》主要重申了AWAR和PHS政策。

《指南》(第64页)、《原则Ⅳ》及AWAR(§1.1疼痛的操作)假设可以导致人类疼痛的操作可能会导致在非人动物中的疼痛。《指南》(第10页)指出,IACUC应考虑对动物使用适当的镇静、镇痛和麻醉措施。《指南》(第64页)也指出,预防或减轻疼痛的关键是识别不同物种的疼痛,确定适当的止痛药或麻醉药需要专业的判断。《指南》 (第65页)警告,某些药物,如镇静药、抗焦虑药和神经肌肉阻断剂并不是止痛药或麻醉药。

观点

引起研究中动物的疼痛和痛苦通常是不可取的,这被认为是许多公众忧虑动物用于研究的基础。IACUC要求所有的实验方案恰当地设计以防止或减少疼痛或痛苦。IACUC可以合理要求研究者证明他们已经在使用动物的时候考虑了所有的替代办法[22]

3R原则里的任何一项都可以减少疼痛和痛苦[1]。替代:采用无感知的替代品(如尸体或组织培养物)替代有感知的动物在很大程度上消除了疼痛和痛苦。减少性替代品(如合适的统计学方法可以减少需要使用的动物总数)可以导致潜在需要经历疼痛和痛苦的动物数量更少。最后,优化替代寻求将必须保留的动物所经历的疼痛和痛苦降低到最低水平。也许最后一个属于IACUC最重要的关注领域是不仅需要审查推荐的镇痛和麻醉药的使用,而且也需要审查参与者的培训和能力。例如,一个没有经验的研究人员可能不恰当地抓取动物并造成明显的疼痛或痛苦,而这完全可以通过适当的培训而避免。与经验较少或者能力不足的研究人员相比,熟练的手术操作人员可能提出使用较少动物的项目(由于技术性失误少)、导致较少的术后疼痛(由于组织创伤少),以及要快的苏醒速度(因为较短的麻醉时间)。动物使用的各个方面导致的全部疼痛和痛苦都必须给予考虑。IACUC要判断PI是否已充分考虑了疼痛和痛苦的替代品,需要确定所有有潜在的痛苦和非疼痛性的痛苦的来源并寻求减轻或预防技术。虽然法规中使用诸如适当的(药品)或不可避免(不适)等宽泛的术语,但某些用来减轻疼痛或痛苦的方式可能极不具有可行性(如在允许一个新的外科医生操作之前需要有多年的外科培训经验)。在许多情况下可能很难或不可能找到任何有关如何减轻疼痛或痛苦的意见的资源。同时,治疗由疼痛以外的紧张因素导致的痛苦所经常忽视的是推敲优化动物的使用(如提供额外的垫料、更容易获得的食物和饮水、液体治疗或其他在舒适度和稳态方面的改善等)。因为AWAR的描述可能会引导科学家们首要专注于将镇静和止痛当成全部的优化措施,所以这种情况是可能出现的。

最后,IACUC应确保在常规状态下按照物种特性和规定的频率,采用普遍商定后的标准(如身体状况评分、饲料消耗、跛行、姿态等)适当定期观察动物。此外,在实验条件下还需要对疼痛或痛苦进行评估。对动物的福祉进行监督可以确保在需要的时候能够采取措施减轻疼痛和痛苦。观察的频率应该高于预期异常状态可能发生的频率。在评估研究人员为减少疼痛和痛苦所做的努力时,所有这些因素都应被纳入IACUC的考虑范围。

16.5  方案中如果涉及疼痛和痛苦时需要考虑哪些替代?如何实现?

法规要求

AWAR(§2.3l,d,l,Ⅱ)要求PI考虑可能会引起动物疼痛或痛苦程度超过短暂或轻微程序的替代方法。PI必须提供书面文件说明资源和方法以证明没有替代方法可以利用。这一要求在APHlS/AC政策12中得到细化,它举例提供了可用的资源(如Medline,Animal Welfare Information Center)。APHIS/AC政策12中阐述,书面说明最少应包括数据库或其他资源、搜索日期、搜索所涵盖的年份、使用的关键词及搜索策略等[23]。更重要的是政策12说明了“替代方法”通常不单单指动物替代,而是替代、减少和优化(参见16.4)的整体概念,这三个方面都应该作为寻找“替代方法”的组成部分。

《指南》(第10页)指出,应考虑使用较少侵害性的操作措施、其他物种、离体器官、细胞或组织培养物或计算机模拟等替代方法的可用性或适宜性。

作为PHS政策的组成部分,《原则Ⅲ》指出,应考虑数字模型、计算机模拟及体外生物系统等替代方法(参见12.7~12.13.)。

观点

从16.4可以看出,所有可能引起疼痛和痛苦的方案均必须参照“减少、替代和优化”的3R原则进行审查,这需要IACUC和PI双方共同努力。PI们至少应该详细解释动物是如何处理并说明他们使用动物的理由,应注明已查阅的文献资源以证明没有具操作性的程序用来替代使用动物。根据实验方案中列出的每个步骤可以确定处理或实验细节,并可作为关键词用于查找替代程序。如果研究人员与兽医专家协同制定出机构的SOP,那么IACUC将保持始终如一的审查标准。任何对SOP的偏离均需审查以确定是否会产生可接受的福祉水准。随着查询替代方法的数据库不断增加,应将搜索过的数据库信息包括在向IACUC提交的申请书中(参见16.25)。研究者应向IACUC证明,在提交的实验设计中已经最大限度地包括了可获取的信息,并尽最大可能减少动物的使用数量。如果说明已咨询过统计学家,特别是对复杂的实验设计,将有利于获得IACUC的认可。已经有一种用于估算实验所需动物数量的实用方法[22]。总之,有许多方法可选择用于减轻疼痛和痛苦,研究人员应对那些适合研究项目的方法予以考虑。例如,研究人员可以在动物全身麻醉状态下进行研究,或使用止痛药减少疼痛,或改进技术,使用非损伤性方法获取数据。也可采取限定性研究终点的方式来减轻动物承受痛苦的过程或减少经受的时间(如在致癌性研究中设置肿瘤的负荷上限,或制定一套评价标准,以确定何时终止动物实验并进行人道处死)。

调查

你单位的IACUC是否要求进行文献检索,为那些归类在农业部C类(无或短暂的疼痛或痛苦)中的操作寻找替代方案?

    ● 不适用,我们的工作并不需要文献检索        7/153

    ● 在疼痛和痛苦分类的基础上,我们不要求进行文献检索,为某些程序查找替代方案        67/153

    ● 在疼痛和痛苦分类的基础上。我们需要进行文献检索。为某些程序查找替代方案        78/153

    ● 其他        1/153

16.6  由于在实验结束前还无法对动物承受的实际疼痛做出评价,因此IACUC试图在首次评估方案时对潜在痛苦和痛苦进行评估和分类是否合适?

法规要求

AWA(Sectionl3,a,7,A)和AWAR(§2.36)要求提交监管动物的年度报告,包括实验、研究、教学中的动物使用情况,时间跨度为上一年的10月1日到当年的9月30日(PHS财政年度),在年度报告(§2.36,b,5~§2.36,b,7)中应根据所使用的动物在实验中经受的疼痛或痛苦水平进行分类。C类(APHIS/AC年度报告表7023)为无疼痛或痛苦且未使用疼痛缓解药物:D类为有疼痛或痛苦,但使用了药物缓解;E类为有疼痛或痛苦,但没有使用药物缓解。PHS政策没有要求对疼痛和痛苦进行分类(参见16.3对“疼痛操作”的定义)。

观点

凭经验,许多IACUC将APHIS/AC的疼痛和痛苦分类应用于所有动物。而不仅仅是那些受AWAR监管的动物。不过,AWA的规定仅适用于其监控的物种。

AWAR(§2.36,b,5~§2.35,b,7)的措辞采用过去时态,这表明在年度报告中提交APHIS/AC的信息必须基于那些动物实际经受的疼痛和痛苦,而不仅仅是在研究开始前由IACUC或PI根据经验做出的评估。虽然对各种动物遭受疼痛或痛苦的等级进行前瞻性的评估可以简化IACUC的工作,但在研究过程中,动物承受疼痛或痛苦的实际情况常因研究需要和过程发生改变。如果IACUC采用前瞻性的疼痛或痛苦等级评估体系,那么建议IACUC应有一套程序以便允许PI(或IACUC)在基于动物实际经历基础上。能够回顾性地对部分或全部动物的分类进行修订。

虽然在实验结束前无法确定任一特定动物个体所承受的疼痛程度,但经常可以根据已有信息对可能导致的疼痛程度做出评估。如果该机构以前采用过相同或类似的操作,那么这可以用来帮助预测可能出现的后果。如果对该机构来说是一项新的技术或物种(品系),那么应该咨询其他机构有操作经验的同行。如果可能的话,应该要求引入具有执行操作或照顾动物经验的人员。经受类似操作的人所承受的疼痛可以作为一个粗略的参考。很有可能无法获得疼痛或痛苦的迹象,因此这一初步评估对确定如下事项将是非常有用的,如使用何种级别镇痛药是适当的,动物可能需要什么样的善后照料。在所有情况下均需要监测那些采取了疼痛控制措施的动物,以确保这些措施是有效的。

16.7  IACUC可以批准那些不使用麻醉药或止痛药来缓解动物经受的疼痛或痛苦的实验方案吗?在什么情况下可以批准?

法规要求

如果PI能够书面证明,因为科学原因不能使用麻醉药物或镇痛药.且仅仅经历必要的阶段,理由正当,则IACUC可以批准这样的活动(AWAR§2.31,d,1,Ⅳ,A)。PHS政策(Ⅳ,C,l,b)有类似的要求。

观点

IACUC可能经常被要求批准一些不能使用麻醉药或镇痛药来缓解动物所经受的疼痛或痛苦水平的方案。例如.在关节炎或炎症性疾病的研究中动物可能会遭受疼痛,但使用镇痛药可能会干扰方案预期,镇痛药的使用将使实验获得的数据无效。疼痛和痛苦也可能发生在涉及肿瘤的动物模型、慢性器官功能衰竭、感染性疾病、毒性实验及其他各种各样的情况中。在许多这样的研究中,因为使用这些药物与达到研究目的之间的平衡原因,采用减轻疼痛或痛苦的药物的手段是不可取的。然而,采取措施减少疼痛或疾病相关的伤残,如提供营养或环境支持的方法,将有利于降低整体的痛苦水平。

当疼痛或痛苦不可避免时,IACUC应该询问PI,严重疼痛或痛苦对动物生理过程所引发的潜在干扰是否会对这项研究结果产生不利影响。已有证明.痛苦和紧张可在动物体内引起代谢及免疫学改变(参见16.1)。如果对照组没有经受与实验组同等程度的疼痛或紧张,那么某些类型的研究结果可能导致比两组均用止痛药治疗带来更大程度的争议。另一个考虑是实验结果或信息所带来的好处是否大于实验带给动物的总痛苦程度。每当有无法减轻的疼痛或痛苦时,必须做出努力以减少在这类研究中使用的动物数量、采用不引起疼痛的技术替代当前研究,及完善研究设计以将疼痛和痛苦降到最低水平。尽管这些基本原则适用于所有的方案,但在可预测到显著疼痛和痛苦的情况下显然尤为重要(参见16.1l;16.13;16.51)。

调查

假设手术造成术后疼痛,在手术中使用了麻醉药但术后没有给予镇痛药物的情况下,你单位的IACUC是否将大鼠或小鼠归类在PHS的疼痛或痛苦分类等级D类中(虽然这个类别不包括大鼠和小鼠)?

    ● 不适用        4l/149

    ● 是的,经常        46/149

    ● 是的,有时        25/149

    ● 不,这些是E类动物        3l/149

    ● 其他        6/149

16.8  如果AV与某个PI对于某特定操作的潜在疼痛或痛苦评估存在分歧。为他们的观点举证是AV、IACUC还是PI或是全体人员的责任?

