使用指定清单实现农场猪向实验猪的过渡并开展响片训练——一项优化举措

摘要

通过引入标准化检查清单和使用点击器进行正向强化训练，可实现猪科研究的优化。本工作支持动物相关样本的采集以及日常护理工作的开展。

摘要

实施3R原则至关重要。为了优化实验猪的生活状况，我们重点关注动物进入实验前的阶段。在开发过程中，我们不断完善检查清单。通过使用该清单，可记录每头猪的个体进展，帮助饲养人员专注于必要的操作，以促进动物的社会化，并降低其应激和焦虑水平。在此阶段，猪只逐渐变得温顺，为后续开展响片训练做好准备，从而进一步减少实验期间的应激反应。这些猪只能够轻松配合基本结局指标的采集，无需镇静或固定。

该方案分为两个阶段。首先是过渡阶段，从猪进入研究机构时开始。此阶段的第一步是向猪提供零食，并逐步增加与饲养员的近距离接触。随后，饲养员开始训练猪适应头部和后躯的触碰，以模拟例如采血时对耳朵的操作或测量直肠温度时对后躯的操作。通过这一过程，在动物与饲养员之间建立起牢固的关系基础，从而迅速减轻猪在到达后所表现出的应激反应。第二阶段则开始进行正向强化训练，教会动物在不产生应激的情况下完成更复杂的任务。训练中引入点击器作为次级强化物。

时间、结构、教育以及充分的沟通似乎是成功实施本方案最重要的几个因素。除了拥有安静且顺从的猪只外，护理人员表示，他们很享受能够将注意力集中在每一只个体猪上，这增加了他们的整体工作满意度。护理人员具备高度的责任感，并关注每只猪的过渡进展和福利状况，这进一步加强了部门的关爱文化。

引言

1959年Russell和Burch提出的3R原则（替代、减少和优化），如今构成了实验动物使用伦理标准的基础。在从事临床前实验动物研究的生物医学研究机构中，必须高度重视优化原则的实施。 "优化是指对仍需使用的动物所承受的非人道操作，在其发生频率或严重程度上进行的任何降低"¹.

现代定义还指出，优化是指“通过利用最新的活体技术以及加深对福利状况对科学结果影响的理解，来推进动物福利研究"²。这意味着，当今的优化措施不仅对动物本身的福利至关重要，而且对研究质量也具有重要意义，因为科学结果将从中受益"³。

一个值得考虑的优化措施是对实验动物进行社会化和训练。可以训练它们完成某些特定任务，例如踏上秤台，或在采集血样时保持安静。某些物种可能天生比其他物种更易于训练，这影响了不同实验动物物种的训练传统。传统上，对犬只的训练已有数百年历史，例如用于狩猎目的。这些历史传统无疑使犬只在生物医学研究环境中的训练变得更加直接和可行。除非人灵长类动物外，实验用犬的训练也已被讨论和实施了相当长的时间^4,5。

方案

用于验证该方案的猪属于经丹麦国家政府机构——动物实验委员会批准的研究项目。该委员会负责对丹麦所有动物实验进行伦理审查和批准，其职能类似于美国的实验动物管理与使用委员会（IACUC）。

1. 到达研究机构

1. 首先，在指定区域清洗猪只，以便进行全面的视觉检查。使用排除清单剔除有伤口、耳部咬伤、脓肿、跛行等情况的猪只，仅允许临床表现健康的动物进入设施。
2. 清洗后，根据颜色标记将猪只分组。颜色标记用于指示哪些猪在供应商处原本同栏饲养。这一点非常重要，因为猪只在接触新同伴时会争斗以建立等级秩序。将已熟悉的猪只保持在同一组内，可显著减少此类争斗行为。
3. 在到达当日的其余时间内，除下午喂食外，应避免干扰猪只，因为它们在运输后可能处于较大的应激状态。

2. 第一部分：过渡阶段（预计时间 4-6 天）

注意：在过渡阶段进行操作时，猪只停留在其原有的圈舍中。每次奖励环节使用半个苹果作为零食。每头猪的个体进展将根据《过渡阶段进展检查表》进行评分（图1 和 补充文件1）。

1. 到达后的连续两天内，开始引入零食。
   1. 每天两次，将少量零食（总计半个苹果）扔进围栏中，让猪自行寻找，操作者则安....

结果

采用本方案第一部分所述的过渡阶段，可顺利将农场饲养的猪引入研究设施。保持猪只处于安静状态有利于日常操作，并可在无需麻醉或固定的情况下完成简单的操作和样本采集。

为了追踪猪只在过渡阶段的进展情况，制定了一份检查清单（清单1），用于标记每头猪达到过渡阶段各个既定步骤的时间点。猪只计划在到达后两周内进入研究项目，总天数被选为衡量过渡成功与否的指标。

根据清单1，对20头猪的过渡阶段进行了跟踪，以验证在两周内将农场猪转变为实验用猪是可行的（图4）。所有猪均在12天内完成了清单项目，表明所设定的时间范围是充分的。

根据初次使用经验对清单1进行了修改，制定出一份新的严格清单（清单2）。为进一步改进并标准化过渡流程，主要修订内容是增加了每日训练次数，并限制了每次训练的持续时间。比较两份清单的使用效果显示，使用清单2进行过渡的猪在过渡初期的进展与使用清单1相似，但在后续阶段达到目标的速度更快。清.......

讨论

实施包含第一部分过渡阶段检查表和第二部分连续响片训练程序的方案已被证实是成功的。引入并使用详细的检查表为优化猪只进入研究设施时的适应过程提供了有效方法。结构化的过渡阶段进一步为猪只在纳入研究项目前的训练奠定了更坚实的基础。令人欣喜的是，护理人员对工作的投入程度有所提高，而猪只所经历的积极情绪也反映在它们日常行为中。

新猪只的引入以及向实验用猪的顺利过渡长期以来一直是关注的重点，但要引入变革却十分困难。为了全面了解相关工作及其益处，决定使用检查表来监测优先步骤的有效性。在检查表1中，所列步骤基于那些预期对过渡过程影响最大的操作。研究人员使用检查表1对20头猪的过渡过程进行了评分和评估。随后，根据实施过程中遇到的问题对该检查表进行了调整，这些问题主要涉及理解偏差和报告不一致。其中关键的一点是对每个步骤的解释，以及该步骤所包含的具体操作。因此，进一步完善了每一步骤的描述，并对检查表进行了修改，使其更加直观。为简化判断接触猪只时成功与失败之间的区别，删除了其中一个步骤。为了明确某一步骤是否已执行，除原有记录猪只是否完成动作（+）或拒绝执行动作（÷）的选项外，新增了一个复选框，用于标示该步骤.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
包裹胶带，电动，blå，7.5 cm	E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev	203165B	粘性胶带，用于缠绕在木棒末端以制作目标棒。该胶带可更换，这一特性具有优势，因其会较快变脏。
苹果	Varius	未知	用作奖励食物
点击器（Clicker）	E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev	TX2289	训练中使用的点击器