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生物医学研究中动物生物理论研究

[关键词]生物医学;动物实验;生物安全;福利与伦理

动物实验是生物医学科研与教育的基础手段之一,生物医学的每一个重要发展和进步,基本与动物实验有关。在对于新近发生的病变如何采取措施时,动物实验也发挥着至关重要的作用。而实验中动物作为“活的精密仪器”其使用量也在日渐增加。借助于动物实验,人们已经在研究生物医学技术方面做出了巨大成就,而这种成果也对人类文明的发展和进步产生了巨大的推进作用。为进一步落实科学发展观,努力构建和谐社会,加速实施科技创新兴国战略,在实验的研究中,必须了解动物实验中动物的生物安全,动物必须享受到物的福利与伦理[1]。

1实验动物的生物安全问题及防护

在生物医学领域研究中,动物实验是一项存在一定风险的科学活动。实验动物的生物安全风险不仅来自于传统的实验动物技术操作,也包括施加于实验动物的各种现代生物技术[2]。在实验过程中,各类生物危害因素高度密集,加之动物实验的设备、环境条件复杂,人员操作习惯和技术水平参差不齐,经常出现各类不可预见的情况,对生物危害因素的控制难度相对较大[3]。在动物实验中,大量采用了各种实验动物、转基因模型动物和牲畜、禽类等,但普遍存在实验动物的安全管理问题。因此,实验动物的生物安全及相应的防护措施尤为重要。

1.1实验动物的生物安全问题

1.1.1动物性气溶胶动物性气溶胶是指来源于动物的气溶胶,无论是感染性动物实验或非感原动物实验,还是一般的动物饲养和转运,动物性气溶胶是实验动物科学工作中最重要的生物危害来源之一。动物性气溶胶具有广泛传播、不易防范的特点,是研究动物系统内人兽共患病病原、流动传染病病原、感染性动物实验中的实验性病原菌和各种高致病性细菌传染的重要途径[4],也是人类接触动物致敏原的重要途径。

1.1.2意外创伤被实验动物抓咬、顶撞、挤压致伤是人在操作实验动物时常见的受伤原因。意外创伤也常常发生于使用注射器、尖锐的手术器械等进行动物实验的过程中,由于不谨慎、欠熟练或意外而造成操作人员的伤害。动物相互打斗所致的意外创伤,也是动物安全问题的诱因之一[5]。

1.1.3外界生物入侵与意外释放的实验动物实验动物设施是一个相对封闭的场所,并不能彻底杜绝外界各种昆虫和动物的进入,外界生物对设施内的生物安全可构成极大威胁。另一方面,入侵动物如果重新回到外界,也可能将设施内的生物危害向外扩散,如将感染性动物实验设施内的病原微生物带出设施并造成区域性的动物或人群感染,或者是重组DNA的意外释放。而实验动物的意外释放是指由于各种非预期的事件导致实验动物离开其生活的规定范围,包括笼具、饲养室和实验动物设施,从而脱离人的控制。意外释放通常源于动物的逃逸,有时也见于人为释放[6]。

1.1.4废弃物实验动物饲育及实验工作产生的“三废”,即废气、废液和固体废料中含有大量生物危害物质,在设施内积累可危害设施内的环境、动物和操作人员,一旦泄漏到设施外,后果可能不仅是污染环境,还会导致所在地区动物或者人群感染疾病,危及当地的公共卫生和安全[7]。

1.1.5人兽共患病动物是实验室中人兽共患病的主要传染源。目前大约有200多种动物传染病和150多种寄生虫病可通过动物或动物产品直接或间接传染给人类[8]。实验动物设施内发生人兽共患病对工作人员、实验动物都具有严重的危害,可导致感染动物及人的发病、死亡,以及科学研究的中断或失败,病原一旦逸出设施造成外界疾病传播和流行,还将危及公共安全。

1.1.6病原微生物除了200多种人兽共患病和实验性病原体意外感染[9],以及致敏原的干扰,实验动物还可能受到其他的动物传染性疾病的侵袭。实验动物使用过程中的病原微生物风险是一个不容忽视的问题[10]。对实验动物产生特异性的病毒、细菌等感染病原虽然并不能引起人的感染,但是,实验动物并非实验性死亡的主要因素,有时实验动物即使生存下来,也会由于疾病的消耗而虚弱,抵抗力减弱,易感性增高,在各种应激因素的共同作用下,给动物感染暴发流行埋下了隐患,最轻微的后果是带菌、带毒动物对研究观察的干扰。
1.1.7基因修饰动物运用现代模拟生物学技术手段实现基因改造、转移与重构的人体疾病模拟动物,既可能造福于人类的身体健康,又可能对人体健康和海洋生物品种及自然环境造成灾害[11]。特别是如果利用这些模型动物的科技人员并无法确保正确合理的运用技术和科学管理方法,使其逃逸到大自然中,与同类型哺乳动物进行遗传物质的交流与传代,其结果将很难预想。这可能会通过改善动物种类之间的竞争关系,而破坏原始种类生物多样性的天然均衡。