法规要求

参考外科手术,APHIS/AC政策3指出,所有动物实验的申请必须特别详细描述关于减轻术后疼痛和痛苦的细节。这些具体细节必须获得AV或其授权者的批准。政策3还指出,如果有必要改变术后护理程序以确保动物舒适,AV拥有在无需经过IACUC批难的情况下做出变更的权利。这些声明很有趣,因为它们可以解读为是AV,而不是IACUC对提供术后镇痛具有最终的发言权(科学性上证明不使用镇痛药物是正当的情况除外)。与此相对,AWAR指出Av仅仅为PI就麻醉和镇痛药的使用提供指导(§2.32,b,4;§2.3l,d,l,Ⅲ,B),而IACUC依然有责任确保研究进行适当的镇静、麻醉或镇痛(AWAR§2.3l,d,l,Ⅲ,A)。而PHS政策则未就AV变更术后护理的权限进行叙述。然而《指南》(第13页)指出,AV应该给予研究人员“劝导以保证仁慈需求和符合科学要求”(参见16.9)。

观点

兽医和兽医护理人员受过专业训练。了解不同种类动物在行为和饲养上的需求差异。无论是否接受过止痛药方面的专业培训,他们的教育或实践背景能够提供有价值的意见。在某些情况下,兽医、兽医技术人员、动物管理人员因其工作职责往往比PI们对动物的观察更多。也有PI拥有动物饲养或行为方面的专业知识,或可能随着时间的推移而获得大量的经验。如果PI可以向IACUC提供有关某项研究对动物福祉影响的证据,那么IACUC应当考虑这些证据。然而,随着动物福利的进步和研究技术的优化与改进,兽医可能具有能力将新知识用于潜在疼痛或痛苦的评估中,并提出减轻疼痛或痛苦的补救措施在动物管理和实验方面必须考虑IACUC的有关决定。

调查

如果在一名研究者声明因为镇痛会干扰研究目标或判读。因此术后不会使用镇痛的情况下,你单位的IACUC要求提供哪些信息?(可多选)[注意:为了强化明确性,作者编辑了对这个问题的答复。对第3、4项的肯定回应(n=4)被改为仅对第4项的回应。]

    ● 不适用        26/162

    ● 我们只接受那些不需要使用镇痛药的声明        16/162

    ● 我们要求提供相关文件,如公开发表的文献或实验室记录        90/162

    ● 我们要求提供相关文件。并指派一个人去观察动物1~2天并向IACUC报告        29/162

    ● 我们仅指派一个人去观察动物l~2天并向IACUC报告        0/162

    ● 其他        1/162

16.9  某PI以书面形式提供科学依据说明在一个产生疼痛的实验操作期间及之后均不使用镇痛药。IACUC会不得已而接受这个理由吗?

法规要求

AWAR(§2.3l,d,l,Ⅳ,A)要求,如果一个操作引起超过瞬时的疼痛或痛苦就需要使用镇痛药,除非PI向IACUC提供了书面的科学证据表明不能提供这类药物。PHS政策(Ⅳ,C,1,b)也有相同的表述。AWAR(§2.3l,a)强调,IACUC不能为研究机构的研究或实验的设计履行或实施规定方法或设定标准。HERA(Section495,a,2,B)强调,PHS政策中制定的指导原则“不得被解释为规定的研究方法”。AWAR(§2.3l,c,6)和PHS政策均授予IACUC负责批准研究或其他动物实验中使用动物的权利。

观点

已经广为接受的是.提交给IACUC的科学论证必须有实质性内容,否则它并不比没有理由更好[24]。相关引证表明,如果可以提供一个符合逻辑的理由,即使“合理的思考可能会在理由是否足够方面有所不同,IACUC也必须顺从研究者”。相反,APHIS/AC和NIH/OLAW认为“AWA和PHS政策并不要求IACUC批准违背其意愿的设计项目。”[25]

任何阻碍使用镇痛药的理由应明确合理,并尽可能提供实验室数据或参考文献。常规性的陈述,如“镇痛会干扰有用的数据收集”可能是正确的,但IACUC不应接受这种浮于表面的声明(参见16.8)。

16.10  IACUC或研究者可以用来确定动物是否遭受疼痛或痛苦的一些典型标准是什么?

观点

多数人依靠观察动物行为和生理参数组合的改变或寻找相对正常的偏差来认知动物的疼痛或痛苦。例如,处于痛苦中的动物可能会改变其自然行为而变得不活跃.减少梳理或筑巢活动,采食、饮水减少。它也可能会改变其对处理的反应,如攻击性升高。相反。一些动物可能会变得精神萎靡,对处理反应迟钝。在急性或慢性疼痛和痛苦的情况下。也有可能发生体重的变化。可以使用的标准已经由不同作者进行了详细的描述[13,20,26]。根据参考文献27可找到更多的相关文献。

要注意的关键点是疼痛和痛苦的征兆可能非常微妙。要识别疼痛或痛苦需要对各种动物的正常行为有全面的知识,还需要用足够的时间观察动物。在某些情况下,有必要在不被动物觉察的情形下观察动物(如使用视频摄像头)。

可采用不适应实验处理的动物研究物种的自然行为。然而,丰富的生活条件可能是必要的,因为在沉闷无趣的环境里,即使没有遇到明显的疼痛或痛苦,动物也可能不能充分地表现其行为天性。对受过训练、容易处理的动物(如犬和山羊),触摸手术伤口可能引起躲避行为(退缩、扫视伤口部位、发声)。虽然使用镇痛药或其他治疗方法可使行为恢复正常,但是未获减轻的疼痛或痛苦可能已经存在。

16.1l  一个引起犬科动物中等程度疼痛的实验操作持续约1h,不重复。在那段时间内不能使用镇痛药,但将采用替代性的疼痛缓解机制,包括播放轻柔的音乐、昏暗的空间及人不断的爱抚。该技术在此之前没有使用过,那么IACUC应认为这是获得缓解还是没有获得缓解的疼痛?

法规要求

参见16.3对“疼痛操作”的定义及16.4中相关的监管信息。AWAR(§2.36,b,7)特别要求将那些没有接受适当的麻醉、镇痛、镇静药物缓解疼痛的操作归类在APHIS/AC年度报告的E类疼痛或痛苦中。《指南》(第65页)说明,除麻醉药、镇痛药、镇静剂外,非药物性的疼痛控制措施往往有效。

观点

兽医临床实践经验表明,许多伴侣动物,尤其是犬和猫,对人类的触摸反应积极,如良好护理,包括抚摸和口头安慰,对减少术后疼痛和痛苦起到一定作用。这是符合人类临床经验的,病人的情绪状态直接影响疼痛程度及用于减轻痛苦所需要的镇痛药剂量。经验表明,类似的机制可以用于动物的疼痛处理,给予它们护理性的关注被认为能改变术后疼痛引起的行为。这种关注可能让一只呜叫的动物变安静,可能会刺激进食或饮水,或可能使激动的动物变得平静、休息或入睡。这种接触取得积极回应的关键取决于动物以往的经历和相关人员的护理技能。如果动物没有得到充分的训练而愿意接受(和欢迎)人的接触,那么尝试提供安抚可能会适得其反,增加动物的痛苦。如果用这种技术替代传统的疼痛减轻技术.特别重要的是IACUC要求所涉及的人员应该是此前已与所使用的动物建立了关系的特定人员。相关人员应该具有这种技术经验,且这些动物最好应该很熟悉相关操作(驯化保定、设备等)。开展试点研究很重要,或在兽医监督及加大监测的情况下开展数个前期研究,以确保设计的方法足以减轻疼痛或痛苦。最后,还应适当考虑其他非药物缓解疼痛的方法,如热或冷、针灸或经皮神经电刺激等(参见16.12;16.13)。

16.12  被去除大脑*的猫应该被归类在APHIS/AC的D类(获得减轻的疼痛或痛苦)还是E类(未获得减轻的疼痛或痛苦)(参见16.13)?

法规要求

AWA(Sectionl3,a,3/A)和AWAR(§2.31,e,4;§2.36)推荐使用药物减轻疼痛。APHIS/AC政策ll同样指出,动物个体使用的麻醉剂、镇痛剂、镇静剂和(或)安定药缓解的疼痛/痛苦应在年度报告的D类中说明,而那些需要使用麻醉剂、镇痛剂、镇静剂和(或)安定药,但没有使用的情况应归在E类中说明(参见16.6)。

PHS政策和《指南》均无对疼痛或痛苦的评级。然而,在《指南》和PHS政策与AWAR不同时,PHS政策要求绝对遵守AWAR中规定物种相关的要求(PHS政策Ⅳ,C,1)。

观点

因为大脑皮层和丘脑失去相互联系,实验去除大脑的动物感受不到疼痛。去除大脑与传统药物麻醉一同被归类在农业部D类中。然而由于没有使用药物减轻术后疼痛,一旦麻醉剂的效力消失而动物仍然活着,这时的疼痛适宜归类在农业部E类中。实际上.由于疼痛的大脑识别中心已撤消或物理删除,动物无法感知疼痛,再讨论疼痛的问题是毫无意义的,因此在技术上应归为E类,但这种状况对动物福利没有任何的现实意义。《指南》(第65页)承认疼痛的非药物控制往往是有效的。关于去大脑的问题已经有文献进行了讨论,并已认为正确地去除大脑相当于连续的全身麻醉[28]

16.13  如果去除哺乳动物的大脑。其大脑皮质可以感觉到疼痛吗?

观点

区分疼痛和痛觉对解决这个问题很重要(参见16.3)。痛觉是对损害或潜在损害性刺激的应答,而疼痛有主观成分并被大多数人(和其他哺乳类)认定为不愉快的经历[13,20]。被广泛接受的理论是,感觉疼痛这一功能的前提是存在一个正常运作的脑感知(或更明确的说,是经验),所以去大脑应该代表已经缺失这种能力。由于丘脑结构被认为发挥感知疼痛的作用,因此通常认为去除前脑,包括丘脑核,可确保无法感知疼痛。对去除皮层的动物的情况不是很清楚。前提是与人类相比从而推断出的假设认为这种动物没有疼痛的感知能力。然而,鉴于某些被去除皮质或大脑的动物所表现出的较高水平的有组织行为(如大鼠),在做出上述推断时需要稍微谨慎(参见16.12)。

16.14  对非哺乳类脊椎动物而言,在缺失或只有一个原始的大脑皮质(如青蛙)条件下能感到疼痛吗?

观点

由于实验主观感受的能力限制,引起人类疼痛不愉快的部位依赖于正常运作的大脑皮质,通常假设一个大脑皮层不太发达的动物对疼痛的感知能力较差。将青蛙与人类比较.是比从大鼠或小鼠外推到人类更常用的一种极端比较。在这两种情况下,我们几乎观察不到动物痛苦经验的本质或对动物个体的意义。为此,我们采取这样一种处理方法:假定具有一定程度中枢神经系统发育的动物能够体验到疼痛,利用这些动物进行研究时应采用减少引起疼痛或痛苦可能性的方式进行。

青蛙与人类以同样的方式经历痛苦似乎不太可能,但因为我们可以证明两栖类动物有痛觉[29],且脑发育程度具有接受疼痛知觉的可能性,所以我们应该假设这些物种可以体验痛苦。要说明这一问题的关键是缺少药物性减轻疼痛的研究(虽然在两栖动物或更低等动物中进行痛觉研究是可行的),且对疼痛的临床体征不能很好识别。

16.15  单独使用氯胺酮或与赛拉嗪结合能够用于实验啮齿类动物、兔或猫的开腹手术吗?

观点

氯胺酮单独使用时可以保定动物,并对多种动物产生明显的镇痛效果。作为麻醉方案的组成部分,使用氯胺酮在某些情况下甚至可以帮助预防术后疼痛[30-32]。产生的镇痛及保定效果在各物种间不尽相同[33]。氯胺酮对内脏器官的镇痛相对无效[34],实施腹部手术时,除非人灵长类(可能)以外,单独使用氯胺酮不能给啮齿类动物、兔、猫或其他任何物种提供足够的麻醉效果[33,36]。氯胺酮的肌松效果很差,不适宜单独用于浅表操作。此外可配合使用如赛拉嗪、美托咪定、乙酰丙嗪、及安定等增强镇静作用的药物,从而大大提高麻醉质量。通常情况下,氯胺酮与具有镇痛和镇静属性的药物配伍(如赛拉嗪和美托咪定)使用可产生比氯胺酮一乙酰丙嗪或氯胺酮一安定更有效的麻醉效果[33]。当与赛拉嗪(或美托咪定)配伍使用时,可为大多数啮齿类动物、兔和猫提供手术水平的麻醉效果[37-38]。氯胺酮一美托咪定或氯胺酮一赛拉嗪所提供的麻醉程度能够满足腹部手术的需要,但手术麻醉时间长度因动物种类和剂量的不同而不同,高剂量可能造成明显的自我平衡机制抑制。

16.16  氯醛糖是一种麻醉剂?还是催眠剂?

