数据
文摘
越来越多的研究中使用的动物福利的担忧,尤其是当这些动物病理学发展。本研究旨在确定动物痛苦的主要来源和评估可能的实施细化措施在实验感染的研究,使用小鼠模型的结核病(TB)作为案例研究。这个选择是基于鼠标的历史相关性研究理解疾病和当前和长期的结核病在全球范围内的影响。分析了文献发表在1997年和2009年之间,关注动物福利影响使用和实现的优化措施来减少这种影响。在这12年期间,我们观察到上升的报道伦理批准的实验。研究分为最严重的比例不过类别不改变明显在研究期间。重要研究的信息参数,如安乐死方法或性的动物,缺席的大量论文。总的来说,这项研究表明,进展在人道的端点在结核病研究中的应用,但潜力相当大的改进。
引用:佛朗哥NH, Correia-Neves M,奥尔森IAS(2012)在研究小鼠肺结核动物福利:评估进步在12年时间里,需要进一步改善。《公共科学图书馆•综合》7 (10):e47723。https://doi.org/10.1371/journal.pone.0047723
编辑器:安吉洛伊佐,科罗拉多州立大学,美国
收到:5月4日,2012;接受:2012年9月14日;发表:2012年10月26日
版权:©2012年佛朗哥et al。这是一个开放分布式根据条Creative Commons归因执照,允许无限制的使用、分配、和繁殖在任何媒介,被认为提供了原作者和来源。
资助:努诺·h·佛朗哥由Fundacao para Ciencia e Tecnologia (SFRH / BD / 38337/2007)。资助者没有参与研究设计、数据收集和分析,决定发表,或准备的手稿。这项工作是由菲德尔基金通过运营竞争力计划-竞争和国家基金通过FCT - Fundacao对位Ciencia e下Tecnologia项目fcomp - 01 - 0124 -菲德尔- 022718 (PEst-C /分/ LA0002/2011。
利益冲突:作者宣称没有利益冲突存在。
介绍
在传染病的研究,动物研究仍然是至关重要的理解免疫系统,以及其他系统,响应病原体,以及开发和测试新的药物和疫苗的候选人。通过与病原微生物实验感染标准化的实验动物,科学家感染的生成模型,可在控制条件下,可以操纵的方式是不可能或道德上不可接受的人类物种在目标。
值得注意的是,生物医学研究与动物本身提供了一个道德困境之间预期的好处给人类和动物造成的潜在危害。三r原则(替代动物实验的替代方法,减少动物数量和细化改善动物福利[1])成为一个科学家,以缓解这一困境的方法通过开发研究方法,减少痛苦和悲伤。然而,使用动物研究仍有争议,与最近的声音也质疑转译成人类有效性[2],[3]。因此,如何将成为进行相关问题的研究从伦理和科学观点。在某个时间点上的研究越来越受到一个关键的挑战公共时,认真对待这些问题至关重要,如果科学界是积极应对需要动物性研究和保留在这件事上公众的信任[4]。
评估动物福利和细化是如何被认为是在感染动物研究,我们进行了一次分析的论文发表在生物医学研究结核病。这种疾病仍然是由于其巨大的全球影响[5],[6],影响其他疾病,如艾滋病、艾滋病病毒感染者以来开发结核病易感性增加。此外,研究结核病也将增加考虑到需要一个)更有效的疫苗比卡介苗(BCG);为更短的治疗策略b);c)对新药应对耐多药结核病的出现;d)定义代理人的保护,和;e)新的诊断测试[7],[8],[9],[10]。我们选择了把重点放在研究使用老鼠(亩骶),这是使用最广泛的物种[11],预计为结核病研究仍然很重要[12],[13]。
