为实验而生的动物们:国研院实验动物中心专访

 新闻资讯     |      2019-09-06 19:22

为了圆人类的太空探索梦, 1957 年苏联将狗狗「莱卡」放在太空舱中,测试它对太空环境的耐受度,结果狗儿在进入太空后不久就中暑死亡。

在今年四月中国科学家将人类大脑发育基因植入恆河猴的脑部,试图解开人脑的思考奥秘,但这个研究饱受各界质疑。生物伦理学家 Jacqueline Glover 更表示「不该创造一个在任何情况下都没有生命意义的活体」。

讲到动物实验,你想到的是否都是以上的有伦理争议的实验?甚至浮现画面,在苍白的实验室中、惊惶的小鼠逃窜……事实上,在越来越强调动物权利的现代,我们对于保障动物福利的要求已经越来越严格。那么如何确保动物在实验过程中不会承受过多苦痛?尊重实验动物的福祉呢?这是个重要的问题。

国研院动物中心台北中心刚刚迁入的国家生技园区实验动物中心大楼依山傍水,是全世界少数绿建筑形式的实验动物房。(照片提供:国研院动物中心)

本次我们专访了今年刚刚新居落成的国家生技研究园区实验动物中心,来一起看看,在第一线「养动物」的国研院动物中心,如何兼顾实验需求与动物福祉吧!

要健康快乐实验才可靠:实验动物的五项基本权利

目前国际在动物实验的进行与饲养皆有共识,以实验动物经典书籍《人道实验技术之原则》(The Principles of Humane Experimental Technique)为準绳,农委会在 1998 年订定《动物保护法》。国研院动物中心饲育实验动物与开发基因改造鼠,为生技与医药研究奠下基础,并以推动台湾实验动物福祉与教育努力。

国研院动物中心主任余俊强博士表示,让动物身心健康,实验结果才会可靠。目前国际上的共识,必须保障实验动物五项基本权(5F):

  1. 充足的食物和水(Freedom from Hunger and Thirst)
  2. 安稳的栖息空间(Freedom from Discomfort)
  3. 自由的表现本能(Freedom to Express Normal Behaviour)
  4. 放鬆的无忧生活(Freedom from Fear and Distress)
  5. 即时的医疗照顾(Freedom from Pain,Injury or Disease)

5F 与动物的生活品质息息相关,简言之,饲养需考量到动物的「食、住、行、育、乐」。在居住空间上,每种体型的动物都有适当的生活空间,并有同伴一起住维持群居的特性。以掌心大小的小白鼠来说,牠们是住在鞋盒大小的饲育笼内,最多有五只小鼠同伴当室友。

国研院动物中心目前的设计,每个饲育笼就如同一间间套房,除了饮水器、食物槽、吸湿的垫料外,还有「独立空调」,能长年维持摄氏 22 度、湿度 50% 的恆定环境。动物房内对于照明、开关灯时间、噪音控制也有要求,确保动物能安稳的生活,也助于动物的繁殖。

维持动物房稳定并不是容易之事,需设置许多备援系统。国研院动物中心企划推广组组长秦咸静博士表示,新的台北动物中心虽在今年一月完工,但为了测试系统对防水、防震与停电的应变就花了六个月,直至最近才将动物移过去,正式启用设施。她说:「动物中心的系统绝对不能出错,一出大错就可能造成小动物的牺牲。」

在基础设施完备下,国研院动物中心也準备玩具,如:提供棉花让小鼠做小窝、给予木棒让大鼠磨牙。对于胆小的动物,如:天竺鼠、兔子,则会播音乐让牠们习惯有声音的环境,尽可能满足其本性,避免动物无聊到在笼子绕圈圈。