观点

氯醛糖如同许多其他用来麻醉动物的药物(如巴比妥类)一样,是一种催眠剂。人门常常想当然地认为一种催眠药物不能用于手术麻醉。催眠的定义是“一种人工诱导的睡眠。或病人很容易被诱导的一种中枢神经系统的中度抑制造成的类似睡眠状态。”[39]被列为催眠剂的药物可以在剂量增加的情况下产生这种效果,逐步增加中枢神经系统(CNS)的抑制水平,使动物从镇静到催眠再到常规麻醉。一些催眠剂在达到常规麻醉效果的剂量水平下会引起致命的心血管等的严重抑制,因此为防止造成动物死亡,不能作为麻醉药使用。其他药物,如氯醛糖和巴比妥类,给予一定的剂量足以在许多物种中产生一般麻醉效果。不同品种、同一品种不同品系的动物反应不同,而且在某些情况下,麻醉深度不足以实施手术。在评估麻醉深度时(通过唤起对疼痛刺激的反应,如掐脚趾),根据需要可以调整剂量.或通过追加吗啡或芬太奴[40]之类的额外镇痛药物。

氯醛糖的某些给药方法可能导致术后损伤和随后的疼痛或其他病态。氯醛糖引起的问题包括腹腔注射时引起麻痹性肠梗阻和肠损伤,血管外意外注射引起静脉炎和应急反应的恢复[41]。氯醛糖不是新的麻醉剂,因为它可以产生持久的保定作用,对研究过程产生的干扰作用比其他麻醉剂少,因而它仍普遍用于某些类型的研究(如心血管、呼吸和血管神经生理学、神经递质)。然而在过去,氯醛糖往往与巴比妥类药物进行比较.一些新的麻醉技术能产生可接受的催眠或麻醉效果而无氯醛糖引起的疼痛或痛苦。在许多类型的研究中,替代流行麻醉剂技术、清醒动物训练,以及去除大脑的筹备工作已被证明是同样或更优秀的保定方法[42-46]。还有许多实例说明,单独或联合使用氯醛糖对测定来讲是最合适的技术。麻醉剂对实验结果有各种不同的影响,作为研究人员应该仔细阅读文献,获取更新的、危害小的麻醉剂,或清醒或去除大脑的技术,而不是依赖僵化、传统的信条[47,48]。例如,如果一个作者在一个物种中使用最新麻醉剂,而在另一个物种中使用氯醛糖来检测同一个参数,则可以假设这种最新的麻醉剂可以同时适合两个物种[49]。此外,许多专家建议不要将氯醛糖用于存活手术[33,41,50]

16.17  乌拉坦作为麻醉剂使用时,IACUC应该要求特殊的安全预防措施吗?

观点

乌拉坦具有致突变性和致癌性[51],如果它被用作麻醉剂,应采取适当的预防措施,以防范人员的安全隐患。实际应用的预防措施可能会有所不同,但相同之处是确保安全处理和使用致癌物质。IACUC应考虑请机构的生物安全委员会提供相应的服务(参见16.18和第20章)。

16.18  乌拉坦可以作为麻醉剂用于康复手术吗?

观点

乌拉坦已用于长时间保定和麻醉,能维持心血管稳定性。由于一些新的注射性和吸人性麻醉剂技术的应用及乌拉坦存在的一些严重缺陷,所以它应仅仅用做经过慎重考虑的替代方法[42,43,46]。在使用过程中应考虑人员安全,因为乌拉坦可能导致一些物种发生肿瘤(参见16.17)。腹腔注射时,高渗溶液可能会造成组织损伤,影响健康并且恢复时间可能很长[52]

16.19  在能够获得医药级替代品的情况下,IACUC是否批准将非药物级的药物用于麻醉或镇痛?

法规要求

无论AWAR还是PHS政策均未直接对使用非药物级药物表明意见。然而,AWA(Sectionl3,a,3,A)强调,要有充分的兽医护理,合理使用镇痛或镇静药物。AWAR(§2.33,a)也要求充分的兽医护理。HREA(Section495,a,2,A)要求合理使用镇痛药和麻醉剂。PHS政策(Ⅳ,C,1,b)指出,疼痛操作必须进行合理的止痛或麻醉(除非另有理由)。《指南》(第64页)指出,依靠专业知识选择最能满足临床和人性化要求的镇痛药或麻醉剂。

观点

目的是为AWAR提供指导的APHIS/AC政策3指出“当医药级的药物可以获得时,即便是应急操作,也希望研究人员使用医药级药物。非药物级别的化学品应仅仅用于IACUC特殊审核和批准的特定动物。批准的原因包括科学的必要性或没有可接受的兽医或人类的医药级产品。仅仅因为节省成本不是一个可以接受的理由。”PHS政策(Ⅳ,C,1)要求受管制的物种遵守AWA中的规定。非医药级药物溶液可能会导致不一致的产品质量和潜在性的不利影响,包括组织损伤,疼痛或缺乏足够的临床效果。基于这个原因,更需要加强兽医护理。

调查

在可以获得替代(虽然不一定相同)药品的情况下,你单位的IACUC是否允许研

究者使用试剂级药物(如三溴乙醇)用于麻醉吗?

    ● 不适用        24/166

    ● 是,研究者可以随时使用试剂级药物麻醉        28/166

    ● 是,但研究者必须获得IACUC批准后才可使用试剂级药品        5l/166

    ● 否,研究者不能将试剂级药品(除非正在研究的试剂级药物本身)用于麻醉        6l/166

    ● 其他        2/166

16.20  AWA、AWAR及《指南》限制对同一动物执行多次重大生存手术(参见16.24)。对同一动物执行导致动物疼痛的操作是否有限制?

法规要求

如果IACUC批准,对同一动物执行多个疼痛的操作没有具体的禁令。PHS政策(Ⅳ,D,l,d)指出,提交给PHS的申请和设计都必须包含有关操作的描述,以保证动物承受的不适和遭到的伤害受到限制,如果出于实现科学研究的目的而不可避免时,则需使用适当的药物以尽量减少动物的疼痛和不适。《原则Ⅳ》表示,应采用科学的方法避免或尽量减少动物的不适、痛苦和疼痛。《指南》(第l页)的目标是促进对动物的人文关怀。AWAR(§2.3l,d,l,I)表明,涉及动物的程序应避免或尽量减少动物的不适、痛苦和疼痛。AWAR(§2.3l,d,l,Ⅱ)也表明,PI必须对那些可以造成超过瞬时或轻微疼痛或痛苦的操作考虑替代方案。此外,AWAR(§2.3l,e,4)提出,应对实验程序进行设计,限制因开展有科学价值的研究而不可避免地给动物造成的疼痛和不适。

观点

看起来,联邦法规限制对同一动物实施多次重大存活手术的目的是为了减少动物个体承受的痛苦和痛苦的总量,并防止从一项研究中被转移到另一项研究中的动物可能再次遭受重大生存手术。因此,IACUC在审查动物可能受到多次痛苦过程的研究时很慎重,一般将此类实验归为多次重大存活手术(AWAR§2.3l,d,1,x;《指南》第12页)(参见16.24)。虽然不是大手术,但如果一个程序导致显著的组织损伤(如皮肤烧伤、骨关节炎或神经损伤),可使动物处于疼痛和痛苦阈值降低的慢性状态之中,再次使用导致的痛苦可能会超过使用另一只动物所经受的总疼痛。另一方面,应区分潜在疼痛性操作和那些无法减轻疼痛的操作。减轻疼痛和痛苦的技术包括局部和全身镇痛药、麻醉剂及手术操作条件/驯化。在不干扰研究的前提下,应积极寻求其他方法,这些方法既可单独也可联合使用。

如果一项研究需要动物受到多次疼痛或痛苦的操作,那么研究者应向IACUC说明疼痛的影响、严重程度和持续时间,对实验结果的潜在影响,监测动物适应能力或恢复的方法,以及痛苦为什么不能得到缓解的原因(参见16.7)。如果没有这样的信息,对该类情况出现的频率设定限制的任何做法都是武断的。在一个特定的研究过程中,存在多次无法减轻疼痛的程序可能是必要的。允许将一只动物转移到另一个可带来额外严重疼痛操作的研究可能符合法规的字面意义,但违背了其精神(参见16.23;6.24)。

调查1

如果动物从一个研究转移到另一个研究中,你单位的IACUC是否有方法确定之前该动物是否用于重大的存活手术?

    ● 不适用        47/157

    ● 无方法        10/157

    ● 有方法        96/157

    ● 其他        4/157

调查2

如果动物从一个研究转移到另一个研究中,你单位的IACUC会关注这只动物自身在最初的研究中所承受的疼痛或痛苦的程度吗?

    ● 不适用        41/160

    ● 否        5/160

    ● 否,除非有原因引起委员会的注意        10/160

    ● 是        102/160

    ● 其他        2/160

16.21  对任何重大的生存手术都必须提供某种形式的镇痛。在机构层面做出这样的规定是否合适?

法规要求

AWAR(§2.3l,d,l,Ⅳ,A)指出,在能够引起超过瞬时疼痛或痛苦的程序中都需要适当使用镇静剂、镇痛药或麻醉剂,除非PI提供了书面的科学证据说明不能使用。APHIS/AC政策3指出,对所有用于手术的动物必须提供术前、术中和术后的疼痛缓解及动物护理的具体细节。《原则Ⅳ》表示,应采用科学的方法避免或尽量减少动物的不适、痛苦和疼痛。

观点

对任何可能引起疼痛的生存手术,无论手术大小均应考虑镇痛。而且有不止一种方法可以防止疼痛(参见16.3~16.5;16.10)。公开发表的各类手术疼痛程度评估文献可用于帮助决定使用的镇痛药种类、数量及配伍。在许多情况下,我们认为动物的疼痛程度相当于人类在相同的手术后的感觉(AWAR§1.1疼痛的操作;《原则Ⅳ》;《指南》第64页)。通过查询相关人类手术文献,可以了解一个特定手术操作给人类造成疼痛的影响程度。一个特定手术(如髋关节置换手术)的镇痛干预研究通常包括对手术引起的典型疼痛的严重性描述。使用的镇痛剂类型应与疼痛的预期程度相匹配。

调查

对重大存活手术后进行镇痛,你单位的IACUC或机构有什么特殊要求?(可多选)

    ● 不适用        16/16l

    ● 没有特殊要求,我们根据具体问题具体分析原则评估镇痛的需求        39/16l

    ● 是的,我们要求在任何重大存活手术之后采取某些镇痛措施,除非证明因科学性要求不能使用        102/16l

    ● 是的,我们要求采取镇痛措施(除非证明因科学性要求不能使用),但是只覆盖AWA要求的动物        4/16l

16.22  小鼠胚胎移植手术后是否需要使用镇痛药?

法规要求

参见16.4;16.21。

观点

一个胁腹切口和随后的内脏操作所造成的疼痛程度取决于手术技巧、使用的麻醉剂及其他因素。根据作者经验,小鼠双侧卵巢切除后导致体重下降表明手术对它们有影响。小鼠品系和环境因素(如季节)对小鼠实验痛觉测试有影响[55]。有些麻醉剂(如挥发性吸人麻醉剂、巴比妥类)的镇痛效果不能持续到术后,而有些麻醉剂(如氯胺酮、赛拉嗪)则可以。对小鼠生殖道操作引起的疼痛或异常情况的典型评估尚未有专门研究(参见16.15)。

调查

你单位的IACUC要求在小鼠胚胎移植手术后使用镇痛药吗?

    ● 不适用        105/15l

    ● 不要求使用镇痛药        8/15l

    ● 鼓励但不经常要求使用镇痛药        14/l5l

    ● 通常要求使用镇痛药        22/151

    ● 其他        2/151

16.23  如果一个简单的注射、饮食操作或其他非手术操作造成永久性的肢体或生理障碍,IACUC会将其认定为重大手术操作吗?

法规要求

AWAR(§1.1重大手术操作)从两个方面对重大手术操作下了定义:首先,手术会穿透和暴露一个体腔;其次,造成永久性的肢体或生理功能损害。《指南》(第6l页)有相同的定义,尽管它说的是实质性损伤,而不是永久性损伤。相对于非手术操作而言,《指南》将手术操作认定为损伤的原因。

观点

参见16.20。

16.24  对受AWA管制的动物在供应商处实施了大手术(在麻醉状态下),在运抵使用机构前愈合良好,未发现明显的疼痛或痛苦。在使用过程中,没有导致疼痛或痛苦的操作。在APHIS/AC的动物年度报表7023中,这些动物应归为C类(无疼痛或痛苦)还是D类(通过药物减轻疼痛或痛苦)?

