一、美國對實驗動物飼料標準的研究
美國科學(xué)院的全國理事會(National Research Council,NRC)公布了一系列動物飼料標準,簡稱NRC標準,廣泛涉及嚙齒類動物、反芻動物等各種動物,在這些動物飼料標準制定的推動下,一些學(xué)會根據(jù)實驗動物的特點以及自身研究領(lǐng)域?qū)嶒瀯游镲暳系奶貏e要求分別制定了滿足NRC標準但要求更為嚴格的實驗動物飼料標準,并隨著NRC標準的升級而不斷優(yōu)化調(diào)整。雖然在歷史上,對實驗動物飼料的研究開展較早的是日本,但是美國在這方面成為后起之秀,所制定的標準成為當前最完整、最有權(quán)威和最具代表性的實驗動物飼料營養(yǎng)需要標準。
二、美國實驗動物飼料標準:NRC標準
1962年發(fā)布了實驗動物營養(yǎng)需要量的第一版,包括大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠、猴、貓。1972年發(fā)布了第二版,對第一版進行了升級,1978年發(fā)布了第三版,除了對大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠、沙鼠、田鼠的營養(yǎng)需要量外還增加了魚的營養(yǎng)需要量。1995年發(fā)布了第四版,對大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠、沙鼠、田鼠的營養(yǎng)需要量再次修訂升級,成為當前使用的標準。因此,NRC對不同實驗動物制定的當前使用標準如下:
?大鼠(Rats):1995年(第四版)。
?小鼠(Mouse):1995年(第四版)。
?豚鼠(Guinea Pig):1995年(第四版)。
?地鼠(Hamster):1995年(第四版)。
?沙鼠(Gerbil):1995年(第四版)。
?田鼠(Vole):1995年(第四版)。
?猴(Monkey):1962年(第四版)。
?貓(Cats):1962年(第四版)。
?魚(Fishs):1978年(第三版)。
在上述實驗動物中,貓和猴的營養(yǎng)需要量標準在發(fā)布后NRC頒發(fā)了通用標準,因此,在使用時還應(yīng)當參考:
?貓(Cats):1986年頒布。
?猿猴(nonhuman primates):1978年頒發(fā)。
至今尚未發(fā)布其它實驗動物的營養(yǎng)需要量標準,因此,可參考NRC頒布的相應(yīng)動物的飼料通用標準。這些標準如下:
?兔(rabbit):1977年頒布。
?冷水魚(Cold Water Fishes):1981年頒發(fā)。
?溫水魚(Warm Water Fishes):1981年頒發(fā)。
?山羊(Goats):1981年頒布,2007年升級。
?綿羊(Sheeps):1985年頒布,2007年升級。
?鹿(Cervids):2007年發(fā)布。
?貂(Mink):1982年頒布。
?狐貍(Foxes):1982年頒布。
?甲殼類(Shellfishes):1983年頒布。
?肉牛(Beef Cattle):1984年頒布。
?奶牛(Dairy Cattle):1989年頒布。
?犬(Dogs):1985年頒布。
?豬(Swine):1988年頒布。
?馬(Horses):1989年頒布。
?家禽(Poultry):1994年頒布。
三、實驗動物配合飼料-NIH標準
在第一章中已經(jīng)闡述了實驗動物飼料成份如果控制不當,即可影響動物的生理狀態(tài),又可影響實驗干預(yù)因子的作用,在第二章中還詳細闡述了實驗動物飼料標準的原則,其中包括了對原料的選擇性以及營養(yǎng)素需要量確定等方面特殊性。理想地,所有實驗動物都應(yīng)該使用純化飼料。然而,如果有選擇性地確定某幾種日糧,并規(guī)定配合組成和含量(濃度),所配制的配合飼料仍然可以應(yīng)用于實驗動物,因此,NIH在制定的實驗動物飼料標準中,側(cè)重于給出固定的標準配方,即所謂開放性配方,這種方法能夠有效控制實驗動物使用的飼料質(zhì)量和穩(wěn)定性,并有利于降低生產(chǎn)成本,然而,由于日糧成份和穩(wěn)定性差,因此,嚴格說來不適用于實驗動物,因此,使用范圍非常有限,這一點讀者應(yīng)當特別注意。NIH制定的有關(guān)實驗動物配合飼料標準及其開放性配方如下:
?大鼠和小鼠飼料:NIH-07,NSN-8710-00-509-7915
?大鼠和小鼠飼料:(18%粗蛋白,蒸氣滅菌),NIH-31,NSN- 8710-01-005-8438
?大鼠和小鼠飼料:(9%脂肪,蒸氣滅菌),NIH-36,NSN-8710-00-L63-8761
?大鼠和小鼠飼料:(10%脂肪,放射滅菌法),NIH-40