第一个潜在的有害的影响实验结核病感染小鼠起源于最初的先天免疫反应,一个阶段持续直到三四周,在此期间杆菌复制指数(如。[14],[15])。在老鼠更加敏感菌株,如影响,129 / Sv / J, CBA, DBA / 2或I /圣[15],[16]——免疫反应无法控制杆状细菌的增长[17]和疾病进展走向死亡,通常由于呼吸衰竭[14],[18]。更多的抗性品系小鼠,获得性免疫反应通常会导致细菌负荷的稳定或缓慢的进化[17],[19],[20],[21]。动物已报告显示没有明显的疾病在这个阶段(如的迹象。[22],[23])。然而,只有系统评估的症候学实验感染结核分枝杆菌报道,急剧上升的体温也伴随着杆状细菌的增长在原发感染,后来在消退[24]。同时,瞬态(约5天)疾病行为报道跟随卡介苗感染,伴有发热和减肥,在老鼠相对耐药菌株[25]。如果不及时治疗,结核分枝杆菌来华的动物达到一个阶段的明显症状的疾病,有明显有害的影响他们的健康和幸福。这个阶段的特点是越来越严重的临床症状,表现在外部通过呼吸窘迫,弯腰驼背的姿势,缺乏梳理[26]不吃或喝,发热和严重恶病质(如。[27])和进步运动功能减退的(“垂死的”)(如无反应的状态。[23])。这样的情况下,动物开发一个日益严重的疾病,最终将导致死亡,实现人性化端点——也就是说,安乐死动物防止不必要的和可以避免的痛苦——是一个重要的改进[28],[29]。
本研究的目的是确定动物痛苦的原因和评估的实施措施改善动物福利的研究用于调查结核病在12年时间里。
结果
结核病的小鼠模型的选择的趋势
文章的数量每年1997年和2009年之间增加了近5倍,被年分布如下:1997年17;1999年41岁;2001年33岁;2003年50;2005年47岁;2007年57;在2009年和80年;共有325篇论文的年(见图1分类过程)。关于基因状态的动物,大多数的研究(71%,整体年)使用葡萄糖修改近交品种。这些(n = 231),单独使用C57BL / 6 44%, 23% BALB / c和4%其他近亲交配的菌株;而其余两个(13%)或使用超过两个近交株(6%)。剩下的研究使用杂交F1(5%)或远系小鼠(6%)。使用转基因(GM)小鼠的研究至少在一个实验小组,85%使用基因敲除小鼠,大多在C57BL / 6(82%)的背景。使用转基因小鼠在研究的时间段(没有明显变化图2一个)。两篇文章(325)没有报告使用的老鼠。
报道基因状态(A)和性别(B)的老鼠实验中使用结核病研究发表在1997年和2009年之间。
性的信息使用的动物并不是34%的文章。在这些文章披露老鼠性(n = 214),绝大多数(77%)报告使用女性(图2 b)。没有发现显著变化性的选择跨年。
气溶胶暴露颠覆了静脉途径感染
文章的比例报告诱导实验结核分枝杆菌通过气溶胶感染风险显著上升(linear-by-linear协会p = 0.002)在1997年和2009年之间(图3一)。使用静脉注射途径——最初最复发的方法——降低(p < 0.001),而linear-by-linear协会使用气管内的路线保持相对稳定的整个分析周期。腹腔内的路线是最不选择而不是报道2003年之后。
感染的路线(s) (A)和安乐死的方法(B)结核病研究报告使用小鼠模型在1997 - 2009。
安乐死的方法很少报道
安乐死的方法是很少报道(图3 b):80%(259/325)的文章省略了这一信息,与年之间没有显著差异。此外,当信息安乐死(66/325),它往往是不完全的,因此难以解释。例如,麻醉过量经常报道没有指示路线,复合或剂量,放血经常被称为没有指示是否在麻醉。在文章报道的安乐死方法,有限公司2窒息是最常见(44%;29/66)方法。
上升趋势报告法规遵从性
到2009年,绝大多数(80%)的文章报道一些类型的法规遵从性:批准国家当局或机构委员会(59%)或符合国家或机构的指导方针(21%)。这与1997年的全景,当只有6%的文章提到机构批准的实验。这代表了一个显著增加报告任何形式的法规遵从性(linear-by-linear协会p < 0.001),以及伦理批准的报告(linear-by-linear协会(p < 0.001)图4一)。
在图一,虚线代表文章宣布伦理批准的总和(钻石),这些报告符合立法或动物保健指南每年(广场)。图B说明了文章的比例归因于严重性级别2、3和4(1级的数量研究-中只有2 325 -是微不足道的,因此没有显示)每年。
大多数研究终止之前动物成为垂死挣扎