法规要求

AWAR(§2.3l,d,l,X)和《指南》(第12页)限制在如18.6所述的情况下实施多次生存手术(参见16.6疼痛分类的一般考虑)。

观点

供应商通常在APHIS、AC注册,在年度报告中已经说明动物在其设施内时的疼痛或痛苦类别。如果供应商在APHIS/AC没有独立的注册,那么使用单位必须将供应商的动物使用操作纳入自己的注册范围之内。如何对用于研究的这些动物进行分类,应参考供应商对动物的特殊处理情况。在所提交的方案中应说明动物抵达时没有明显的疼痛。如果从这时起不需服用镇痛药或麻醉剂以减少疼痛或痛苦,那么这些动物可归为C类。根据供应商在给动物实施手术时是否使用镇痛药,使用单位可以做出是否购买动物的选择。

16.25  IACUC对查询疼痛或痛苦操作替代方法的文献检索策略进行评价时。必须将每一个潜在的疼痛或痛苦程序作为关键词搜索吗?

法规要求

参见16.5。

观点

(参见16.5)为了将目前可获得的技术(即优化技术)应用于动物实验,研究者必须搜索每一种潜在的疼痛或痛苦程序的优化技术。这项工作具有挑战性.但可利用互联网资源,如加州大学戴维斯兽医医学中心的替代研究网站(http://www.vetmed.ucdavis. edu/Animal -Alterative /databasepproach.html)或动物福利研究所的有关优化技术的数据库(http://www.awionline.0org/lad animals/biblio/refne.htm)。除了寻找无感知的动物模型(可能不适合)外,PI迫切希望寻找那些可以监测或提高动物福祉的方法。例如,从事其他学科的研究人员可能已开发出行为评估工具或使用动物的优化方法,这些可用于新设计的方案。使用搜索词“替代品”(altematives)可能极大地限制文献检索的有效目标,而使用“严重”、“评估”等名词,同时加上“模型和动物”或“疼痛和疾病”,可能会找到用于疼痛和伤残评估或人道终点的评估技术。应当指出的是,这些文献可能并不是将减少疼痛或痛苦作为首要关注点。因此对文献方法部分的研读十分必要,从而找到你所需要的内容。

调查

你单位的IACUC在评价疼痛或痛苦操作的替代方法文献检索策略时,是否必须将每一个潜在的疼痛或痛苦操作作为关键词进行检索?

    ● 不适用,我们的工作不要求文献检索        8/143

    ● 通常不需要        49/143

    ● 通常需要        86/143

16.26  饲料或饮水消耗量减少是啮齿类实验动物疼痛的一个合理指标吗?

观点

许多因素可以影响啮齿类动物饲料和饮水的消耗量,疼痛只是其中之一。如果啮齿类动物的饲料和饮水摄取量降低,疼痛是可能的原因之一,还包括传染性疾病、环境变化、饲养管理流程改变及其他因素。然而,术后立即发生的饲料和饮水消耗量的改变作为术后疼痛的指标似乎十分有用[56,57]。术后,因饲料和饮水摄取量下降,大鼠和小鼠几乎无一例外地出现轻微体重下降(5%~15%,取决于手术操作的性质)。如果使用了镇痛药,那么这种减少的幅度将降低。由于阿片类药物(如丁丙诺啡)和非类固醇消炎药(如卡洛芬)都有这种效果,且给正常动物投用这些药物并不增加饲料和饮水的消耗量(即它们本身不是食欲兴奋剂),因此似乎可以合理得出结论,即饲料和饮水摄取量的减少与术后疼痛有关[56,57]。降低幅度可从微创手术(如皮肤切口)后的lO%~15%到严重创伤性手术后的100%[58]

啮齿类动物经常是群养。因此测定个体的饲料和饮水消耗量比较困难,而这时记录体重往往更方便。特别需要注意的是许多研究使用发育中的动物,因此了解术前几天的体重平均增长情况是必要的。虽然这一方法被证明是有用的,但是体重减轻是在过去12~24h中动物所承受的疼痛或不适程度的一个追溯指数。因此,体重明显降低可能表明存在未减轻的疼痛或痛苦,在将来的动物手术中需要改变。通过对动物行为的有效评估,可以根据动物的反应来调整镇痛药的剂量(参见16.27)。

16.27  在什么时期体重下降多少表明动物正经受疼痛和痛苦?

观点

如16.26所述,体重下降并不一定意味着动物正在经受疼痛和痛苦。特别是对意外发生的体重缓慢减轻,应该仔细调查。在假定体重下降与某些负反应和一定程度的痛苦有关的基础上,许多研究机构对体重降低设置了限制。短暂的食欲不振将导致啮齿类动物体重损失5%~10%,一旦体重减轻超过20%,从临床的角度则可看到身体状况及脂肪或肌肉群的异常。多数指南在这一点上是一致的,与某些发表的数据有出入,而具体问题具体分析更为明智。重要的是要了解体重降低的原因,如采食量降低、新陈代谢提高或营养素的吸收降低?体重降低是实验方案的必然结果?或通过补充喂养、使用镇痛药或抗焦虑药物或其他方法能防止或改善吗?将动物体重与未经处理、正常生长的对照动物体重进行比较也很重要。最后值得注意的是,有几种实验动物在成年阶段如果采取自由采食饲喂时会变肥胖,强调采用合理的、符合逻辑的方法来解释动物体重降低的意义是重要的。

调查

在某个特定方案中。如果你单位的IACUC同意以体重降低作为判定动物可能承受疼痛或痛苦的标准,并与未经处理对照组动物的体重进行比较,那么体重下降的百分比达到多少被认为是“显著的”?

    ● 不适用        31/156

    ● 在任何操作结束后的正常恢复期内,5%~lO%        15/156

    ● 在任何操作结束后的正常恢复期内,10%~15%        4l/156

    ● 在任何操作结束后的正常恢复期内,15%~20%        43/156

    ● 在任何操作结束后的正常恢复期内,20%以上        19/156

    ● 其他        7/156

16.28  在评价什么时候可以使用神经肌肉阻断剂(neuromusclllar blocking,NMB)时,哪本指南可供IACUC参考(参见16.29)?

法规要求

AWAR(§2.3l,d,l,Ⅳ,C)指出,在没有麻醉的情况下不得使用神经肌肉阻断剂(麻痹剂)。PHS政策(《原则V》)指出,不得将未经麻醉而仅使用化学物质使其麻痹的动物用于手术或其他疼痛性操作。《指南》(第65页)指出,当使用这类物质时,推荐首先使用适量的麻醉剂,是否适量需要根据类似操作在没有使用MMB时的结果确定。

观点

NMB阻止自主性肌肉活动,使动物不再对疼痛或其他刺激产生应答。由于手术刺激引起的运动用于评价麻醉的充分性,使用NMB作为麻醉剂方案的一部分就要求有特别的考虑。关键是要确定麻醉效果是恰当的,动物能够感知到手术操作(“意识”),而这些操作可能会引起动物疼痛和痛苦。困惑通常是如何评价麻醉水平的适当性,而当使用NMB时这种困惑更加严重。在病人的麻醉管理中,可基于术后报告进行“意识”评估。已有综述表明,在1000名患者中约有1人能够回忆起麻醉状态下手术中发生的事情[59]。客观地说,患者麻醉是由接受过研究生水平的专业培训的麻醉师执行的,而大多数动物的麻醉都是由几乎没有接受过培训的技术人员或其他人员执行的。

在审查如何合理限制使用NMB之前,IACUC应首先确定使用的必要性。在某些情况下,研究人员可能仅仅以某个人的麻醉方案为例,就决定在动物模型中使用,这是不合适的,因为人类使用NMB的理由往往不适用于其他动物[60]。人类(M.D.)外科医师都习惯于在很少或根本没有肌张力条件下实施手术,而动物外科医师不是这样。使用NMB以便允许协助性(机械性)动物呼吸是没有必要的。兽医麻醉学教科书中讨论了麻醉期间的机械性呼吸,但在这些书中没有提到使用NMB。在讨论麻醉动物呼吸管理时,列举了三个防止自主呼吸的选项:

    (1) 换气过度

    (2) 加深麻醉水平

    (3) 使用NMB

选项(1)是最简单的[61]。因此,NMB不是机械性呼吸所必需的,IACUC不需要将机械性呼吸作为要求使用NMB的唯一理由。对于大部分外科手术操作来讲,也不需要使用NMB导致足够的肌肉松弛。在不使用NMB的情况下,电外科及烧灼会引起皮肤和肌肉抽搐,可以短暂地导致轻微的肢体或头部移动。然而,只有在接近那些对微小活动非常敏感的结构(如脑、脊髓)时,使用NMB才是非常必要的。在这些情况下,在手术期间的特殊部分(举例来说,不是皮肤及颅骨切开)使用NMB才是必要的。在大部分部位,可通过耳棒和其他保护措施防止患者移动。某些眼内手术可能需要使用NMB帮助确定眼睛的中央位置。然而,在对清醒患者实施眼部手术时使用局部麻醉剂可以达到阻断眼窝运动的目的。据推测,对麻醉动物进行眼窝局部阻断即可保证眼的中央位点并产生良好的镇痛作用,不需要使用NMB。如果确实需要使用NMB,那么必须考虑以下几点:

    (1) PI应具有在所使用的动物体内麻醉和手术的经验,并采取不用NMB即能有效止痛并抑制意识的熟悉的麻醉方案。

    (2) 在麻醉达到稳定水平且手术开始之前,不应使用NMB。如果可行,应随着手术的进行逐步弱化NMB的作用,以便在追加给予NMB前可以评估动物肢体的应答反应。

    (3) 应该监测心率和血压,一旦任何一个指标因为疼痛刺激应答而提高(15%~20%或以上),则表明需要追加麻醉。需要特别注意的是,这种监测技术并不完全可靠,因为人类能在这些变量没有发生重大变化的情况下出现意识[62]。对于一些麻醉剂(如挥发性麻醉剂异氟醚),监测脑电图可能有价值,但这种技术也可能出现不可靠性[28](参见18.1)。

    (4) 如果采用了吸人麻醉,那么呼气终末媒介监测器(用于监测呼出的麻醉气体浓度,指示中央神经系统的浓度)非常有用,以证明动物的麻醉水平处于无意识的典型剂量范围之内(异氟烷为1.5%)。

    (5) IACUC应审查使用NMB的情况下的麻醉记录,以确定是否所有的麻醉技术均记录在案且说明人性化地使用这些物质的情况。

16.29  如果NMB与麻醉剂一起使用。LACUC要求什么以确信动物处于麻醉状态。而不是简单地被限制活动?

观点

在神经电生理和影像学研究中经常需要使用NMB。在这些研究中,必须维持低水平的麻醉以尽量减少麻醉与研究之间的相互干扰。这种情况恰恰极有可能导致不恰当麻醉。一些研究者建议在手术结束后可以停止全身性麻醉,改为在手术伤口使用浸入性局部麻醉剂,发挥NMB的效果而保持动物稳定(虽然动物必须使用呼吸支持系统)。这项建议引出了两个关注点:首先,这样做很难保证局部麻醉阻滞的可靠性。无论在给予NMB的开始还是之后。其次,即便动物无疼痛,但由于处于麻痹状态,在接触到其他刺激时也无法做出反应,动物还可能会因此而痛苦。全身麻醉不仅使动物无痛感,而且也失去意识,这有助于防止因保定和实验操作所导致的焦虑。一只麻痹但有意识的动物,即使无痛感也很可能承受相当大的痛苦。如果要在手术或疼痛性操作中使用NMB,那么需考虑使用16.28提到的监测技术。

16.30  使用局部麻醉剂进行小型手术操作可以达到减轻疼痛的效果吗?

法规要求

参见16.4。

观点

可以这样认为:局部麻醉剂为开展不同的手术操作提供有价值的全身麻醉替代方法。在一些物种中,使用局部麻醉剂产生的麻醉效果可以被认定为首选方法(如牛腹部手术时采用椎旁阻滞)[39,63]。只要给药方法适当,无论是采用如布比卡因的局部浸润、神经干周围浸润,还是硬膜外或鞘内注射药物的方式均可以阻止疼痛。来自人类和其他动物的经验告诉我们,这些方法有帮于减轻因保定或其他(非疼痛)操作导致的痛苦[64-66]。局部麻醉的持续时间随所用药物及需要配伍使用的局部麻醉剂或镇痛药物而不同。此外,注射局部麻醉剂可引起瞬时疼痛。使用镇静剂(sedatives)或抗焦虑药物(tranquilizer)(降低焦虑或意识水平,提高痛阈)、酸性缓冲溶液或使用最小的针头,或其他方法可达到减少疼痛的目的。

16.31  需要保存哪些麻醉剂和镇痛药的使用记录以备LACUC审查?