大鼠们大口吃饲料的样子(已融化)照片提供:国研院动物中心

每天国研院动物中心的人员也会值班,视察每只动物的状况。一发现动物不理毛、伤口癒合慢,出现违反动物常态的行为,便会请兽医来帮动物检查,确保动物的身心健康。

动物房内最「髒」的是人类

「动物房内最髒的就是人类!」秦咸静博士解释,人类身上常带有机会性病源,机会性病源不是什么厉害的角色,大都是在你免疫力弱时,对你发动攻击让你长口角疱疹、痘子;但为了动物的健康,人类进入动物房需要「灭菌」。

台北中心的动物房设计分为两个隔离区,一是动物饲养区,二是备料区,準备动物食材与用品区。动物饲养区的要求比较高,工作人员需要洗澡,换掉内衣裤和衣服才能进动物房,实验做到一半去厕所后,就要再洗澡进去。由于来回进出相当麻烦,工作人员常一进房就待上半天,相当辛苦呢!

所有小动物要进动物房前,要在外面的保温箱内做检疫,确认没问题才能进去。动物房设计为「正压」房,也是为了降低病菌流入。

动物备料区的要求则没那么高,工作人员吹尘就可以进去,这区主要是协助动物笼具的清洗,还有实验设备的消毒,工作人员大约一週为动物换笼一次。

国研院动物中心饲育环境的平面图,进入蓝色区域的动物饲养区前,工作人员需要洗澡换装,而黄色灭菌区则是动物食材準备区,工作人员进入仅需要吹尘。(图/简钰璇拍摄)

此外,细看动物房内装潢,可发现地板相当光滑、一点接缝都没有,这是为了避免细菌滋生。动物房天花板上的灯是不能在动物房内直接更换,工程人员必须走动物房上方的特别设计的「猫道」,由上而下换灯管。这样的设计让一般的检修建筑无需进入动物房,降低动物暴露在病菌中的机会。

饲养小鼠的动物房内地板光滑,没有任何接缝,避免积灰尘。
(图/国研院动物中心提供)

台北中心动物房的模型示意图,可以发现动物房分两层,有点类似楼中楼的设计,一层是饲育动物的区域,二层则是猫道,是让维修人员走的,方便由上而下进行设备维修。(图/简钰璇拍摄)

老鼠房内大都是木屑垫料的味道,一点都不臭呢!动物房内的空调系统,会高空排放动物房的气体,所以国研院动物中心外什么味道都没有,而外面的气体进入也要层层过滤。

工作人员每天都会巡房、纪录,确保每只老鼠的状况,图为母鼠哺育幼鼠的情况。(照片提供/国研院动物中心)

人道实验三原则:替代、减量、精緻化

许多人在高中生物课都有解剖青蛙的经验,留下了动物实验人人可以执行的印象。但其实,目前依据《动物保护法》规定,高中以下学校不得进行课纲外足以使动物受伤害或死亡的教学,而为研究所执行的动物实验,更是需要经过审核才可以执行。

实际上执行动物实验的规划,必须符合人道实验的 3R 原则:替代(Replacement)、减量(Reduction)、精緻化(Refinement)。

  • 替代(Replacement)分为直接或间接替代。直接替代就是不要做动物实验,除了医学和研究等必要实验外,许多实验是有替代方案,像是化妆品能用体外培养的皮肤细胞来做敏感测试,测试功效的保健食品也可用人类做实验。间接替代则是使用「更有效率的方式」来做实验,余俊强表示,以往都用一般鼠来做实验,但实验效果未必反映在人身上,因此,国研院动物中心开发「拟人鼠」,藉由移植人类基因或特定癌细胞到老鼠上,让实验能对症下药,使得动物的牺牲更有价值。

拟人鼠是国研院动物中心用心开发的结晶,能大幅提升药物实验的品质,并减少一般小鼠的实验牺牲数量。(照片提供/国研院动物中心)