1.2防护措施

1.2.1建立完善的管理体系和制度动物实验企业须建立生物安全理事会和实验动物使用监督管理委员会,进一步完善和落实相关法规、标准,科学管理,规范操作。要建立完善的各项生物安全管理体系,包括实验室备案登记管理制度、实验动物引进、繁殖和运输管理、制定动物实验室操作规程、卫生防疫管理制度、研究废弃物元害化处置机制、突发性重大生物安全事件的紧急预案管理等[12]。

1.2.2抓好日常管理与培训做好实验室生物安全监测工作,做好实验室设备、仪器、安全设备监管与使用,监督消除隐患工作。强化实验室生物安全培训,传播生态安全理念,提高安全意识,包括制定实验室生物安全培训大纲、建立从业人员培训大纲等[13]。

1.2.3加强福利伦理委员会监管伦理委员会对动物实验结果的评审内容,须兼顾科研要求、动物利益、伦理学、生物安全性等方面的内容,对生物的安全性风险也要加以评价[14]。实验动物中心应当设置兽医管理队伍,发挥其在控制、防止和管理实验动物感染,特别是人兽共患病方面的功能及其对实验操作过程的监督作用[15]。

2关注动物的福利和伦理

近年来,动物福利意识和伦理观念越来越受到关注,在实验动物实践中处理好人和动物之间的关系,合理利用实验动物,依据社会的道德标准规范人类的行为是医学研究工作者需要关注的问题。在医学研究中,以动物实验的伦理原则来指导和规范科学研究工作,才能在动物实验中更好地体现实验动物的福利关怀[16]。

2.1实验动物伦理实验动物伦理是指人们对实验哺乳动物报何种看法的问题,也包括了人们对实验动物研究过程的深度反思,实验动物自身价值的分析,以及人们对实验动物道德基础的建立和道德行为标准的探讨。实验动物伦理学是在确保动物实验成果科学和安全的前提下,根据人类的活动对实验动物所产生的负面影响,在动物伦理学方面探究保护动物的重要性。其基本原则即为“3R”原则,包括Reduction(减少)、Replacement(替代)和Refinement(优化)[17]。“3R”原则已经成为生物医学研究中进行动物实验的职业道德标准,并在实际研究工作中得到了广泛的应用,对推动生命科学及其相关学科研究的发展起到了重要的作用,并成为实施实验动物福利伦理的核心[18]。

2.2实验动物福利实验动物福利是指研究动物与其周围环境协调一致的精神与生理完全舒适的状况,分为康乐与福利,前者强调实验动物自身体验到的良好状态,而后者则强调人类对实验动物康乐所采取的积极态度及采取的有效措施。满足动物需要是动物福利的第一宗旨,即使动物在康乐的状况下生活,目前广泛接受的动物福利是“5种”自由[19],分别为拥有不受饥的自由,拥有获取新鲜饮食和空气的自由,拥有生存健康的自由,拥有不受死亡、疾病、伤害、恐吓的自由,拥有能够自由开展所有正常行为的自由[20]。总之,动物伦理是人们赋予动物实验进行时所应遵循的道德准则,动物福利则是人们应该给予实验动物的有利前提条件。

2.3实验动物福利及伦理审查实验动物福利及伦理审查的基本准则是充分考虑动物的利益和研究人员的权益,在综合评估实验动物所受的影响以及合理利用动物需要的基础上,实施科学审计。包括了动物保护法、动物权益、科学伦理、科研需要、生态安全,特别是关于转基因动物伦理问题等各方面内容[21]。坚持了动物保护法原则,严禁无意义地滥养、滥用、滥杀实验动物,也禁止缺乏科研意义和社会价值或不必要的动物实验。

3结语

在生物医学研究领域中,保护实验动物的生物安全,不仅是保护工作人员自身免受感染和防止病原微生物的传播与扩散,还包括保护环境、自然资源和人类赖以生存的自然生态系统。同时也需要人们关注实验动物应该得到的福利待遇,希望人类给予实验动物更多的伦理考虑。

参考文献:

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[2]张永斌,郭学军.高校实验动物与生物安全[J].畜牧与饲料科学,2016,37(2):91-93.

[3]谢忠忱,江轶,黄开胜,等.高校实验动物生物安全管理模式研究[J].实验技术与管理,2020,37(2):1-5.

[4]郑云昊,李菁,陈灏轩,等.生物气溶胶的昨天、今天和明天[J].科学通报,2018,63(10):878-894.

[5]魏强.动物实验中的生物安全问题[J].中国比较医学杂志,2015,25(6):75-78.

[6]李鹏辉,张宗兴,徐新喜.生物安全实验室初级防护设备和废弃物处理设备现状及发展建议[J].医疗卫生装备,2021,42(5):59-65.

[7]李润林,董鹏程,陈靖,等.实验动物废弃物无害化处理的现状和对策[J].中兽医医药杂志,2020,39(6):85-88.

[8]孔琪,夏霞宇,高虹,等.实验动物源人兽共患病防控战略研究[J].中国动物检疫,2017,34(2):38-41.

作者:肖玉伟 陆娜 孙倩 雷建军 张贺 单位:北部战区总医院实验动物科

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