法规要求

AWAR(§2.35,a;§2.35,f)要求所有的记录和报告至少保存3年。那些与获得IACUC审查和批准的、涉及动物的计划活动[即在研究、检验或教学过程中涉及动物使用与管理的那些内容(AWAR§1.1活动)]直接相关的记录,以及在进行过程中提出的重大改变的记录要保存至少3年。这包括在动物实验期间产生的记录,动物实验活动结束后保存至少3年。PHS政策(Ⅳ,E,2)提出同样的要求。APHIS/AC政策3提出,动物健康记录至少保存至动物被处置或死亡后1年,然而该政策也指出,为符合其他适用的法律或政策要求,这些记录可能要保留更长时间(参见17.20)。

观点

镇痛药的使用记录应根据操作的类型及复杂程度而有所不同。作为最低要求,应该记录麻醉药或镇痛药、剂量、时间、给药途径、效果,以及实验动物的详细资料(年龄、体重、性别、品系等)。如果进行手术操作,研究人员应注明麻醉深度的充分性及评估方法。如果追加给药,则应记录给药时间、途径和效果。

研究者还应记录麻醉持续时间、恢复到胸骨斜卧的时间、任何病态、意想不到的不利影响(如呕吐)、何时开始全面复苏(正常活动、摄食、饮水等),并指出如何评估:如16.28和16.29所述.特别是在使用NMB的情况下,连续记录心率和血压是必要的.因为麻醉引发的并发症和研究目标之间容易相互干扰,所以这些数据对评价麻醉操作很重要,而且应视为所有科学方案的重要组成部分。

使用镇痛药时,应记录药品、剂量及给药途径,追加给药的剂量也应注明,这些有助于分析给药前后如体重和临床体征等发生的变化。虽然APHIS/AC政策3声明,医疗记录应当保存至少1年,但不清楚是指与研究相关的所有记录,还是那些非预期的临床情况(如手术开放性切口或自身造成的创伤)。在许多情况下,难以辨别一种医疗状况是否由于研究或非研究原因所致,因此慎重的做法是保持所有的医疗记录至动物安乐死或处置后至少3年。

调查l

你单位的IACUC要求研究人员保留术后大鼠、小鼠疼痛或痛苦体征的监测表格吗?

    ● 不适用        16/155

    ● 是的,始终如此        58/155

    ● 是的,但仅限于PHS规定的E类疼痛或痛苦的研究(即使不包括大鼠和小鼠)        15/155

    ● 不        58/155

    ● 其他        8/155

调查2

你单位的IACUC要求研究人员保留术后非啮齿类动物疼痛或痛苦体征的监测表格吗?

    ● 不适用        49/160

    ● 是的,始终如此        74/160

    ● 是的,但仅限于PHS规定的E类疼痛或痛苦的研究        ll/160

    ● 不        20/160

    ● 其他        6/160

16.32  使用麻醉药和镇痛药应严格根据预先确定的剂量。还是根据临床判断来调整使用剂量?

法规要求

AWAR(§2.33,b,4)要求AV指导PI及其他人员合理使用麻醉、镇痛和保定技术。AWAR(§2.33,b,5)授予AV附加权限,指出术前和术后的适当护理应遵循已制订的兽医治疗和护理程序。PHS政策(Ⅳ,A,3,b,1)指出,兽医拥有与涉及动物操作相关的直接或指派的权利和责任。《指南》(第56页)注明,充分的兽医护理包括有效的麻醉和镇痛方案,兽医必须为研究人员提供指导。《指南》第64~65页讨论了疼痛、镇痛和麻醉。PHS政策(Ⅳ,A,1)要求研究机构应该将《指南》作为制定和实施动物使用计划的基础。

观点

应根据预先确定的剂量给予最初的麻醉药和镇痛药。这些都根据科学文献来决定的,但往往会因动物品系应答的变化而修订。给予标准剂量的麻醉剂可能会产生预期的效果,但也可能导致动物麻醉太深或麻醉不足。在对某项研究中所用的特定品系、年龄、性别的动物对麻醉剂应答作出评估后,可以制订一个更加合理的剂量使用方案,与预先确定的剂量相比,变化可能是相当大的。例如,当以丧失意识的持续时间作为麻醉药效判定指标时。不同品系小鼠的睡眠时间可以相差一倍[67]

为满足特定群体的动物而调整麻醉药的剂量比较容易,但我们对术后疼痛的评估能力有限,调整镇痛药的剂量则很难做到。目前对PI是否可以提出“根据需要给予镇痛药”处治疼痛存在争议。对人类来讲,“根据需要”的给药策略是有效的。人类能够通过病人自控镇痛装置的方式自我管理镇痛药的强度,或通过口服给药,因为他们可以决定何时需要额外的镇痛药并根据推荐确定相应剂量。对动物实行“根据需要”的镇痛给药策略主要受到两方面的限制:首先,是否有可能在所有的动物个体中检测到明显的疼痛:第二,评价疼痛的时间点是否在药物防止实质性疼痛的整个周期之内(参见16.57)。如果对疼痛评估不专业,那么不会引起警觉以防止该动物的疼痛。对非啮齿类哺乳动物,预先给药和多种联合镇痛给药技术的文献和相关经验已被人们所认可。许多作者推荐作为均衡麻醉技术的一部分,在切口前给予镇痛药,并在手术的后期继续给予镇痛。术后12~24h以固定剂量给药,同时监测两次

给药间的疼痛。延长治疗能够感知中度或重度疼痛的时间,或遵循目前许多兽医教科书中有关疼痛处置所倡导的用药程式[54,68]。在我们看来,固定剂量的给药方式可能会导致疼痛缓解不足。在实际操作中,为了对疼痛做出恰当的评估,应在两次给药之间、再次给药前进行评估,以便确定恰当的给药时间和最佳效应。在术后24~48h内,采取固定剂量给药,同时进行监测,并在两次给药之间适时调整的做法很少出现过量镇痛药导致并发症等副作用。如果对疼痛的评估能力有限,这一方法至少能保证动物获得最基本的的疼痛治疗。

造成人术后疼痛缓解不足,除其他因素外,往往与药物剂量使用方案缺乏灵活性有关[69]。每个动物个体对手术的反应不同,因此从文献中获得的剂量只是一个参考,应对每一只动物的镇痛效果做出评估,因某一特殊个体可能比别的动物需要更多的镇痛剂。即便利用了诸如体重这样的可追溯的测量参数(参见16.26;16.27),在随后的研究中也需要变更“标准”剂量。对一些行为多样的物种(犬、羊)而言,人与动物的互动或动物与动物之间的互动比较好理解,而这些行为可以作为术后观察动物的基准,用来构建量化疼痛的尺度。通过观察行为来评价啮齿类动物和其他“猎物”物种的疼痛更具挑战性:动物不活动可能与光周期性、观察员的存在或疼痛有关。这是一个需要研究和学习的领域。

在术后最初阶段实施镇痛的一个主要障碍是:阿片类镇痛药的给药间隔比动物处于不监测或治疗状态(如隔夜)的时间短。应当承认,即使使用长效技术(如透皮跨真皮芬太奴贴片)或使用长效剂(如非甾体类抗炎药)也不足以保持整晚的镇痛,那么有必要进行跨夜监测和治疗或调整用药方案,以便满足监管和道德的要求。

调查1

对非啮齿类动物,在操作完成后有可能夜间出现疼痛时,你单位的IACUC要求整夜监护或给予镇痛药吗?

    ● 不适用        58/160

    ● 是的,如果兽医要求并得到IACUC的批准        6l/160

    ● 是的,无论何种情况,只要预期疼痛会延续整晚并获得IACUC批准        30/160

    ● 大多数情况下不需要        10/160

    ● 其他        1/160

调查2

对大鼠或小鼠而言,在操作完成后有可能夜间出现疼痛时,你单位的IACUC要求整夜监护或给予镇痛药吗?

    ● 不适用        28/157

    ● 是的,如果兽医要求并得到IACUC的批准        82/157

    ● 是的,无论何种情况,只要预期疼痛会延续整晚并获得IACUC批准        19/157

    ● 大多数情况下不需要        26/157

    ● 其他        2/157

16.33  在实地考察研究中,如果麻醉可能会损害动物放归野外后的生存能力。IACUC可以批准不使用麻醉剂或不能完全缓解疼痛的麻醉方案吗?

法规要求

无论AWAR还是PHS政策都未对实地考察的动物实施疼痛缓解予以豁免。AWAR(§1.1)对实地考察的定义是“所有在自然栖息地对自由生活的野生动物进行研究”,不包括涉及侵害性操作、伤害动物或使动物行为发生重大改变的的研究。PHS政策未对实地考察研究做出专门定义。

观点

通常认为,实地考察研究中的动物应该存活下来,并在研究后恢复其正常的活动,这一点给我们带来了特别的麻烦。麻醉可能会损害动物。然而引进可逆性的麻醉方案可大大改善野生动物的麻醉管理。同样,在较小的物种中使用现代吸入剂(如异氟烷)可以导致非常迅速的恢复且很少有明显后遗症。对那些烈性吸入剂,如氟烷和异氟烷,由于已达到危险浓度,因此通常不建议在简单的吸气室内使用[33]。然而,在野外环境温度处于中低水平时(<15℃),如果能近距离观察到过量给药后出现的症状则可以使用。最后,使用局部麻醉剂可视为一种最大限度减少动物疼痛的手段。如果所有这些选项均得到审查并因不切实际或无效而被拒绝,那么必须做出伦理判断,确定项目的目标是否超出了必要操作所造成的(大概是瞬时的)疼痛或痛苦。另外,如果该项目仅仅是为了从动物中获得组织样本,那么必须做出决断:没有适当麻醉的操作是否应允许开展?这样的动物是否允许复苏?或在麻醉状态下实施操作后,是否采取安乐死而不是复苏动物(参见15.10;16.9)?

16.34  IACUC能够批准大鼠禁食或禁水的最长时间是多长?这些建议如何延伸到小鼠、犬、非人灵长类或其他常用物种?

法规要求

AWAR(§2.38,f,2,Ⅱ)声明,在经过IACUC核准并制定有监测程序的动物实验中,允许对动物短期停止供水和饲料。APHIs/AC政策11[70]以超出术前准备所必要的禁食、禁水为例,强调这样做可能会引起比瞬时或轻微痛苦更严重的后果。PHS政策(Ⅳ,A,1)要求各机构按照《指南》(第lO~12页)关于禁食、禁水的规定,提供有关操作和研究目的的真实信息。《指南》明确指出,基于研究目的而采取的限制措施应科学合理并应制定监测生理或行为指标的程序,包括临时或永久将动物从实验中移出的标准。

观点

可有多种理由提出禁食、禁水,但是在确定禁食、禁水最大周期时一定要参考特定研究的目的。例如,一个项目可能因其预期利益被认定为很重要,如果是这样,长期禁食可得到认可。另一个例子是,为构建糖耐受曲线,检测或不检测小鼠的胰岛素水平的禁食期是不一样的。在极端情况下,IACUC会考虑是否有必要将动物禁食直到其死亡作为实验的最终结果。

通常来讲,为达到空腹、排空胃肠道或为诱导动物的一种代谢状态,只需相对较短的禁食期即可。在每个研究中,确定达到预期目标所需要的最小禁食周期是很重要的。通常选择16或24h作为一个周期,因为这样可在当天工作结束时方便撤除饲料或饮水,并在第二天上午使用动物。对小型啮齿类动物而言,由于代谢率较高,这个周期可能过长,会导致不必要的严重影响。已证实,当提供限定数量的饲料(如通常为整晚饮食量的一半)时,大鼠正常进食直到饲料耗尽。因此,通过减少料斗中的饲料量,即可获得有效的(如从凌晨3:00)禁食效果,达到排空胃的目的[71]。当然,研究人员应该注意,啮齿类及其他物种有食粪现象,因此应在禁食的同时使用肛门杯以防动物食粪才能达到全面禁食的目的[72]

此外,动物正常的生物学特性也应予以考虑。有些物种(如大鼠)通常只在其光照周期的黑暗阶段进食,如果饲料整夜被撤掉,第二天进行实验且该实验操作对动物产生不良影响.结果可造成大鼠在第二天晚上或第三天不吃饲料,无意中造成动物禁食48h,这对某些研究和动物福利有影响。

一般而言,体型较大的动物其耐受性优于小动物,因此需要撤掉饲料的时间较长。如果完全禁食的目的是为了减少麻醉后诱导及复苏阶段出现的呕吐,那么禁食8~16h对犬、猫、雪貂或灵长类动物是适当的,但对没有呕吐功能的兔子和啮齿类动物来讲是不必要的。扣减猪食可减少肠内容物体积,有助于在腹部手术中降低反刍动物瘤胃胀的发病率[33]

16.35  采用电击方法刺激动物在跑步机上跑步或行走合适吗?