大多数的研究分析之前终止受感染动物达到非常严重的发病率(58%,188/325),而其余允许老鼠到达终端阶段,跨年的这一比例无显著变化。在所有的研究中,42%(137/325)分为4级,28%(90/325)被列为3级,2级(96/325)和30%不到1%(2/325)为一级(图4 b)。在研究明确报道伦理批准(123/325),21%(26/123)被分类为2级,30%(37/123),3级4级,46% (59/123)。
近年来增加实施人道的端点
自发的死亡选择端点的66%致命的研究(即。,those conducted on very susceptible mouse strains and presenting rapidly progressive disease; or in more resistant strains with recrudescent disease; n = 165). Reported implementation of humane endpoints in致命的研究往往是高线性线性协会(p = 0.06)在接下来的几年里与第一年相比,分析了16%的致命的研究发表在1997年和2003年之间(12/76)和28%的此类研究发表在2005年和2009年之间(25/89)报告的实施人道的端点(图5一个)。
图中显示了人道的报告实现端点,与这些被分类为视其有效性在防止动物进入濒死的发病率。图B说明了的比例致命的研究(N = 165)分为,或低于4级严重性(因为之前被终止动物达到终端阶段),无论人道的端点被显式地报道。的数量致命的研究分布式每年如下:1997年8;1999年26;2001年18岁;2003年24;在2005年25;2007年26;2009年38。
的比例致命的研究明确报告的实施人道的端点明显高(p = 0.014)文章说法规遵从性(25/82)比那些没有(12/83)。然而,87% (60/70)致命的明确研究伦理审批不过分为四级,他们中的大多数(46/60)允许动物自然死亡,剩下的只有实现人道的端点当动物有非常严重的发病率(即的迹象。(见“垂死的”)图4一)。出于这个原因,人性化的应用程序端点并不总是足够的研究分类下面的严重程度最高的一类。所有的37致命的研究报告的使用人道的端点,只有10分三级。另一方面,如果一个致命的研究计划,这样动物安乐死非常先进的疾病的发作之前,人道的端点不会要求和研究分为三级。由于这个原因,所有的研究致命的模型没有明确提及人道的端点的使用,14%(18/128)被列为三级。图5 b显示的整体比例致命的研究分类,或低于4级,无论报告人道的端点。
其他类型的措施,以减少动物痛苦是很少报道。最常见的是抗生素的管理通过胃内的水或食物而不是药物输送强饲法,每当这届政府路线研究是恰当的。本届政府的路线在14日报道了18篇文章使用抗生素呈现可行的肺部细菌检测不到,而剩下的四个使用日常填喂法。总的来说,药是用于37研究填喂法与时间变量,主要在日常药品管理局方案。27岁还5文章描述肌内免疫接种(大多数在多个肢体),这个过程之前报道麻醉。环境浓缩只有四篇文章报道。
讨论
目前实验结核病小鼠模型的研究分析表明,大多数已发表的研究之前终止动物达到了晚期疾病的进展。在12年时间段,出版物报道伦理批准的比例增加。然而,这些变化没有影响实验的严重性,和相当比例的研究涉及到晚期感染的动物都受到严重影响,甚至允许死于这种疾病。不过越来越多的研究报告法规遵从性的研究表明越来越多的人意识到,科学期刊坚持这些标准的重要性。然而,不一致的研究报告都是根据福利指南进行的,或者是伦理批准,相关改进措施明显缺失或不足时,与道德评价的观点矛盾协议来确保良好的实践在动物性的研究[30]。soon-to-be-enacted 2010/63 /欧盟指令的保护动物用于科学目的强调伦理评估过程作为一种手段促进充分考虑3 rs和减少动物实验的严重程度[31]。这些结果应该因此作为提醒动物福利机构和主管部门,为了使伦理审查过程有一个有意义的积极影响动物福利,它必须确保建议的执行适当的监督是由主管人员。
