編者:1988 年《實驗動物管理條例》發布實施,在實驗動物工作規范化、法制化管理,保障實驗動物和動物實驗的質量,推動我國科技發展和民生保障等方面發揮了重要作用。特別是在實驗動物標準體系的完善、質量檢測網絡的建設、質量檢測機構能力的提升、質量檢測技術的研究、質量檢測工作的展開等方面,取得了長足的進步與發展。
質量管理是實驗動物管理的核心和切入點。在質量管理方面,標準是依法管理的科學依據,許可證制度是依法管理的主要措施,而質量監測則是標準能夠得以落實、許可證制度得以實施的技術支撐條件保障。建立實驗動物質量監測網絡,依法開展實驗動物質量檢測,為科學監管提供依據。
為此,借“科技資訊”之窗,陸續介紹我國實驗動物質量檢測與評價領域所開展的工作及取得的成果。
實驗動物病理學檢測與實施成果
楊利峰,周向梅,趙德明*
中國農業大學動物醫學院,北京,100193
實驗動物是生物醫藥發展不可或缺的重要“基石”與“工具”,實驗動物的質量密切關系到科學實驗結果的可靠性、準確性及相關產品使用的安全性。因此,對實驗動物進行嚴格的質量控制勢在必行。而動物病理學是動物疾病診斷的“金標準”,因此,病理學檢查是實驗動物質量控制不可或缺的手段,通過對動物臨床病理學、大體病理學和組織病理學的檢查,能夠對實驗動物的健康狀況有一個系統而全面的認識,也為規范實驗動物的管理和保障實驗動物的質量提供重要的依據。
一、病理學檢查在實驗動物質量評價中的地位和作用
實驗動物獸醫在實驗動物的疾病診療、種群繁育、研究設計、動物福利等方面發揮著極其重要的作用[1]。獸醫病理學是獸醫學的重要分支,是具有獸醫臨床性質的基礎學科,它既可作為獸醫基礎理論學科為臨床醫學奠定堅實的基礎,又可作為應用學科直接參與動物疾病的診斷和防治。因此,獸醫病理學是連接基礎獸醫學與臨床獸醫學的橋梁。而病理學檢查是判斷動物健康與否的“金標準”,利用病理學檢查等方法,由組織器官的病理學變化最直接、最明確的反映動物的健康狀況。特別是當動物由于一些不確定的因素,如冷熱應激、環境氣候變化、飼喂管理不當、甚至不慎接觸有毒有害物質等,可能會引起動物“亞健康”狀態,從外觀無法辨識, 其他檢測方法也很難發現,而只有通過病理學檢查才能發現其中可能的原因。 “亞健康”作為健康與疾病的中間狀態[2],應及時發現,并予以干預治療,否則可能會導致嚴重的疾病后果。如影響動物的生殖或生長速度、降低動物免疫力、動物質量等。特別對于實驗動物而言,處于“亞健康”狀態的動物,很可能干擾科學實驗, 直接影響結果的準確性。因此,通過病理學檢查,對實驗動物健康狀況進行監測,是評價實驗動物質量,保障實驗動物健康必不可少的重要環節。而實驗動物資源建設和質量標準化與科技創新、社會經濟發展和人類健康密切相關[3],因此,病理學在實驗動物質量監測中的應用與發展具有重要意義。
二、病理學標準的研究與發布實施
病理學在動物質量控制和評價中發揮著關鍵作用,在北京市實驗動物協會、北京市實驗動物管理辦公室等帶領下,在多位病理學專家的共同努力下,在全國率先開展了實驗動物病理學診斷技術規范的研究工作。