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文献综述
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2007年4月7日出版

第三章:美国实验动物饲料的标准化

(Standardization of Diets for Experimental Animals in USA)
南通特洛菲饲料科技有限公司技术部 综述

【摘要】美国实验动物饲料标准的制定处于国际领先水平。美国NRC所制定的实验动物饲料标准为不同研究领域和不同研究目的所使用实验动物的饲料提供了具体参数,一些专业协会为满足此标准下进一步制定了满足本协会的配合饲料标准如啮齿类动物NHI标准以及啮齿类动物纯化饲料标准如AIN标准和NTP标准。美国NRC标准已经过了几十年来的使用和完善,行业协会标准也得到了相应修改和升级。这些标准标准,已经成为国际上默认的通用标准。
【关键词】实验动物饲料;饲料标准化

一、美国对实验动物饲料标准的研究

美国科学院的全国理事会(National Research Council,NRC)公布了一系列动物饲料标准,简称NRC标准,广泛涉及啮齿类动物、反刍动物等各种动物,在这些动物饲料标准制定的推动下,一些学会根据实验动物的特点以及自身研究领域对实验动物饲料的特别要求分别制定了满足NRC标准但要求更为严格的实验动物饲料标准,并随着NRC标准的升级而不断优化调整。虽然在历史上,对实验动物饲料的研究开展较早的是日本,但是美国在这方面成为后起之秀,所制定的标准成为当前最完整、最有权威和最具代表性的实验动物饲料营养需要标准。

二、美国实验动物饲料标准:NRC标准

1962年发布了实验动物营养需要量的第一版,包括大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠、猴、猫。1972年发布了第二版,对第一版进行了升级,1978年发布了第三版,除了对大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠、沙鼠、田鼠的营养需要量外还增加了鱼的营养需要量。1995年发布了第四版,对大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠、沙鼠、田鼠的营养需要量再次修订升级,成为当前使用的标准。因此,NRC对不同实验动物制定的当前使用标准如下:

►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)。

►猫(Cats):1962年(第四版)。

►鱼(Fishs):1978年(第三版)。

在上述实验动物中,猫和猴的营养需要量标准在发布后NRC颁发了通用标准,因此,在使用时还应当参考:

►猫(Cats):1986年颁布。

►猿猴(nonhuman primates):1978年颁发。

至今尚未发布其它实验动物的营养需要量标准,因此,可参考NRC颁布的相应动物的饲料通用标准。这些标准如下:

►兔(rabbit):1977年颁布。

►冷水鱼(Cold Water Fishes):1981年颁发。

►温水鱼(Warm Water Fishes):1981年颁发。

►山羊(Goats):1981年颁布,2007年升级。

►绵羊(Sheeps):1985年颁布,2007年升级。

►鹿(Cervids):2007年发布。

►貂(Mink):1982年颁布。

►狐狸(Foxes):1982年颁布。

►甲壳类(Shellfishes):1983年颁布。

►肉牛(Beef Cattle):1984年颁布。

►奶牛(Dairy Cattle):1989年颁布。

►犬(Dogs):1985年颁布。

►猪(Swine):1988年颁布。

►马(Horses):1989年颁布。

►家禽(Poultry):1994年颁布。

三、实验动物配合饲料-NIH标准

在第一章中已经阐述了实验动物饲料成份如果控制不当,即可影响动物的生理状态,又可影响实验干预因子的作用,在第二章中还详细阐述了实验动物饲料标准的原则,其中包括了对原料的选择性以及营养素需要量确定等方面特殊性。理想地,所有实验动物都应该使用纯化饲料。然而,如果有选择性地确定某几种日粮,并规定配合组成和含量(浓度),所配制的配合饲料仍然可以应用于实验动物,因此,NIH在制定的实验动物饲料标准中,侧重于给出固定的标准配方,即所谓开放性配方,这种方法能够有效控制实验动物使用的饲料质量和稳定性,并有利于降低生产成本,然而,由于日粮成份和稳定性差,因此,严格说来不适用于实验动物,因此,使用范围非常有限,这一点读者应当特别注意。NIH制定的有关实验动物配合饲料标准及其开放性配方如下:

►大鼠和小鼠饲料:NIH-07,NSN-8710-00-509-7915

►大鼠和小鼠饲料:(18%粗蛋白,蒸气灭菌),NIH-31,NSN- 8710-01-005-8438

►大鼠和小鼠饲料:(9%脂肪,蒸气灭菌),NIH-36,NSN-8710-00-L63-8761

►大鼠和小鼠饲料:(10%脂肪,放射灭菌法),NIH-40

►豚鼠饲料:NIH-34M,NSN-8710-00-900-1230

►啮齿类动物饲料:(18%粗蛋白和5%粗脂肪,放射灭菌法),NIH-41

►兔饲料:(蒸气灭菌),NIH-32,NSN-8710-01-005-8439

►兔饲料:NIH-09,NSN-8710-00-509-7941

►猪饲料:NIH-98

►猪:NIH-2004,NIH-11-142g

►狗饲料:(干饲料),NSN-8710-00-507-5835

►猿猴类饲料:(膨化饲料),NIH-11-152f,NSN-8710-00-216-6258

►猿猴饲料:(20% protein, high fiber), NSN-8710-00-L63-7604

►有蹄类动物饲料。

四、啮齿动物纯化饲料-AIN标准

上面已经提到,NIH虽然制定了实验动物的配合饲料标准,但由于原料使用日粮,若干影响因素不能排除,因此,标准的制定中仍然只能类似于畜牧饲料标准即对一些指标和营养素含量使用“大于号”或“小于号”表示,仍然没有脱离畜牧饲料的质量控制差的弊端,因此,在应用中有很大的局限性。

啮齿类小动物在众多研究领域常用的也是实验研究中使用数量最多的实验动物。美国营养学会(American Institute of Nutrition,AIN)在1976年颁布了啮齿类实验动物纯化饲料标准,即AIN-76标准,在短短不到一年的使用期中发现几个营养素偏低的问题,因此,颁布后的次年立即提出修改,成为AIN-76A,直到1993年,在对前17年使用期间的实际观察并结合动物营养学和毒理学方面的研究进展,进一步对标准优化,形成了1993年颁布的AIN-93标准。在该标准公布后,1995年NRC标准第四版颁布,其中几项指标高于AIN-93,为满足NRC标准,出现了"modified AIN-93"。然而,不少学者认为没有不要modified,因为NRC标准中这几项指标偏高或至少AIN-93中已经满足动物的需要。从而出现了有的研究者使用AIN-93,有些研究者使用modified。

AIN标准分为G型和M型。G型就是我们常说的(AIN93G饲料),M型就是我们常说的(AIN93M饲料)。AIN93G饲料用于动物生长发育、妊娠和哺乳期间,而AIN93M饲料用于动物维持需要。AIN标准设计的原则是,

(1)应用纯化成份配制,即纯化饲料;

(2)满足甚至超过NRC设置的动物营养需要量;

(3)原料来源稳定、可靠,价格可接受;

(4)成份保持一致性和可复制性;

(5)适用于广泛的研究范围,即无论出于任何研究目的,均可通过改变配方组成达到研究者的目标。

由于AIN标准属于纯化饲料标准,其标准设计的原则具有较强的科学性、应用性和可行性,易于获得质量稳定、可靠的饲料产品,这对于营养学研究而言几乎是国际上唯一的平台,而对其它所有研究领域提供了精度最高的平台,因此,AIN标准从颁布起就已成为国际上广泛接收和普遍采纳的实验动物饲料标准,毫无疑问,AIN-93是当前最为理想的啮齿类实验动物饲料标准。

五、啮齿动物配合饲料-NTP标准

与营养学研究类似,毒理学实验研究对实验动物饲料的要求较高,甚至更高,这是因为毒理学不允许使用含有任何对实验动物有潜在毒性的物质,其中也包括营养素过载的毒性问题,因此,美国成立的国家毒理计划(the National Toxicology Program,NTP)对实验动物饲料积极开展了研究。NTP成立于1978年,从1980年开始将NIH-07标准选作毒理学和致癌性研究的啮齿动物饲料。在研究中发现,将NIH-07配方中的蛋白含量降低而脂肪和纤维素含量提高,在长期喂饲F334大鼠(Fischer–344)后可降低慢性疾病的严重性、减少或延缓自发肿瘤的发生,基于这些研究观察,结合NIH-07标准、AIN-95标准、NRC-95标准,重新制定了NTP-2000标准饲料配方,喂饲大鼠13周的试验中观察到大鼠对饲料摄入量增加、饮水量减少,血清胆固醇、碱性磷酸酶、5‘核苷酸酶升高,而血清甘油三酯降低,内脏器官重量也发生改变,如肝脏、肾脏、肾上腺重量降低,阻止了肾脏钙化现象的发生,降低了肾病和心肌病的严重性。实际上,NTP-2000的诞生就是配合饲料本身可导致实验研究结果不可靠的佐证。



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