不能够消除老鼠应变结核分枝杆菌根据实验的持续时间,最终都可能患严重疾病和死亡的疾病进展[14],[15],[32]之前他们自然的平均寿命[33]。动物结核病的研究最重要的改进措施的实施是早些时候端点减少痛苦的持续时间和强度。人道的端点的实现是最常见的细化分析研究、致命的研究及其应用在晚年更频繁。然而,更多的研究应用此细化下半年的分析期间并没有反映在研究分类的总体减少最严重的级别,根据专为本研究开发的规模。随着疾病造成实验感染越来越严重,疾病严重程度分类阶段是一个重要的考虑因素。最严重的级别(四级,研究分类的42%)包括测量研究中,动物的生存和动物经过晚期和死于这种疾病,而且这些研究人员使安乐死的动物发现“垂死的”。后一种方法代表了一种科学的相关改进的动物因为它允许研究人员收集组织立即死后,它避免了动物死于脱水等次要原因。道德这细化措施限制至少最后疾病进展的一部分,它要求研究者建立动物健康和福利评估协议可以用于早期的端点。但随着详细概述了别处[34]垂死的动物的安乐死地址只有一小部分的动物福利问题带来的这种类型的研究,因为它只有避免未减轻的痛苦在垂死的阶段,不久之前死亡。此外,即使在2009年74%的研究涉及到晚期感染没有人道的使用报告的端点。
至于减少实验过程中对动物福利的影响,结果是更加积极。感染的气管内的路线,我们确定为动物福利的问题最多,只有9%的研究中使用,而产气的感染越来越多地应用在研究期间,2009年最循环使用的方法。这是正从动物福利和科学的角度来看,因为它不是一个微创也更现实的路线[11],[23],[35]。增长可能部分是由于实验室获得所需的机器产气的感染,这一装置不仅是昂贵的,还需要额外的安全措施,用于生成结核分枝杆菌气溶胶。
上升趋势的文章发表在1997年和2009年之间小鼠结核表明越来越多的人对这些模型的使用由传染病研究社区。这也表明,无动物模型尚未成为相关的基础和应用研究的实验感染的动物。
研究的优势只使用雌性老鼠的年分析与之前报道偏向雄性动物在生物医学研究[36],[37]。最可能的解释是,研究人员更喜欢长期研究雌性老鼠在雄性老鼠避免内部攻击的问题,这常常导致受伤,需要单独的动物,甚至过早地终止实验。三分之一的文章没有报告性的老鼠被使用,而几乎每一篇文章报道所使用的应变和基因状态的老鼠。这些数据是相当一致的质量调查报告的动物研究[38],35%的文章分析没有透露老鼠性,而所有这些描述所使用的菌株。省略性信息,以及其他参数,可能会导致困难的复制研究[39]。尽管性可能会扮演一个不那么重要的作用在小鼠结核的免疫反应与其他因素相比,它应该仍然被认为是研究结果的解释,因为性别差异对结核病已报告在人类和其他动物(老鼠,看到[40],[41],[42]),建议性生理相关的分枝杆菌的免疫反应[43],[44]。
信息等其他重要的方法论方面的细节处理和程序,安乐死的方法以及实验结果与动物健康状况如体重变化和一般动物健康,很少报道(数据没有显示)。因此,不排除一些研究应用细化措施,没有特别提及他们的出版物。然而在人道的端点的特定情况下,措辞往往选择(“动物死亡”或“动物被发现死”)强烈建议端点确实是自然死亡而不是安乐死。细化和动物卫生信息可能已经排除了空间约束或不被认为是研究的中心议题,但省略这一信息限制纸和可能的值复制和分享有效信息更精确的设计实验[45]。提高标准的动物实验报告已经越来越多的担忧。[46]),新标准的指导方针[47]和“黄金标准出版物清单”,提高质量的动物研究最近提出为了提高实验的重现性,以及促进系统评价[48]。然而这些指导方针,强调人性化的伦理和科学相关性端点,并报告的重要性实施时出版的动物研究。
文章报告指南遵从性或伦理批准的比例显著增加12年期间,2009年,80%的文章包括这样一个参考。这些结果表明越来越关注作者以及裁判和编辑动物研究的伦理问题和确保遵守管理机制的重要性。参考伦理审批更频繁更严重的研究(水平3和4),和最频繁的意想不到的观察认为伦理批准研究严重程度分类是四级可能是这种趋势的产物。虽然它已经表明,伦理委员会审查的主要影响是增加应用程序的优化[49],这并不一定意味着人们不会找到高度侵袭性研究那些经过伦理审批。首先,大多数伦理委员会审查动物危害和潜在的人类受益[50]与动物也会批准严重程序是否科学合理。其次,大多数动物伦理委员会可能会考虑人文的传统应用程序端点终末期的充分细化实验,尽管我们会质疑这项措施在减少动物痛苦的效率[34]。