法规要求

PHS政策(Ⅳ,C,l,a)要求动物操作应设计完善,避免或减少给动物造成的不适、痛苦和疼痛。AWAR(§2.3l,d,1;§2.3l,d,1,I)表明,除非书面报告说明的理由可被接受,否则所有操作应避免或尽量减少动物的不适、痛苦和疼痛。APHIS/AC政策ll[70]将不可避免的有害电击视为比瞬时疼痛或痛苦更为严重的操作。

观点

当使用条件性刺激时,理想的做法是使用奖励方式,而不是使用像电刺激这样可造成轻度或中度伤害性的刺激。当审查这样的实验方案时,IACUC应要求提供证据证明某一厌恶刺激是唯一的技术,并可刺激动物出现我们所要求的行为。如果认定该厌恶刺激是唯一可行的条件刺激,那么应选择造成最低厌恶及潜在组织损伤的刺激方式来刺激动物(如气流、声音或振动)。

16.36  哺乳动物的胎儿能感觉到疼痛吗?如果可以,多大的胎儿可能感觉到疼痛?当IACUC认定研究所需要的动物数量时,是否应将胎儿算为脊椎动物?

观点

对胎儿和新生儿感知疼痛的关注主要出现在对人类婴儿的研究中。20世纪80年代中前期.许多操作是在无有效麻醉或镇痛的人类婴儿上进行的。一系列研究表明,人类的新生儿可以体验疼痛[73,74]。对啮齿类动物的调查不仅证明它们能够感知疼痛(或至少是对有害刺激有反应).而且感知疼痛使神经系统发生长期变化。在胎儿发育的哪个阶段动物获得了这种能力仍存在争议,这与物种有关,需要根据哺乳动物神经生理发育程度的不同具体分析。啮齿类动物和其他物种动物解剖学研究表明,伤害性应答出现在怀孕的后半段.对超过20周的人类胎儿建议采取麻醉措施[75-77]。解剖上的发育是否转化为体验痛苦的能力值得商榷[78]。一些学者提出意识始于出生,体验痛苦需要意识,但也有一些人不同意这样的观点[74,75]。然而,体验疼痛有很大的主观成分,我们对成年动物也有同样的疑惑。哺乳动物胎儿具有一定的体验疼痛能力,因此可以用于研究似乎是恰当的假设。IACUC在考虑动物数量时排除胎儿是不符合逻辑的。当然应该注意的是,研究人员不可能合理地预测一个一胎多子的动物物种中每个怀孕的雌性动物能有多少胎仔。Fitzgerald[79]和Narsinghani[80]发表的关于胎儿和新生儿感知疼痛的综述具有参考价值(参见8.1l;13.1l;14.19;17.26)。

16.37  未孵化的禽类胚胎能感知疼痛吗?使用时是否需要IACUC的批准?

法规要求

NIH/OLAW对“活脊椎动物”的解释仅适应于孵化后的禽类胚胎(如鸡胚)[81]。专门为研究而饲育的鸟类目前暂未被AWAR涵盖。

观点

对禽类而言,这个问题很难回答,因为我们对这些动物痛觉和疼痛的了解非常有限。虽然体验痛苦的能力出现在孵化瞬间这样的说法似乎不合逻辑,但我们仍无法确定这种能力是在哪个发育阶段获得的[82]。在英国,1986年开始实施的法规做出了硬性限制,这种务实的做法对IACUC可能是最好的方式,那就是承认可能发生疼痛,承认我们不确定这种能力出现在哪个具体发育阶段,先提出一些初步的准则,随着我们对禽类神经生物学了解的不断深入,再对这些准则进行修订。同样的做法适用于利用早期胚胎发育阶段开展的研究,可以不经IACUC批准,但发育到特定阶段时,则需要审批(参见14.23:16.36)。

16.38  对恒温动物胎儿和新生儿来说,低温是一种可接受的麻醉方式吗?

观点

低温可使新生儿和胎儿不活动,造成明显的麻木状态,这已成为一种行之有效的“麻醉”新生啮齿类动物的方式。在低温条件下,神经传导减慢并可能被阻断,甚至可导致意识丧失。然而,在低温状态下新生儿中枢神经系统对有害刺激的应答方面,迄今为止还没有见到令人信服的研究。此外,因为低温复温对人类引发疼痛[83],所以已有建议认为即便造成麻木状态.该技术也是不可取的。寻找可用于新生儿麻醉的替代技术也许是一种更有意义的办法。既然挥发性和注射性麻醉剂可以达到安全有效的麻醉效果[84,85],IACUC就要问,为什么在有更多可接受的替代方法的情况下还使用一项不成熟的技术。研究人员发现,新生儿在手术期间不需要放置在冰袋上,特别是在做长时间的手术操作时,使用这些常规麻醉技术更为方便。

调查

你单位的IACUC通常接受低温作为恒温动物胎儿或新生儿的麻醉方式吗?

    ● 不适用.因为我们不用恒温动物的胎儿或新生儿        59/l52

    ● 是的.我们通常将低温作为一种可接受的麻醉方式        32/152

    ● 只有在证明其他麻醉方式不适用的情况下我们才采用低温方式        32/152

    ● 不.我们不接受低温方式        25/152

    ● 其他        4/152

16.39  对冷血动物来说,低温是一种可接受的的麻醉方式吗?

观点

对使用低温作为冷血动物“麻醉”手段的类似担忧在16.38中已有描述。对于哺乳动物的新生儿,已有行之有效的替代麻醉剂方案,因此没有必要使用不成熟的技术。

16.40  一名PI计划每天经腹腔给仓鼠注射少量无刺激性液体,持续1个月,由经过培训的技术人员操作。轮换注射部位,这属于APHIS/AC疼痛或痛苦分类的C类还是E类?

法规要求

参见16.6。

观点

问题的关键是操作造成的疼痛或痛苦是瞬时的,还是导致更大程度的痛苦?研究者和IACUC不可能马上回答这个问题。次要的问题包括:“无刺激性”液体的标准是什么?换句话说,做了腹膜病理组织学检查了吗?动物行为表明注射操作的影响是瞬时的吗?此外,潜在的并发症是什么——穿透腹部器官的风险会带来更大的疼痛或疾病吗?这些问题只能通过前瞻性的方式来回答。观察单次注射后和连续多天注射后的动物表现、监测体重、与年龄相当的(和未处理)动物进行比较。一个相对轻微的伤害性刺激所引起疼痛的程度取决于是否发生炎症及动物的“情绪”状态。通过跟踪监测动物的行为和体重,有助于查明操作对动物的影响程度。利用操作性条件反射(提供食物奖励)有助于通过伤害递减调节缓解动物承受的痛苦而改善一些不良情绪。一旦了解这些信息,进一步分类就更有把握,初期的研究可追溯定性为C或E类。

16.41  一名PI计划每天灌胃给予未麻醉或未镇静的仓鼠少量无刺激性液体,持续1个月。并由经过培训的技术人员操作。这属于APHIS/AC疼痛或痛苦分类的C类还是E类?

法规要求

参见16.6。

观点

灌胃操作有可能引起食道刺激和炎症,导致体重增加减缓及食物消耗减少。体重增长曲线可提示这种疼痛的存在(参见16.40)。

16.42  动物麻醉几小时可以完成一种非侵入性的成像操作。这种保定方式是一种痛苦的操作吗?麻醉是用来减轻痛苦的吗?

法规要求

涉及减轻疼痛或痛苦的有关规定参见16.6。有关痛苦的定义参见16.1~16.2。

观点

APHIS/AC政策ll[70]将限制行动归类为可能会导致清醒动物超过瞬时或轻微痛苦的操作。但是如法规所指,如果动物在操作期间处于麻醉状态,则认为因适当使用了药物而使潜在的痛苦得到减轻。假设已获IACUC的批准且没有其他实验操作,那么如果是AWA包含的物种,将归类在APHIS/AC年度报告的D类。

16.43  为进行无痛操作(如滴鼻接种),用吸入性麻醉剂短暂地保定动物。这属于APHIS/AC年度报告中的C类还是D类?

法规要求

参见16.6。

观点

参见16.42。使用镇静剂或麻醉剂来保定动物进行非疼痛性操作的主要优点是以药物代替更具强制性或伤害性的物理保定,而后者对动物来说很可能造成疼痛或痛苦,因此IACUC必须评估PI提出使用麻醉剂的理由。例如,为了准确完成鼻内接种,并避免保定给动物造成超过瞬间的痛苦,PI提出使用麻醉剂(或镇静剂),IACUC是会同意的。另外,PI还可能强调麻醉可以保证动物深深吸人鼻内接种物,避免其他方法给动物造成的疼痛或痛苦。按照这两种解释,IACUC一定会认可所陈述的理由。虽然使用麻醉剂或镇静剂被认为是一种优化的实验技术,但不会改变受监管的动物为减轻疼痛或痛苦而接受药物必须满足AWAR D类要求这一事实。

调查

如果使用一种麻醉剂来短暂保定动物进行一种无痛操作(如鼻内接种),你单位的lACUC认为这属于PHS疼痛或痛苦分类中的C类还是D类?

    ● 不适用        39/152

    ● 我们认为是C类        89/152

    ● 我们认为是D类        24/152

16.44  IACUC应对长时间保定设置什么限制?

法规要求

PHS政策(Ⅳ,c.1,a;Ⅳ,C,l,b;《原则Ⅳ》)及AWAR(§2.3l,d,l,I;§2.3l,d,l,Ⅱ)提出,IACUC应对实验方案是否能够避免或减轻对动物造成的不适和痛苦及是否考虑使用了替代方法进行审查。《指南》(第ll页)要求得更为具体,指出除非为达到科研目的所需并经IACUC批准,否则一般应避免长时间的保定(包括对灵长类的椅式保定)。《指南》建议使用限制性较少的保定方式、如灵长类的系绳(链)法、农畜的枷套法。对非人灵长类动物使用束缚设备的具体要求可在AWAR(§3.8l,d)中找到。

观点

长时间保定有不同的目的,一般是在使用植入导管给予化合物或收集体液,或连续记录生理变量时。随着可保持动物一定活动性的挽具和旋轴式设备的使用,以及允许动物自由行动的植入式遥测设备或移动式输液系统的使用,长时间保定的情况已大大减少。当这些设备作为优化措施能够减少保定及由此带来的疼痛和痛苦时,也有一些需要注意的问题。植入式遥测设备的重量及手术操作可能造成代谢负担或术后疼痛。系绳和代谢笼不限制动物活动,但需与同类隔离而处于枯燥乏味的状态。情绪厌烦和单独饲养也会给动物造成痛苦。环境应激对物质毒性、产前发育生物学、心血管、神经系统和免疫学参数等许多实验变量都会产生影响,而事实上,保定方法可作为实验工具研究应激对动物的影响[3-6,86-90]

在审查需要保定动物(或任何提到的优化方法)的方案时,IACUC应询问是否需要保定或是否有替代方法。这需要从两个方面进行评价,即这些替代方法是否仍可能导致动物在植入后及早期调试期间感到疼痛、痛苦或不适。如果在动物能够适应保定的lh或2h内结束实验,使用系绳系统可能更为可取。

随着保定时间的增加,动物机体各个系统之间的平衡就要发生变化。经过训练,动物能够适应保定这一点很重要。测量应激敏感指标,如血糖浓度、心率或刻板行为,表明动物可以被驯化或有条件接受吊索或其他保定设备的保定[91,92]。然而。当以某种方式长时间保定限制了动物吃、喝或进行如梳洗这样的正常行为时,就会出现问题。

保定不是简单的“时间”问题,关键取决于所使用的方法、以前是否经过保定,以及造成较小应激的替代方法使用的可行性。

16.45  某研究项目需要每周1次采集地鼠0.5ml血液。连续6个月。经IACUC批准允许在麻醉状态下经眶后采血并由技术熟练的人员负责实施,那么IACUC是否可以认定在经过这么多次的采血以后,动物仍能感受疼痛和痛苦?

