动物福利调研：小鼠遥测植入手术
2022.03.18摘要：遥测监测应用于许多科学领域，如心血管研究、神经学、内分泌学、动物福利研究等。如今，植入式心电图（ECG）无线电遥测装置是监测自由运动小鼠的ECG轨迹、心率和心率变异性的金标准。当研究充分利用这项技术，同时也优先考虑动物福利时，这项技术可能是一个有价值的工具。最近，许多科学领域VS研究结果的可重复性提出了担忧，而报告不足是根本原因之一。在三个文献数据库中进行了系统性审查，包括2019年12月31日之前发表的所有研究，这些研究使用的是在成年小鼠体内放置心电记录遥测设备的手术。
关键词：心电图 遥测 小鼠 重复性
简介：使用遥测技术监测动物生理过程的主要优势是无限制的连续数据收集、减少动物数量（即在多用途研究中），以及消除重复处理、约束和麻醉VS数据采集造成的混杂应激影响。如今，植入式心电图（ECG）无线电遥测装置是监测自由运动小鼠的ECG轨迹、心率和心率变异性的金标准。根据设备的不同，不仅可以测量ECG，还可以测量其他生物电位，以及运动活动、核心温度、血压和呼吸频率，这一事实使该技术在许多领域具有吸引力。虽然最常用于心血管研究，但它也被用于毒理学、昼夜节律、败血症、应激和衰老研究，以及神经学、内分泌学、癌症和动物福利研究。最近，许多科学领域都VS研究结果的可重复性提出了担忧，包括基于动物的研究，也可能影响ECG研究。已经确定了导致再现性差的几个因素，例如研究设计和分析不足、材料验证差、方法和结果报告不足。特别是关于后一种方法，适当的方法报告使读者能够评估研究的质量和结论，允许同行评议，展示遵守动物福利立法的情况，尤其是良好的改进实践，并指导其他科学家如何进行未来的实验。不幸的是，越来越多的研究表明，报告质量仍然不足。这可能会损害动物实验的科学价值，因此可能会影响其伦理合理性。在记录小鼠的ECG轨迹时，重要的是充分报告所用动物的特征（例如品系、年龄、性别、健康状况）以及它们的生活条件（例如单笼或集体饲养、环境温度、光/暗循环），因为这些变量可能会显著影响动物的生理学和昼夜节律。我们还将遥测研究使用的特定方法的详细报告视为基本信息，例如额外干预，或ECG记录的持续时间和频率。
品系和遗传状态：大多数出版物报告了品系和遗传状态（122/124 vs 106/110）。敲除小鼠（C57BL/6背景）最常见，其次是近交系（主要是C57BL/6）。还使用了转基因（C57BL/6背景）、敲入、敲除、杂交和突变模型。所使用的远交系主要是ICR和CD-1。
遥测植入时的动物年龄：两个时间范围内三分之二的出版物都报告了年龄（97/124 vs 79/110）。 植入时的年龄范围为 6 至 120 周。 2010 年之前的平均年龄为 17.4 周，2011-2019 年为 17.2 周。
遥测植入时动物的体重：在 2011 年至 2019 年期间，报告体重的出版物的百分比要低得多（47/124 VS 28/110），而大多数没有报告或提供不明确的信息。 重量从 16 克到 46 克不等，2010 年之前的平均重量为 23.5 克，2011 年至 2019 年期间为 28 克。
动物的性别：大多数出版物报告了性别（83/124 vs. 89/110，图 1），而2011年至2019年间未报告的研究数量较低。 最常报告的性别是男性，其次是两性。
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图1、图表显示了2010年之前出版的出版物与2011-2019年相比的百分比，以及相应的“性别分数”（0-1）。
动物的微生物和免疫状况：大多数出版物都没有报告其动物的微生物状况（9/124 VS 9/110），在少数报告中，2011 年至 2019 年间观察到的数字略高。 两份出版物报道了使用免疫功能低下的动物。
动物的再利用：大多数出版物都没有报道动物是否被重复使用。只有一份出版物报告了重复使用先前研究中植入遥测装置的动物。其他人报告称，安乐死或死亡是终点。报告动物是否被重复使用的出版物数量在 2011-2019 年间略有增加。
动物死亡率：尽管报告了由于遥测植入程序以外的原因导致的死亡率，但较少数量的出版物报告了由植入程序引起的死亡率（6/124 vs 5/110）。 2010 年之前的 5/6 和 2011-2019 年之间的 3/5 表示没有动物因心电图遥测系统植入而死亡。
设施类型：很少有出版物报道了设施类型（11/124 vs 10/110）。 其中包括无特定病原体设施、无病原体设施和无病毒抗体设施。
