实验动物的种群监测

虽然商业化繁育的多数啮齿动物、部分兔类，以及少量犬、猫和非人灵长类（NHP）能够采购到无特定传染性病原体（SPF）个体，但仍必须对设施内常驻动物种群实施自发性疾病监测。研究人员应能便捷获取其实验动物的健康状况信息，并在动物健康状态发生改变或出现疾病暴发时立即收到预警。

动物研究设施采用基于风险的监测模式。如果疫苗接种可能会干扰实验结果（例如在免疫学或代谢研究中），无特定病原体 (SPF) 动物可不予接种，而是通过生物安全隔离措施进行保护。如果存在暴露风险（如人员流动、教学使用、动物转运或种群混合），或出于法律要求（如狂犬病疫苗），则需对动物进行疫苗接种，并将相关情况记录在健康档案或 IACUC 文件中。

除了监测传染病外，质量保证方案还应监测动物的遗传完整性，特别是对于在研究设施内繁育和保种的近交系小鼠。此外，该方案还应监测可能影响种群健康的环境因素（如饲料、水和垫料的质量；卫生方案的有效性；空气处理与空气质量；光照；噪音等）。

种群健康监测包含一套明确的方案：对设施内各饲养单元动物进行定期的体格检查和实验室检测，同时建立发病率和死亡率报告系统，以便及时发现潜在问题。对种群内的疾病、死亡以及异常的实验结果进行彻底调查，是该方案不可或缺的重要组成部分。相关数据请参阅生理参考数据、青春期起始年龄与繁育寿命及雌性动物生殖周期表格。

尽管某些基本原则普遍适用，但必须为设施内饲养的每种动物专门制定健康监测方案。例如，所有 NHP 在抵达时通常都需要进行隔离检疫。应对其进行体格检查、结核菌素试验（标准为使用哺乳动物旧结核菌素进行皮内眼睑测试）、X 光片检查，以及基线血液学和其他临床病理学检测。

基于免疫的血清学检测是结核病筛查的替代或补充手段，因为根据 NHP 物种和期望的病原体状态，还需要监测B 病毒（也称猕猴疱疹病毒 1 型、长尾猴疱疹病毒 1 型和猴疱疹病毒）、猴逆转录病毒及其他病原体。

截至本文撰写时，针对 NHP 的最佳实践包括：结合使用基于 PCR 的分子检测与血清学检测，以检测关键的病毒和细菌病原体。筛查组合通常包括猴免疫缺陷病毒 (SIV)、猴 T 细胞白血病病毒 (STLV)、猴泡沫病毒，以及志贺氏菌属 (Shigella spp)、沙门氏菌属 (Salmonella spp) 和致病性大肠杆菌 (Escherichia coli) 等肠道病原体。行为条件反射技术正被越来越多地用于减轻动物应激，并改善样本（如血液、尿液）的采集方式。鉴于某些传染性病原体具有人畜共患潜力，各机构也更加强调严格使用个人防护装备和生物安全措施。

只有在确定了 NHP 的健康状况及其对研究的适用性之后，才能将其解除隔离。此外，应定期对 NHP 进行健康监测筛查，每次筛查均包含规定的检测项目。根据种群和研究的性质及价值，筛查频率可从每季度一次到每半年或每年一次不等。

对于设施内维持的大鼠和小鼠种群，疾病监测方案可包含以下部分或全部内容：

• 供应商监测

• 检疫隔离评估

• 研究期间的持续临床和剖检评估

• 环境采样与活体哨兵动物方案相结合

• 研究结束时评估

此外，所有用于动物传代的可移植肿瘤、细胞或其他生物接种物，均应进行小鼠和人畜共患病原体筛查，或者在接收这些材料的动物中采取适当的种群管理隔离措施。现行指南强调，在转移所有生物材料之前，应使用基于 PCR 的病原体筛查和支原体检测组合。 

有时存在合理需求，需从资质不明的来源获取动物，例如其他实验室自建繁育种群、或是其他背景信息缺失的动物来源，这类引种行为会给场内种群健康带来重大隐患。各机构在接收此类动物前，日益普遍地要求签订材料转移协议 (MTA) 并提供健康状况证明。 

可移植肿瘤、其他生物材料或非商业动物来源中存在的传染性病原体，可能对场内原有种群和人员构成严重威胁。对于从非商业来源获得的珍贵啮齿动物品系，建议采用增强的屏障方案，并通过胚胎移植或剖腹产技术重新净化种群。