法规要求

参见16.4~16.6;16.46。

观点

有人对大鼠在麻醉状态下单次眶后穿刺后因疼痛引起的相关异常行为进行了研究。通过密切监测显示该项操作影响的持续时间大约只有5h[93]。对其他啮齿类动物来讲,我们还不知道与其他部位反复采血相比,反复眶后采血的影响程度。反复性的组织损伤可导致动物疼痛阈值的改变。而随着时间的推移.重复采样可能会导致越来越严重的疼痛,对动物个体影响的严重程度可通过身体状况评分、体重及眼睛外观的变化做出判断。左、右眼交替可减少单只眼睛的取样次数.可使诱导产生痛苦状态的机体潜能得到降低。

16.46  啮齿类动物眶后采血时要求麻醉、镇痛或镇静吗?

法规要求

无论AWAR还是PHS政策均未提到眶后采血的问题。《指南》(第lO页)将此操作归类在以前未曾遇到或无法控制、可能引起潜在疼痛或痛苦的操作中。

观点

啮齿类动物眶后(后眼窝丛中)采血可以轻松、快速获得所需要的血量,熟练操作很少引起长期并发症,操作不熟练则可能导致严重的眼球损伤[94]。就操作本身而言,它所造成的疼痛不会超过周边静脉穿刺所造成的痛苦(如尾静脉)。然而,许多科研单位要求在麻醉状态下进行操作,这样既可以减轻疼痛,也可以减少操作过程中动物挣扎造成的意外伤害。操作无疑是痛苦的,也许更应该问的是为什么要使用眶后丛而不是替代技术呢[95](参见16.5;16.6;16.45)?

调查

你单位的IACUC要求在啮齿类动物眶后采血时进行麻醉或镇静吗?(可多选)

    ● 不适用        36/157

    ● ACUC要求在麻醉或镇静之间选择其一        58/157

    ● IACUC只接受麻醉方式        48/157

    ● 通常情况下二者都不要求        7/157

    ● 对大鼠要求麻醉或镇静。但对小鼠无要求        3/157

    ● 其他        5/157

16.47  考虑到疼痛或痛苦,对同一个体而言,IACUC允许经眶后窦或眶后丛采血的次数是多少?

观点

要对这个问题做出合理的回答,IACUC需要掌握由该技术所致并发症(角膜擦伤、球后出血或脓肿、眼球损害等)发生率的研究报告。通过对其他静脉穿刺方法导致后遗症的类似评估,IACUC可能做出重复眼窦穿刺是可以接受的结论,也可能认为这一技术不能使用。到目前为止,准确评估此操作造成的并发症发生率的研究很少,且所有指南均持研究者意愿和IACUC忧虑动物受到影响之间的妥协态度。作者希望IACUC在允许使用这种技术时及时跟进(包括动物死后对眼球和眼眶周围组织进行的组织病理评价),这样才可能根据数据而不是个人观点进行评估(参见16.6;16.46;19.19;19.20)。

16.48  在进行Southern印迹或PCR这样的操作时,能将大鼠或小鼠的剪尾认定为不会造成动物超过瞬时的疼痛吗?如果是这样,小鼠剪尾长度是多少?

观点

剪掉尾部一小段已成为许多机构转基因动物工作中的常规操作。毫无疑问,尾部敏感,剪尾可引起动物疼痛。然而到目前为止,还没有说明疼痛可持续超过几秒或与剪尾长度关系的研究报道。操作是否需要麻醉,或应该局部麻醉还是全身麻醉?不同实验室的观点不尽相同。有的实验室采用简单的全身性麻醉(异氟醚),并在操作后提供镇痛(卡洛芬)。相对于争论是否产生疼痛和可以剪掉多长的尾巴,更可取的是采用Meldgaard及其同事[96]。所描述的方法和采集唾液样本,因为这是以一种无痛技术取代一种至少会产生瞬时疼痛的技术。

调查l

你单位的IACUC允许以剪尾方式获得组织用于小鼠DNA分析吗?

    ● 不适用        5l/158

    ● 否,不允许用剪尾作为获得组织的手段        6/158

    ● 是的,允许剪掉2~3mm的尾巴        45/158

    ● 是的,允许剪掉5mm的尾巴        39/158

    ● 是的,允许剪掉lcm的尾巴        7/158

    ● 是的,允许剪掉超过lcm的尾巴        3/158

    ● 其他        7/158

调查2

如果你单位的IACUC允许剪尾获得组织用于小鼠DNA分析。那么在没有局部或全身麻醉的情况下,对什么年龄段的小鼠允许使用这一技术?

    ● 不适用        69/150

    ● 小于1周龄        9/150

    ● 小于2周龄        14/150

    ● 小于3周龄        24/150

    ● 小于4周龄        2l/150

    ● 其他(没有限定)        13/150

调查3

如果你单位的IACUC允许剪尾获得组织用于小鼠DNA分析,那么要求麻醉吗?(可多选)

    ● 不适用.因为我们不进行此类操作        55/153

    ● 任何年龄均不需要麻醉        13/153

    ● 任何年龄都要求局部麻醉        14/153

    ● 如果动物年龄大于[平均(mean)=21.5;众数(mode)=2l;范围(range)=7~42]天,要求局部麻醉        26/153

    ● 如果动物年龄超过[平均(mean)=22.4;众数(mode)=2l;范围(range)=14~35]天,要求全身麻醉        32/153

    ● 其他(没有限定)        13/153

调查4

你单位的IACUC是否要求使用替代方法取代剪尾用于小鼠DNA分析?

    ● 不适用,因为我们不做这种类型的小鼠DNA分析        54/150

    ● 不要求使用替代方法。但我们鼓励使用替代方法        87/150

    ● 要求采用替代物(记录所使用的替代品)        8/150

        ● 脸颊刮取物        2/8

        ● 唾液        2/8

        ● 耳刺        8/8

        ● 趾夹        0/8

        ● 毛发分析        3/8

        ● 其他        0/8

        ● 其他        1/150

16.49  在确定动物识别方法时。IACUC应考虑哪些重要问题和指标?

法规要求

《指南》(第46页)指出,作为小型啮齿类动物的识别方法,只有在没有其他可行的个体识别方法时,方可采用剪趾的方法且只可用于晚成新生儿。虽然《指南》提到了其他可能引起疼痛或痛苦的动物识别方法(如纹身、耳钉等),但还是将剪趾的方法单独列出。AWAR(1:l痛苦的操作)将痛苦操作定义为可引起超出瞬时疼痛或痛苦(如针点刺)的操作。PHS政策(Ⅳ,C,l,a;Ⅳ,C,l,b)也有类似的表述和相同的意图。对犬和猫的识别要求参见AWAR(§2.38,g)(参见16.50)。

观点

对大多数研究项目来讲,准确可靠的实验动物身份标识是必不可少的。识别方法应该:

    ● 是可靠的

    ● 对动物产生最少的疼痛或痛苦

    ● 简单易用

    ● 标准化.容易被相关编码系统识别

另一个问题是费用,这在大量动物需要身份识别时尤为重要。IACUC应综合考虑身份识别系统失效所造成的后果(漏掉某些动物及需要使用额外的动物重复研究)与标记技术对动物的影响。当研究者希望使用如耳冲孔或剪趾这样成本相对较低(在经济方面),而不是如植入芯片技术这样更昂贵的方法时,这些问题往往存在争论。除了前者不可靠外(争斗可能会导致部分耳组织的损失),这两种物理标记方法均会引起动物轻微的剪切伤害。导致超过瞬时的疼痛。检查动物身份标识可能会因为保定而导致应激。相比之下,使用芯片似乎仅造成瞬时的疼痛(虽然没有设计良好的对照研究支持这种说法)并且识别方便,往往无需保定动物。IACUC必须权衡这些问题,并决定是接受剪掉一块耳朵的方法,还是接受数字识别方法,或是否还有创伤小的替代方法?对于许多问题,发表的数据十分有限,IACUC成员必须利用自己的生物学知识做出判断。

16.50  在什么情况下,IACUC允许剪趾作为动物识别方法,或获取组织用于Southern印迹和PCR分析?

法规要求

参见16.49。

观点

必须采取16.49的方式处理这个问题。研究人员应该说明在有伤害小的方法可以使用时。剪掉一块组织的必要性。与肿瘤研究中的终点问题或重大存活手术中动物所遭受的痛苦相比,这些问题显得比较琐碎,但应该向他们讲清楚,在生物医学研究中,IACUC对如何将给动物造成的疼痛或痛苦减少到最低限度非常关注。虽然疼痛和痛苦可能很小。但涉及的动物数量相当可观。

调查l

你单位的IACUC允许以剪趾作为大鼠或小鼠身份识别的手段吗?

    ● 不适用。因为我们不使用大鼠和小鼠        16/154

    ● 否,不允许以剪趾作为动物身份识别的手段        87/154

    ● 在理由充分的情况下允许        44/154

    ● 无论理由是否充分都允许        4/154

    ● 其他        3/154

调查2

你单位的IACUC允许以剪趾作为收集大鼠或小鼠组织,用于DNA分析的手段吗?

    ● 不适用,因为我们不使用大鼠和小鼠        22/16l

    ● 否,不允许将断趾用于DNA分析        89/16l

    ● 在理由充分的情况下允许        37/16l

    ● 无论理由是否充分都允许        2/16l

    ● 其他        ll/16l

调查3

如果你单位的IACUC认可剪趾,那么允许多少个脚趾被剪掉?

    ● 不适用        103/147

    ●  每只脚不超过1个        27/147

    ● 每只脚不超过2个        12/147

    ● 其他(没有限定)        5/147

调查4

《指南》表明,只有在其他方法不可行的情况下才可使用剪趾的方法。如果你单位的IACUC认可剪趾的做法,需要什么理由?

    ● 不适用        103/155

    ● 一个基本的表述,如“没有其他方法可用”        9/155

    ● 一个明确的声明,如“我们不能使用其他方法,因为……”(如识别被再次捕获的动物身份,以防动物重复使用;耳标掉落;要求使用<6天的幼仔,需要标记同窝中的多只动物)        4l/155

    ● 其他        2/155

16.51  可以用什么标准来确定由于外部或内部的肿瘤生长。动物是否应安乐死(或处理)?

法规要求

“方案应包括实施安乐死的标准.如肿瘤大小,这将使兽医和研究人员能当机立断地做出决定,以确保实验终点是人道的且达到了方案目标”(《指南》第65页)。

观点

在动物肿瘤生成研究中确定实验终点是困难的,在这方面也没有涵盖所有物种和所有肿瘤的通用准则。该问题已从两个方面讲清楚了(参考文献97),这些报告提供了大量有用的信息和指导。对于这类问题。在试图确定终止准则前,PI应说明为达到具体实验方案设定的科学目标而需要肿瘤的生长程度,以及肿瘤生长的程度是否可以尽可能减小(参见17.37)。

至于其他类型的研究,终止阶段过早会造成研究中的动物损失,导致需要使用额外的动物。终止阶段太晚,可能会导致动物遭受不必要的疼痛或痛苦。如果因肿瘤过度生长导致动物死亡,这也可能导致动物不必要的疼痛和痛苦,并可能因为无法获得组织或血样而损失动物,因此制定安乐死的标准十分必要。

在确定评价指标时,其关键在于要让所有的参与者(动物饲养管理人员及研究人员或AV)能够明确和清楚地理解要求且具有可行性。通常以评价肿块再加上如浅表肿瘤有无明显的溃疡或坏死等特征作为判定标准。这些标准是有益的,但必须承认,这些指标不能反映动物所经受的疼痛或痛苦程度。至于术后疼痛,行为标准更为有用,但除使用极端的行为变化(如完全不动)外,制定这样的标准既困难又费时。然而,应鼓励工作人员完善已被采用的宽泛标准,IACUC要求提供所用方法效果的反馈信息。

16.52  如果一名研究者坚持认为动物死亡或50%的动物死亡是研究最合适的终点,那么需要向IACUC说明的理由是什么?