目前, 已經頒布實施的北京市實驗動物病理學標準包括:DB11/T 828.4-2011 實驗用小型豬 第 4 部分:病理學診斷規范;DB11/T 1053.4—2013,實驗用魚第4部分:病理學診斷規范; DB11/T 1462.1-2017,實驗動物病理學診斷規范 第 1 部分:實驗用豬; DB11/T 1462.2-2017,實驗動物 病理學診斷規范 第2部分:實驗用牛; DB11/T 1462.3-2017,實驗動物 病理學診斷規范 第3部分:實驗用羊;DB11/T 1462.4-2018,實驗動物 病理學診斷規范 第4部分:實驗用狨猴;DB11/T 1462.5-2018,實驗動物 病理學診斷規范 第5部分:實驗用長爪沙鼠等。還有實驗用雞、鴨、鵝、鴿等病理學診斷規范也正在研究制定,即將陸續發布。實驗動物病理學標準的陸續頒布和實施使用,將為北京地區各種實驗動物質量的控制和健康評價提供重要的依據和指導,為提高實驗動物品質進而保障動物實驗結果的科學性、可靠性、穩定性發揮重要作用。同時,北京市實驗動物病理學標準的制定也將起到引領和示范作用,為全國和其他省市實驗動物的監督管理工作提供參考。
三、實驗動物病理學檢測的實施與成效
從 2009 年開始,北京地區實驗動物質量檢測中納入了病理學的檢測,主要由中國農業大學動物醫學院獸醫病理學專業的老師及技術人員負責完成。一年兩次檢查,以大鼠、小鼠、豚鼠、金黃地鼠等嚙齒類動物為抽檢對象,首先,剖檢待檢動物,觀察各臟器有無異常,若發現大體病變,則拍照并詳細記錄;之后,采集動物的心臟、肝臟、脾臟、腎臟、大腸和小腸,經石蠟切片、HE 染色、冰凍切片、油紅 O 染色、PAS 染色及免疫組化等方法,在顯微鏡下觀察組織結構特點和細胞病變特征,對發現的病變進行病理學描述,并結合微生物、寄生蟲等檢測結果以及動物飼養管理制度等進行綜合診斷。最后,出具病理檢測報告,對嚙齒類實驗動物的整體健康狀況做出分析與評價,根據檢測結果梳理病變發生的可能原因并提出建議。
在歷經 9 年的檢測過程中,我們也陸續發現了送檢實驗動物不同組織臟器的病變。如,肝細胞脂肪變性、肝細胞糖原沉積、肝臟局灶性或彌漫性壞死、脾臟出血、間質性腎炎、嗜酸性粒細胞性腸炎(可見腸道寄生蟲)、增生性心包炎、嗜酸性粒細胞性心肌炎、間質性肺炎、肉芽腫性肺炎、支氣管肺炎等[4,5,6,7,8,9,10,11,12]。從 2009 年到 2017 年的數據整體結果對比顯示,大、小鼠肝臟病變率(脂變、局灶或彌漫性壞死等)確有明顯下降趨勢,但豚鼠、金黃地鼠肝臟病變率仍相對較高,各種嚙齒了實驗動物腎臟病變(間質性腎炎、蛋白管型等)、腸道(炎癥、寄生蟲)、肺臟(間質性肺炎、支氣管肺炎、肉芽腫性肺炎)、心臟(心包炎、心肌局灶性壞死) 仍然時有發生。每一次病理檢測,我們都系統的分析整理,采集病變圖片,用規范的病理學術語對檢出的病變進行描述;用統計學方法對病變的情況進行分類統計;對應送檢編號告知送檢單位出現的問題;分析討論病變可能的原因并給予建議。我們發現,肝細胞腫脹主要以脂肪變性和糖原沉積為主,這可能與長期的飼料營養成分有關,而各送檢單位均使用目前市場上商品化飼料,可見其原料質量及配方有待規范;秋冬季低溫影響同樣不容忽視,在低溫環境下動物能量代謝加強,需要通過增加采食量來維持熱平衡,如果飼料供應不足,同樣會引起營養不良和抗病力下降,飼料充足又易造成脂肪沉積,故應注意優化飼喂次數及進食量;腎臟管型及腎炎等病變可能與代謝或接觸有害物質有關,應注意飼料、飲水、墊料等是否有污染;肺臟間質性肺炎、支氣管肺炎及肉芽腫性肺炎等重點要考慮飼養環境空氣是否達標等因素;腸道所見嗜酸性粒細胞腸炎及蟲體結構則多與寄生蟲感染有關。針對檢測的結果,我們也會及時提出一些合理化的建議,并告知出現問題的送檢單位。同時, 在下一年度的監測中,也進行了追溯對比分析,有的單位在接受建議并完善、調整管理制度后,動物健康狀況確實得到了明顯改觀。