材料和方法
数据检索
我们在小鼠模型的分析文章结核分枝杆菌感染发表在1997年至2009年之间,第一年与许多期刊提供数字访问的日期与最近的全文,最后一个完整的日历年度的《材料是可用的(不受仅限禁运)数据检索的时间。获得可控的样本大小代表完整的一段时间,每隔一年的文章(我e 1997、1999、2001、2003、2005、2007、2009)检索。这个搜索是2011年10月通过应用执行查询TS =((鼠标或老鼠)相同的肺结核)和PY =(1997或1999或2001或2003或2005或2007或2009)在高级搜索选项ISI科学网络®数据库(4.1版本,不再可访问)。搜索结果是精制排除文章在除英语之外的其他语言,程序文件,编辑材料,会议摘要、评论和修正文件。我们筛选剩下的文章只选择那些报告实际感染的老鼠结核分枝杆菌,因此不包括研究人类或其他动物模型,或在体外研究和与其他分枝杆菌感染(图1)。
对于每一篇文章,报道小鼠基因型信息,使用的菌株,感染途径、接种体大小、协议批准,住房条件和安乐死的方法检索,以及补充动物健康状况信息,重量差异和程序和相当大的动物福利的影响(如每日填喂法、辐射、潜在的创伤性血液取样,拦路贼注入,多个肌内注射或气管内的滴剂)和疾病进展阶段的安乐死。
评估严重性的实验
在表1我们简要描述最相关的实验过程中对动物福利的影响,以及提出的主要福利问题活动性疾病的表现。
个人研究的严重程度分类根据4层范围内(表2)特别设计了在这项研究中,4级是最严重的。欧盟指令2010/63 /(附件八)定义了严重程度是“取决于程度的痛苦,痛苦,痛苦或持久的伤害将经历一个动物”[31]。为了这项研究中,严重程度的分类主要是根据疾病的动物被允许达到的阶段,因此考虑累积痛苦经历动物进行性疾病的结果。此外,不幸的的福利影响技术也重。加拿大议会在动物实验动物保健类别的侵袭性[51]使用为基础来建立我们的规模,考虑可用的信息对疾病的病理生理学在几个鼠标菌株,以及实验过程中对动物福利的影响。
人性化的实现端点只评估模型被认为是“致命的”,即所有的疾病被允许达到严重的阶段,由于快速进行性病理学在更敏感菌株或由于疾病长期演进的其他菌株。
所有的文章分析了至少两次被同一个人(NHF),根据定义的分类标准中描述表2。
以下因素考虑在内的严重程度分类:
- 每个研究一直是一个估计的严重程度为实验组维持最严重的影响,如摘要组药物疗效研究。
- 人性化的实现端点只评估这些模型被认为是“致命的”,即所有的疾病被允许达到严重的阶段,由于快速进行性病理学在更敏感菌株或由于疾病长期演进菌株。在研究使用自然死亡作为一个端点分为四级的一项研究中,应用welfare-relevant人道的端点[34]允许一个三级分类。
- 意想不到的死亡由于实验过程或其他non-predicted原因没有被证明,本身四级分类。
- 估计的有害影响的研究过程对福利最侵入性程序——气管内的滴注法,重复填喂法或拦路贼免疫——被认为是证明,本身,一个三级分类。
- 时可用的信息在每一篇文章被视为不够可靠地评估疾病进展和结果,这些信息将会辅以历史数据在给定实验´s疾病进展和生存老鼠基因型、细菌病毒,接种途径和培养液大小(未发表的数据,根据客户要求提供)。这些信息是来自32个文章最常用的近交品系小鼠,感染了气溶胶暴露或静脉注射。每当怀疑坚持在分类研究在两种类别,一个或另一个较低程度的严重性考虑是由于。
- 与人道的端点在致命的研究中,其他改进措施的实施是考虑的分类实验,即药物输送饮用水中或食物(而不是通过每天注射或填喂法)、麻醉、镇痛,或“金本位”控制团体(而不是治疗组)药物和疫苗有效性测试。另一方面,使用入侵和不幸的过程也考虑在内。
- 有益的(“细化”)和福利被认为是有害的影响过程。例如,如果执行拦路贼注入,非致命的一项研究,否则被列为二级分为三级。另一方面,如果动物麻醉之前发生在多个四肢肌内注射,后者不会占为distress-inducing过程。
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