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文獻綜述
zhongte45973.cn
2007年4月7日出版

第三章:美國實驗動物飼料的标準化

(Standardization of Diets for Experimental Animals in USA)
南通特洛菲飼料科技有限公司技術部 綜述

【摘要】美國實驗動物飼料标準的制定處于國際領先水平。美國NRC所制定的實驗動物飼料标準為不同研究領域和不同研究目的所使用實驗動物的飼料提供了具體參數,一些專業協會為滿足此标準下進一步制定了滿足本協會的配合飼料标準如齧齒類動物NHI标準以及齧齒類動物純化飼料标準如AIN标準和NTP标準。美國NRC标準已經過了幾十年來的使用和完善,行業協會标準也得到了相應修改和升級。這些标準标準,已經成為國際上默認的通用标準。
【關鍵詞】實驗動物飼料;飼料标準化

一、美國對實驗動物飼料标準的研究

美國科學院的全國理事會(National Research Council,NRC)公布了一系列動物飼料标準,簡稱NRC标準,廣泛涉及齧齒類動物、反刍動物等各種動物,在這些動物飼料标準制定的推動下,一些學會根據實驗動物的特點以及自身研究領域對實驗動物飼料的特别要求分别制定了滿足NRC标準但要求更為嚴格的實驗動物飼料标準,并随着NRC标準的升級而不斷優化調整。雖然在曆史上,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後起之秀,所制定的标準成為當前最完整、最有權威和最具代表性的實驗動物飼料營養需要标準。

二、美國實驗動物飼料标準:NRC标準

1962年發布了實驗動物營養需要量的第一版,包括大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠、猴、貓。1972年發布了第二版,對第一版進行了升級,1978年發布了第三版,除了對大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠、沙鼠、田鼠的營養需要量外還增加了魚的營養需要量。1995年發布了第四版,對大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠、沙鼠、田鼠的營養需要量再次修訂升級,成為當前使用的标準。因此,NRC對不同實驗動物制定的當前使用标準如下:

►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,貓和猴的營養需要量标準在發布後NRC頒發了通用标準,因此,在使用時還應當參考:

►貓(Cats):1986年頒布。

►猿猴(nonhuman primates):1978年頒發。

至今尚未發布其它實驗動物的營養需要量标準,因此,可參考NRC頒布的相應動物的飼料通用标準。這些标準如下:

►兔(rabbit):1977年頒布。

►冷水魚(Cold Water Fishes):1981年頒發。

►溫水魚(Warm Water Fishes):1981年頒發。

►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年發布。

►貂(Mink):1982年頒布。

►狐狸(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标準

在第一章中已經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态,又可影響實驗幹預因子的作用,在第二章中還詳細闡述了實驗動物飼料标準的原則,其中包括了對原料的選擇性以及營養素需要量确定等方面特殊性。理想地,所有實驗動物都應該使用純化飼料。然而,如果有選擇性地确定某幾種日糧,并規定配合組成和含量(濃度),所配制的配合飼料仍然可以應用于實驗動物,因此,NIH在制定的實驗動物飼料标準中,側重于給出固定的标準配方,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量和穩定性,并有利于降低生産成本,然而,由于日糧成份和穩定性差,因此,嚴格說來不适用于實驗動物,因此,使用範圍非常有限,這一點讀者應當特别注意。NIH制定的有關實驗動物配合飼料标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

►齧齒類動物飼料:(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:(幹飼料),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、齧齒動物純化飼料-AIN标準

上面已經提到,NIH雖然制定了實驗動物的配合飼料标準,但由于原料使用日糧,若幹影響因素不能排除,因此,标準的制定中仍然隻能類似于畜牧飼料标準即對一些指标和營養素含量使用“大于号”或“小于号”表示,仍然沒有脫離畜牧飼料的質量控制差的弊端,因此,在應用中有很大的局限性。

齧齒類小動物在衆多研究領域常用的也是實驗研究中使用數量最多的實驗動物。美國營養學會(American Institute of Nutrition,AIN)在1976年頒布了齧齒類實驗動物純化飼料标準,即AIN-76标準,在短短不到一年的使用期中發現幾個營養素偏低的問題,因此,頒布後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合動物營養學和毒理學方面的研究進展,進一步對标準優化,形成了1993年頒布的AIN-93标準。在該标準公布後,1995年NRC标準第四版頒布,其中幾項指标高于AIN-93,為滿足NRC标準,出現了"modified AIN-93"。然而,不少學者認為沒有不要modified,因為NRC标準中這幾項指标偏高或至少AIN-93中已經滿足動物的需要。從而出現了有的研究者使用AIN-93,有些研究者使用modified。

AIN标準分為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育、妊娠和哺乳期間,而AIN93M飼料用于動物維持需要。AIN标準設計的原則是,

(1)應用純化成份配制,即純化飼料;

(2)滿足甚至超過NRC設置的動物營養需要量;

(3)原料來源穩定、可靠,價格可接受;

(4)成份保持一緻性和可複制性;

(5)适用于廣泛的研究範圍,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标。

由于AIN标準屬于純化飼料标準,其标準設計的原則具有較強的科學性、應用性和可行性,易于獲得質量穩定、可靠的飼料産品,這對于營養學研究而言幾乎是國際上唯一的平台,而對其它所有研究領域提供了精度最高的平台,因此,AIN标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标準,毫無疑問,AIN-93是當前最為理想的齧齒類實驗動物飼料标準。

五、齧齒動物配合飼料-NTP标準

與營養學研究類似,毒理學實驗研究對實驗動物飼料的要求較高,甚至更高,這是因為毒理學不允許使用含有任何對實驗動物有潛在毒性的物質,其中也包括營養素過載的毒性問題,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年開始将NIH-07标準選作毒理學和緻癌性研究的齧齒動物飼料。在研究中發現,将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)後可降低慢性疾病的嚴重性、減少或延緩自發腫瘤的發生,基于這些研究觀察,結合NIH-07标準、AIN-95标準、NRC-95标準,重新制定了NTP-2000标準飼料配方,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,内髒器官重量也發生改變,如肝髒、腎髒、腎上腺重量降低,阻止了腎髒鈣化現象的發生,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緻實驗研究結果不可靠的佐證。



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