正确使用带过滤顶盖的笼具技术可阻止病原体在啮齿动物种群内的笼间传播，从而最大限度地减少地方性疾病的传播，并保护未感染动物免受流行病侵袭。但同时，带过滤顶盖的笼具也给健康监测方案带来了挑战。由于大多数啮齿动物疾病无明显临床症状，且实验用啮齿动物周转量大、流动规律难以预判，因此传统健康监测标准建立在如下前提之上：病原体通过受污染的垫料传播给哨兵动物，随后通过检测哨兵动物进行多种病原体的检测。这种间接暴露方式对于检测许多细菌病原体、通过真正气溶胶传播的病原体以及毛螨而言效果欠佳。 

目前的趋势倾向于采用直接环境采样（如排气粉尘 PCR 检测和笼具表面拭子），替代传统垫料哨兵动物法，以实现更灵敏、更及时的病原体检测。间歇性排出的病原体、仅有单一短暂排出期的病原体、需要高剂量才具感染性的病原体，以及在环境中不稳定的病原体均很难通过污染垫料检出。

在带过滤顶盖的笼具普及前，开放式笼具中的专用哨兵动物很容易暴露于种群中患病动物排出的空气传播污染物颗粒与真正的气溶胶。如果哨兵动物的年龄或遗传背景使其对某些感染具有相对抵抗力，哨兵动物本身也可能成为混淆因素。在高屏障设施中，无哨兵动物监测策略和整合健康指标的数字化仪表盘正得到广泛采用。对于水生系统中的小型鱼类，集水槽可提供有用的健康监测信息。

当前研究用啮齿动物（尤其是小鼠）健康面临的主要挑战，包括感染或寄生于种群的诺如病毒、细小病毒、螺杆菌属 (Helicobacter spp)、蛲虫和毛螨。这些病原体会干扰生物学过程，并可能造成实验数据变异。在很大程度上，人们认为这些病原体连同小鼠肝炎病毒，主要是通过机构之间交换具有独特基因型的活体小鼠而进入研究种群的。隔离检疫方案无法可靠地检测和排除这些病原体，进一步加剧了该防控难题。然而，大量令人信服的轶事证据表明，未经灭菌的饲料可能是部分病原体（如小鼠细小病毒）的引入来源。

其中，鼠诺如病毒是实验小鼠种群中最普遍的病毒。该病毒于 2003 年被正式报道，但在此之前，它很可能已在实验小鼠种群中存在了数十年之久。而鼠细小病毒的明确发现时间则比其早 10 年。目前仍不断检出新型病原体，例如鼠肾细小病毒和鼠星状病毒。这些病原体在免疫功能正常的小鼠中通常引起亚临床感染，但在免疫缺陷小鼠中可能引发疾病或产生未知影响。

不同机构甚至同一设施的不同房间之间，感染情况可能存在差异，因此需要开展更具针对性的局部健康评估。随着下一代测序技术以及非靶向鸟枪法宏基因组分析的日益普及，研究人员能够检测并鉴定啮齿动物种群中既往未被记录的微生物病原体。这些方法能够实现高分辨率的微生物群落分析，有助于检测可能干扰实验结果的微生物组变化、潜伏性感染并促进新病毒的发现，即便是在无特定病原体种群中也可精准筛查。

随着高度免疫抑制型实验小鼠的广泛使用，由牛棒状杆菌 (Corynebacterium bovis) 引起的发病率和死亡率出现了回升。牛棒状杆菌可在免疫缺陷小鼠中引发严重的皮肤病，包括脱毛和角化过度；该菌可通过污染物、气溶胶和直接接触传播，因此采取严格的生物安全措施至关重要。这种细菌以及某些无包膜病毒（如鼠诺如病毒和细小病毒）可在健康小鼠体内长期存在，并在环境中保持传染性长达数月，这使得这类病原体即使在采用过滤顶盖笼具系统的种群中也能轻易存活。

通过体外受精进行胚胎移植，或是采用更传统的剖腹产手术，是排除病原体的重要工具；然而，这也可能导致遗传多样性和微生物组多样性收窄，进而对许多生物学过程、行为以及实验的可重复性产生深远影响。原生微生物群缺失可能会影响免疫系统的发育和代谢表型。旨在恢复微生物组复杂性的策略（例如将胚胎移植到具有特定微生物群落的代孕母鼠体内）在种群管理中正受到越来越多的关注。