四、“獸醫病理師”在實驗動物病理學檢測中的作用
實驗動物病理學診斷規范的執行應由病理學專業人員實施,從對實驗動物外觀的檢查、血液學、生化指標的檢測到動物的剖檢、組織器官制片、組織病理學觀察、結果判定等一系列病理學檢查,均需要具有獸醫病理學專業背景知識和技能的人員完成,而且檢測完畢后,病理學專業技術人員需要出具病理診斷報告并在報告上簽字確認。因此,病理學從業人員的規范在實驗動物病理學檢測中至關重要。2018 年 10 月 23 日,中國獸醫協會正式宣布成立“獸醫病理師分會”,這一舉措,將為獸醫病理學人才隊伍的培養、繼續教育活動的開展、從業人員的規范、病理學標準體系的建設等搭建了重要的平臺。“獸醫病理師”的推出,不僅是行業自律的基本體現,更是推動獸醫病理學發展,加強病理學在動物臨床診斷或健康評價中服務的關鍵舉措。對于實驗動物病理學檢測,應由“獸醫病理師”執行并出具病理學診斷報告,以保證檢測過程的科學性、規范性、準確性。因此,負責病理學檢測的相關單位應重視人才隊伍的培養,積極組織參加病理學專業技能培訓和診斷交流活動, 不斷提高綜合診斷水平,積累豐富的診斷經驗,以更好的服務于實驗動物的病理學監測。
五、推動我國實驗動物病理學評價體系的建設與運行的意義
中國的生物醫藥行業正在飛速發展,實驗動物作為生命科學發展的重要基石和必備工具發揮著舉足輕重的作用。而實驗動物的品質不僅代表著一個國家開展生命科學研究的能力,更體現著這個國家生物醫藥發展的水平,決定著人類醫學發展的方向!未來,實驗動物將始終在國家戰略式發展,社會文明進步中扮演著重要角色, 始終與人類生命健康、社會和諧發展息息相關。
因此,作為實驗動物管理工作者、作為實驗動物獸醫,我們責無旁貸,要為我國實驗動物的飼養管理方案、健康評價體系的不斷完善提出建議,提供策略,保障高品質實驗動物的生產。而實驗動物病理學作為檢驗動物質量的關鍵指標,能夠最真實、最明確的反應動物的健康狀況, 無論是微生物、寄生蟲等病原的感染,還是應激、營養失衡、飼養環境不良等問題的出現,病理學技術人員均可通過病理學檢測方法提供最可靠、最權威的“證據”。從診斷結果分析原因、機理、致病因素等,進而為實驗動物疾病監測、環境管理、飼料配方、遺傳背景等提供最具價值的參考依據。因此,實驗動物病理學檢測是動物健康評價體系中的必備環節,如何加強和提高病理學檢測的效率與準確性應從如下三方面入手:
(一)根據不同類型實驗動物的特點,以科學性、標準性、可操作性為指導原則,制定相對應的病理學診斷規范。
(二) 在全國實驗動物健康監測體系中納入病理學檢測,推行病理學診斷規范,以期為我國實驗動物的品質監控保駕護航。
(三)“獸醫病理師”具備病理學從業人員技能的基本要求,因此,實驗動物病理學檢測及病理報告的出具,應有“獸醫病理師”完成。
為了更好的為我國生命科學技術的發展服務,應該逐步完善實驗動物質量控制檢測技術標準,與國際水平接軌,突顯獸醫病理學在監測體系中的作用與地位,全面推進實驗動物監管體系創新,提升實驗動物科技工作對生命科學領域研究與創新的支撐能力和服務水平。
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