法规要求

AWAR及PHS政策均未提及50%致死剂量(LD50)。FDA并不要求采用LD50研究数据以确定毒性水平(联邦公报53:39650-3965l,1988,参见http://iacuc.cwru.edu/policy/ nihpolicies/iracld50.htm)。

观点

有两个问题需要考虑:首先是以死亡作为终点的理由,其次是50%死亡率标准的使用。某些研究以死亡作为终点是必要的,但在这方面发展迅速,需要研究人员和IACUC特别努力以保持对当前文献的了解。研究者通常提出选择死亡作为终点的原因是。尽管有些动物表现出严重的疾病或毒性症状,但是不能判定它们将死亡还是可以恢复。当从临床症状或测试结果能够可靠地预测死亡时,应该利用人道终点代替实验终点。在毒性研究中,死亡标志着“截止”,剂量是致命的,并通过设置50%的标准来“定义”有毒剂量。在传染性疾病、疾病预防及治疗研究中,死亡表示传染病的严重性或治疗失败。通常情况下,这些研究不需对动物进行严密的监测(如啮齿类动物)。如果不是急性发作而是死亡,动物的异常状态将呈现渐进性发展,开始轻度抑郁、缺乏梳理活动(如被毛竖立),最后发展到昏迷和死亡。当临床出现如抽搐、乏力、恶病质、严重呼吸困难等症状,动物表现出痛苦时,应执行安乐死,不允许病情进一步恶化。如前所述。难点在于担心这些动物可能恢复或安乐死过早可能导致研究结果无效。

已有一些建设性的建议提出减少用死亡作为研究终点。在急性毒性研究中,使用严格的50%致死剂量作为一种替代,可以减少60%~70%的动物使用数量[98]。此外,要记住的一点是动物操作或所处环境对一个特定测试的结果产生显著的影响(参见16.43)。这意味着,关注实验室条件、人员培训和动物监测将对实验的有效性起到至关重要的作用。由于啮齿类动物代谢快,寿命相对较短,一般没有详细的健康评估,所以得出因药剂、疾病或其他因素造成死亡的结论可能是错误的,死亡可能是动物虚弱和不能进食而造成的。我们已经认识到,以死亡作为评价的唯一标准实际上已错过了生理学上实际发生的情况。跟踪获取更详细的临床症状或参数有利于获得更好的信息,从而提高对实验的判断力。从事开发新型抗菌剂或抗真菌剂的研究机构已经提出了用于这些研究的动物管理指南。

在某些情况下,根据简单的临床指标,如体温过低,可以准确地预测死亡。然而,许多研究项目并没有可用的、已经过验证的评估标准。在这些情况下,IACUC应仔细评估是否可以在研究的过程中制定标准。在许多情况下,未能制定这些标准可能与对动物观察不足或不仔细有关。另外一种情况是,关键性指标出现了但工作人员不在现场,没有详细地观察到。毫无疑问,PI能够对终点做出改进是他对自己所用的特殊模型进行细心评价后得到的结果。也有可能,即使经过仔细评估也没有取得任何进展,为达到研究目的而必须让动物死亡。然而,IACUC必须要积极主动,要求研究人员去尝试制定非致死性终点,而不能简单地因为死亡是一个明确而又容易评定的标准就允许研究者使用。最后,采用非致死性终点使采集血液和组织样本成为可能,能使研究获得更多的数据,对研究有利。

16.53  一只遗传缺陷的哺乳动物,出生后不久就出现异常但非致死性的状况(如后肢功能障碍)。动物适应得很好,也不需要提供额外的饲养管理或兽医护理。IACUC应把这种情况认作是非疼痛和非痛苦性的(APHIS/AC年度报告中的C类),还是需要减轻的疼痛或痛苦 (APHIS/AC年度报告中的E类)?

观点

这类研究有两种可能的分类,IACUC应判断分别符合哪种情况。在这个例子中,假设动物并不需要额外的饲养管理以弥补肢体残疾带来的影响,也没有任何创伤性损伤和自残的风险。另一个例子是先天性失明或耳聋,虽然经临床检查动物无明显异常也不需要特殊的饲养管理.但会因活动能力不足或感觉缺失而使动物感觉环境枯燥。由此造成一种剥夺性痛苦。另一方面,人们推测,除神经系统检查外,我们无法检测到任何明显的负面影响,因此我们应将这种情况认定为非疼痛或不痛苦的而归为C类。在全面考虑动物年龄及生命周期的所有方面之后,也可能有必要重新考虑分类。

16.54  在16.53的例子中。如果这种异常是因实验操作给成年动物造成的。APHIS/AC的分类是否应该改变?

观点

如果在成年动物中造成这一缺陷,分类可能改变,因为这与动物之前的生活状态有关。与自出生就有缺陷的动物相比,一只突然再也无法看到、听到或活动的动物,可能需要一段时间来适应新的状态,而且动物在此期间会因这种缺陷而感到痛苦。

16.55  猫用于气管插管技术的教学、麻醉、恢复并再次使用。猫可以使用次数和时间间隔是多少?IACUC应如何确定?

观点

不仅限制频率是无益的,而且因重复操作累加而产生疼痛或痛苦的“总和”也只能是一个假设。只要猫在麻醉诱导的保定时间里没有呈现愤怒;对因操作引起的任何疼痛或伤残进行适当处置;保持采食、饮水且生长正常、无临床异常,应该说可以根据需要重复进行这种操作。此外,由于在一个学期的教学中给猫造成的损伤总量可能很小也可能很大,因此在麻醉状态下进行操作至关重要。通常在操作结束后应对猫的喉、口腔或其他创伤进行全面检查。训练猫使其熟悉操作,对猫的良好表现进行奖励或采取环境丰荣等措施可改进猫的福利(应在围栏内群饲而不是单个笼养)。在偶尔使用猫或实施安乐死时,或使用一只新的动物进行操作时,实现福利的优化还是有难度的。

16.56  已知一个研究项目中使用的一种药物会导致震颤或轻微癫痫。每次发作持续约2min。IACUC应将其列为未减轻的痛苦吗?在这个例子中,如果癫痫频繁发生,IACUC应将其归类为未减轻的痛苦吗?

法规要求

AWAR(§2.36,13,7)特别要求,将那些没有使用适当的麻醉、镇痛或镇静药物而引起疼痛和痛苦的操作归类在APHIS/AC年度报告的E类中。

观点

许多药物都对神经系统有轻度的副作用,这些副作用包括癫痫发作,引起人们对使用中动物福利的特别关注。人们普遍认为,癫痫可引起疼痛,尤其是当出现明显的肌肉痉挛时。在癫痫发作导致意识丧失的情况下,尽管我们认定癫痫后的肌肉痉挛可引起轻度或中度的疼痛.并且可能引发饲养在一起的其他动物对癫痫发作表现出焦虑或恐惧,但没有任何证据表明癫痫本身是痛苦的。在APHIS/AC[100]看来,像这样的癫痫发作属于不可减轻的痛苦。

对于其他领域的动物研究,我们不清楚癫痫发作引起疼痛或窘迫的程度。可以说,如果癫痫导致意识丧失且没有因痛苦造成的后遗症,那么不应认为癫痫会产生未减轻的痛苦。相反,如果有充分的理由说明动物在癫痫期间保持清醒,那么应归类为未减轻的痛苦。总之,IAcuc应考虑癫痫的类型,尝试确定保持意识的可能性,并考虑癫痫以后对动物产生影响(如严重的痉挛后引起的肌肉疼痛)的可能性。

16.57  一位PI在开展某一研究项目时声明,一旦发现动物疼痛或痛苦,立即采用过量巴比妥对动物实施安乐死。在这种情形下,IACUC应该将这些动物归类在APHIS/AC年度报告的C类还是D类中?

法规要求

(参见16.6)疼痛和痛苦的定义参见16.1~16.3。

观点

在这个问题上,巴比妥被用于安乐死而不是麻醉,核心问题是观察到疼痛或痛苦开始发生的时间。例如,如果连续观察动物直到它开始呈现轻微或瞬时疼痛或痛苦的最初迹象时立即安乐死,那么这项研究应归为C类。因为C类规定,动物遭受不超过轻微或瞬时的疼痛或痛苦且所举例的疼痛或痛苦没有超出“轻微或短暂”的阶段。实施安乐死这一情况并不能改变APHIS/AC的分类方法而将其归为D类(药物减轻的疼痛或痛苦),因为我们报告给APHIS/AC的是动物所承受的最严重类别的疼痛或痛苦,而在上述情况中,疼痛和痛苦仅是轻微的或瞬时的(C类)。

在现实情况中,我们很少如此仔细地观察动物,观察者(作为另一个例子)每天观察两次,可能注意到在疼痛被注意到之前动物已经承受了12~18h超过轻微的疼痛。如果发生这种情况,观察者注意到了超过轻微的疼痛,因为属于大大超过轻微的或瞬时的未减轻的疼痛或痛苦,所以归为E类是合适的。

最后一个例子,如何考虑使用镇痛药缓解了原本超过轻微或瞬时的疼痛,从而无明显疼痛的动物?答案是D类(使用药物缓解了疼痛或痛苦)。然而,如果动物在给药前已承受了几小时未经缓解的、超过轻微程度的疼痛,则应归在E类,这是因为显著的疼痛或痛苦发生后才使用药物。也就是说,E类是动物实际所经受的最严重疼痛的类别。最终使用药物甚至动物被安乐死这一事实也不能将疼痛分类等级降到D类。如前所述,安乐死或给药时间是适当地确定APHIS/AC分类等级的关键(参见l6.32)。

16.58  IACUC允许未经麻醉就进行心脏穿刺吗?

法规要求

因为血容量过低会引起焦虑。所以心脏穿刺作为通过放血实现安乐死的手段(除非预先麻醉、致晕或镇静)不被AVMA安乐死专业委员会所接受[101]。除非IACUC批准,否则PHS政策(Ⅳ,C,l,g)要求符合AVMA安乐死专业委员会的要求。APHIS/AC政策3指出,安乐死的方法必须符合现行AVMA安乐死专业委员会的报告(参见17.2)。

假设血容量损失很小而不会引起低血容量,那么除安乐死外,还没有关于心脏穿刺技术用于其他方面的规定要求。执行心脏穿刺的人员必须受过专业培训(AWAR§2.3l,d,l,Ⅷ;《原则Ⅷ》;PHS政策Ⅳ,C,l,f)。

观点

我们知道,没有证据表明心脏穿刺用于临床(如采血)或安乐死时注射麻醉药(巴比妥)会引起痛苦。当通过肋间局部麻醉为患者排除心包积液(心包穿刺术)时,在体表形成的穿刺点会引起疼痛,为降低疼痛在肋间插人一根针管,很容易伤及肋间神经,引起剧痛。临床上会在超声心动图和心电图指引下进行心包穿刺术,以防止意外触及胸腔内的其他部位。内脏器官(心肌和心包)受感觉神经支配,对腹胀、炎症或缺血敏感,对针刺不敏感。心脏穿刺也可穿过横膈完成,以这种方式进针,所造成的疼痛不会超过腹腔注射。快速放血会引起心肌缺血,导致中等至重度的疼痛。采集少量血样本身造成痛苦,但触及冠状动脉可导致心包出血或死亡,因此当采集血液样本没有其他方法可用时。才可使用直接心脏穿刺。如果研究者准备在不麻醉或不镇静的情况下使用这种技术收集动物血液样本,那么需要说明穿刺路径和理由。

调查

你单位的IACUC是否允许不经麻醉的心脏穿刺操作吗?

    ● 不适用,因为我们不做心脏穿刺        24/158

    ● 允许,如果研究者要求,不需要说明理由        10/158

    ● 允许,如果研究者要求,但需要说明这样做的科学理由        17/158

    ● 不允许        106/158

    ● 其他        l/158

16.59  “催眠"适用于兔在疼痛操作下的保定吗?

观点

催眠状态是描述不动、反应迟钝等状态中的一种,在许多动物中均可诱导出来,简称不动应答(immobility response,IR)。IR可通过各种生理和心理操作引发(捕食者的威胁、激烈争斗、胸廓挤压、通过“抓颈背部”保定、仰卧位等)[102]。查阅动物和兔IR研究报告的结果表明,这种应答存在个体差异且与条件反射或性成熟有关[103]。一些种类的动物可能产生阵痛(或提高对伤害性刺激的阈值),但强刺激可以将动物从IR状态唤醒,而且无法预测IR的持续时间[102]。常用的保定技术,如对马使用猛拉或捏拧颈部皮肤的方式,可以使马能够忍受短暂刺激而不动,因此相对于其他更有害或费力的保定方式,该方法更为可取。然而由于不可预见性,不推荐利用诱导IR状态来使动物忍受超过短暂痛苦的操作。此外,那些准备使用IR进行短暂保定的研究者必须清楚,有相当比例的动物不能诱导出IR状态。

王三龙  译   常  在  贺争鸣  校

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