  • 减量(Reduction)顾名思义就是减少实验动物的使用,每年台湾约有 100 万只动物为实验奉献,以往为了减少实验成本,国研院动物中心会希望量产小鼠,但这造成实验的浪费,现行则依客户的实验数量再生产小鼠。此外,国研院动物中心同仁也是许多大学动物实验委员会的委员,审核实验动物的合理数量。
  • 精緻化(Refinement)强调动物实验进行的品质,如果实验者技术好,动物在抽血和缝合时所承受的痛苦就少一点。今年国研院动物中心将打针、抽血等七项核心实验技术编成课程,提升研究者的实验技巧。

秦咸静博士与国研院动物中心同仁经常到校园推广动物福祉,希望从小教育孩子尊重生命。(照片提供/国研院动物中心)

规划实验不能只考虑到结果,还要重视动物权

实验过程中动物难免会不舒服,就像人生病去医院打针、治疗,可能产生副作用或疼痛一样,因此确保动物实验的终止时间,及早人道介入缓解动物痛苦,就非常重要。

以癌症的药物测试为例,研究人员会将人的肿瘤细胞移植到小鼠的皮下细胞,并分成三组:一组投以有效药物、一组为测试药、另一组不治疗。可想而知,不治疗或测试药的小鼠可能因肿瘤长大,而承受相当的痛苦。

图为研究人员取动物血清进行生化分析(照片提供:国研院动物中心)

「动物实验时不能只考量实验结果、便利性,还要重视动物权!」秦博士表示,对动物伤害越大的实验,实验审查就会更严格,研究者必须指出实验过程中动物可能发生的症状,包含:非预期的副作用,并明确说明人道介入的时间点。

人道介入的时间通常是实验足以影响动物的正常生活时,例如:肿瘤超过一公分让小鼠无法行走、小鼠腹痛蜷缩在角落、伤口癒合不佳等。此时研究者就要介入,并终止让小鼠继续实验。

安乐死是人道介入的方式之一,秦博士说:「很多人会觉得牺牲小鼠很残忍,但若将小鼠救活后也不能送养或做二次实验,因此由实验动物角度来看,最快结束痛苦才是最好的结局。」

建立人道动物实验文化

余俊强博士表示,实验人道守则除了 3R 外,还应该外加 1 R: responsibility。在动物福祉的维护上,国研院动物中心的所有同仁,包括司机、厂务都扮演了重要角色。他笑道,国研院动物中心的就连司机在运送过程中也需要对动物给予以无微不至的照顾,选在夜间开车、车速平稳,尽可能不惊扰动物。

余俊强博士期许人道实验的精神能内化在国研院动物中心的同仁心中,中心因此特地比照兽医、医生的宣誓,拟出「动物实验人员宣誓誓词」让研究人员公开表白,为实验动物福祉努力的决心。

国研院动物中心主任余俊强认为,建立人道实验精神与文化是动物中心的使命之一。图/简钰璇摄影。

秦咸静博士表示,她之前也想过可不可以不做动物实验,但现阶段动物实验仍有必要性,她认为国研院动物中心的同仁是最顾及动物、实验技巧优异的一群,如果他们不做,那么还有谁能胜任呢?她勉励自己和同仁继续为动物与人类医学努力。

也许将来,全器官的支持系统完成,小鼠就不用再为人类牺牲了。(图/国研院动物中心提供)

近年国研院动物中心致力向各大专院校、生技公司宣导这些原则,配合今年台北动物中心搬迁至国家生技园区内,厂房扩大至 8000 坪,动物中心有更多空间推出新型态的服务。

余俊强博士表示,医疗与生技产业是台湾重要的一块,对实验动物的品质与福祉要求会越来越高。设备良好的动物房搭建成本相当高昂,所以国研院动物中心也开始推出动物房租用、代业主照顾动物与实验等服务,也希望藉此更有效改善台湾所有实验动物的福祉。

我们日常生活中从吃的食品到医病使用的药品,都可能有实验动物的一份贡献。考量人体的生理机制複杂,现今尚无体外全器官支持系统能替代动物做药物测试,因此动物实验仍是医学发展的必要手段。人们的持续关注与努力,才是让人类医药发展过程中尽可能减少苦痛唯一方法。

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