?豚鼠飼料:NIH-34M,NSN-8710-00-900-1230
?嚙齒類動物飼料:(18%粗蛋白和5%粗脂肪,放射滅菌法),NIH-41
?兔飼料:(蒸氣滅菌),NIH-32,NSN-8710-01-005-8439
?兔飼料:NIH-09,NSN-8710-00-509-7941
?豬飼料:NIH-98
?豬:NIH-2004,NIH-11-142g
?狗飼料:(干飼料),NSN-8710-00-507-5835
?猿猴類飼料:(膨化飼料),NIH-11-152f,NSN-8710-00-216-6258
?猿猴飼料:(20% protein, high fiber), NSN-8710-00-L63-7604
?有蹄類動物飼料。
四、嚙齒動物純化飼料-AIN標準
上面已經(jīng)提到,NIH雖然制定了實驗動物的配合飼料標準,但由于原料使用日糧,若干影響因素不能排除,因此,標準的制定中仍然只能類似于畜牧飼料標準即對一些指標和營養(yǎng)素含量使用“大于號”或“小于號”表示,仍然沒有脫離畜牧飼料的質(zhì)量控制差的弊端,因此,在應(yīng)用中有很大的局限性。
嚙齒類小動物在眾多研究領(lǐng)域常用的也是實驗研究中使用數(shù)量最多的實驗動物。美國營養(yǎng)學(xué)會(American Institute of Nutrition,AIN)在1976年頒布了嚙齒類實驗動物純化飼料標準,即AIN-76標準,在短短不到一年的使用期中發(fā)現(xiàn)幾個營養(yǎng)素偏低的問題,因此,頒布后的次年立即提出修改,成為AIN-76A,直到1993年,在對前17年使用期間的實際觀察并結(jié)合動物營養(yǎng)學(xué)和毒理學(xué)方面的研究進展,進一步對標準優(yōu)化,形成了1993年頒布的AIN-93標準。在該標準公布后,1995年NRC標準第四版頒布,其中幾項指標高于AIN-93,為滿足NRC標準,出現(xiàn)了"modified AIN-93"。然而,不少學(xué)者認為沒有不要modified,因為NRC標準中這幾項指標偏高或至少AIN-93中已經(jīng)滿足動物的需要。從而出現(xiàn)了有的研究者使用AIN-93,有些研究者使用modified。
AIN標準分為G型和M型。G型就是我們常說的(AIN93G飼料),M型就是我們常說的(AIN93M飼料)。AIN93G飼料用于動物生長發(fā)育、妊娠和哺乳期間,而AIN93M飼料用于動物維持需要。AIN標準設(shè)計的原則是,
(1)應(yīng)用純化成份配制,即純化飼料;
(2)滿足甚至超過NRC設(shè)置的動物營養(yǎng)需要量;
(3)原料來源穩(wěn)定、可靠,價格可接受;
(4)成份保持一致性和可復(fù)制性;
(5)適用于廣泛的研究范圍,即無論出于任何研究目的,均可通過改變配方組成達到研究者的目標。
由于AIN標準屬于純化飼料標準,其標準設(shè)計的原則具有較強的科學(xué)性、應(yīng)用性和可行性,易于獲得質(zhì)量穩(wěn)定、可靠的飼料產(chǎn)品,這對于營養(yǎng)學(xué)研究而言幾乎是國際上唯一的平臺,而對其它所有研究領(lǐng)域提供了精度最高的平臺,因此,AIN標準從頒布起就已成為國際上廣泛接收和普遍采納的實驗動物飼料標準,毫無疑問,AIN-93是當前最為理想的嚙齒類實驗動物飼料標準。
五、嚙齒動物配合飼料-NTP標準
與營養(yǎng)學(xué)研究類似,毒理學(xué)實驗研究對實驗動物飼料的要求較高,甚至更高,這是因為毒理學(xué)不允許使用含有任何對實驗動物有潛在毒性的物質(zhì),其中也包括營養(yǎng)素過載的毒性問題,因此,美國成立的國家毒理計劃(the National Toxicology Program,NTP)對實驗動物飼料積極開展了研究。NTP成立于1978年,從1980年開始將NIH-07標準選作毒理學(xué)和致癌性研究的嚙齒動物飼料。在研究中發(fā)現(xiàn),將NIH-07配方中的蛋白含量降低而脂肪和纖維素含量提高,在長期喂飼F334大鼠(Fischer–344)后可降低慢性疾病的嚴重性、減少或延緩自發(fā)腫瘤的發(fā)生,基于這些研究觀察,結(jié)合NIH-07標準、AIN-95標準、NRC-95標準,重新制定了NTP-2000標準飼料配方,喂飼大鼠13周的試驗中觀察到大鼠對飼料攝入量增加、飲水量減少,血清膽固醇、堿性磷酸酶、5‘核苷酸酶升高,而血清甘油三酯降低,內(nèi)臟器官重量也發(fā)生改變,如肝臟、腎臟、腎上腺重量降低,阻止了腎臟鈣化現(xiàn)象的發(fā)生,降低了腎病和心肌病的嚴重性。實際上,NTP-2000的誕生就是配合飼料本身可導(dǎo)致實驗研究結(jié)果不可靠的佐證。