笼具规格：只有少数出版物报道了笼子的所有方面（类型：18/124 vs 12/110，尺寸：14/124 vs 9/110，材料：18/124 vs 11/110）。 大多数报道是开放式（金属丝顶部）塑料笼，其次是隔离笼。唯一报告的笼子尺寸是II型标准小鼠笼子（22×16×13厘米）。在报道笼子材料的出版物中，大多数使用未定义的塑料，其次是聚碳酸酯和丙烯酸或聚丙烯。
饮食类型和饲料及水的摄取：2011-2019 年间涉及这三个方面的出版物数量略低（饮食类型：39/124 VS 31/110，获取食物：64/124 VS 56/110，获取水 62/124 VS 49/110）。最常报告的饲养类型是各种品牌的标准啮齿类饲料，而除了实施饲料干预措施的出版物外，自由采食和饮水是出版物中的常态。
垫料/筑巢材料：只有少数出版物报道了垫料/筑巢材料（8/124 vs 4/110）。报道的是不同的材料，如纸巾、玉米芯、刨花、木屑和锯末。光/暗循环：2011年至2019年间，报告光明/黑暗周期的出版物数量较高（54/124 vs 62/110）。报告的温度范围为 20 °C 至 30 °C。湿度要么很少报告（16/124 vs 15/110），要么不够。报告的湿度水平在20%到70%之间，最常报告的湿度水平在45%到65%之间。
专用设备：大多数出版物都报告了设备型号，2011-2019 年的数字略高（98/124 vs 94/110）。 在那些没有说明型号的报告中，大多数只说明了制造商。最常报告的型号是来自美国明尼苏达州圣保罗市Data Sciences International 的 TA10ETA-F20 和 ETA-F10。。很少有出版物报告设备尺寸，2011年至2019年间的报告较少（22/124 vs 4/110）。报告的最小设备为 1.3 × 0.9 × 0.35 cm，最大的设备为 2.3 × 0.9 × 0.85 cm。 设备重量也很少报告（28/124 vs 9/110）。 最轻的设备为 0.9 克，最重的为 4 克，最常报告的设备重量为 3.4 克。
ECG遥测测量的频率和持续时间：大多数出版物报告了ECG遥测测量的频率和持续时间（频率：86/124 vs 78/110，持续时间：99/124 vs 93/110）。截至2010年的52/86份出版物和2011年至2019年的54/78份出版物报告了持续收集的数据，而其余的则在特定的重复时间段。遥测测量的持续时间从1分钟到330天不等。通常，VS于持续时间1-3天的遥测测量，数据是连续收集的，VS于持续时间较长的测量，数据是按时间段收集的。
描述动物接受治疗和评估的顺序：大多数出版物清楚地描述了动物（仅植入心电图遥测设备的动物）的治疗和评估顺序（111/124 vs 96/110）。大多数出版物清楚地描述了每组的不良事件或声明没有任何不良事件（117/124 vs 103/110）。
结论：总之，在这两个分析的时间范围内，大多数研究在我们的总体报告质量评分中得分不高，任何出版物都没有达到超过32分的分数。仔细观察，2011-2019 年“不足”或“低于平均”分数的研究百分比在 2011-2019 之间略低，而“平均”分数为 13-24 分的研究百分比， 在这两个时间范围内都相VS较高，直到 2010 年只有 8 项研究和 2011-2019 年之间的 4 项研究达到了25-40分的“高于平均水平”到“优秀”分数。直到 2010 年的出版物的平均完整性得分达到 16,4 +/- 5,1（中位数 17，最小 0， 最大 30），而 2011-2019 年之间的出版物的平均完整性得分达到 16,3 +/- 4 ,7（中位数 16，最小 6 ， 最大 32）。 因此，我们假设 ARRIVE 指南或其他提高报告质量的举措在 ECG 遥测领域的影响是有限的。相当多的出版物评估了关于各种科学领域和动物模型的 ARRIVE 指南的遵守质量，也得出了类似的结论。例如，Liu等人2016年报告了他们VS肿瘤中位数得分为18-20分（最高40分）的研究，并在较新的出版物中略有改善。Alemán-Laporte等人于2019年得出结论，大多数关于外科手术动物模型的出版物缺乏报告质量，在九个报告类别中，0–26%的研究达到了“充分/清晰报告”分数。由于这些研究的评分系统不同，无法与我们的结果进行直接比较，尽管所有研究都表明报告质量低，但一些研究显示在最近的出版物中报告质量至少略有提高。
