長期以來哨兵（bīng）鼠方案在實驗齧齒類動物的微生（shēng）物質（zhì）量監測中都扮演（yǎn）著重要角色，我國《實驗動物微生物、寄生蟲學等級及監測》（GB 14922-2022）也增加了（le）可以“按要求選取（qǔ）哨兵動物”檢測（cè）的描述。本（běn）文將就哨兵鼠方案展（zhǎn）開討論，與讀者朋友們一起探討如何設置哨兵鼠，不同設置方案的優（yōu）缺點有哪些，並在此基礎上與讀者朋友們探討如何製定（dìng）適合自己設施的哨兵鼠監測方（fāng）案。

哨兵鼠是用於監控實驗大小鼠飼養環境中病原及病原感染的動物，一般與被監測動物遺傳學背景相同，且微生物背景清（qīng）晰。當被檢測動（dòng）物群（qún）體因數量龐大（dà）導（dǎo）致抽樣檢測成（chéng）本（běn）過高；或（huò）被檢測動物較為珍貴，不能輕易犧牲；又或被（bèi）監測動物本身是免疫缺陷動物或者進行過基因改造免（miǎn）疫（yì）功能異常的情況下，不適（shì）宜（yí）直接抽檢，在這些情況下，都需要使用哨兵鼠方案解決設施（shī）內動物微生物質量監控的問題。按照（zhào）哨兵鼠與被監測動物的接觸方式可分（fèn）為直接接觸哨兵鼠和髒墊料（liào）哨兵鼠，近（jìn）年（nián）來國外一些機構（gòu）還創新性使用了“廢（fèi）氣哨兵鼠”。

直接接觸哨兵（bīng）鼠

直接接觸哨兵鼠是將哨兵鼠和被監測動物放在同一個鼠籠內（nèi）共同飼養至少4周, 通過直（zhí）接（jiē）接觸促進微生物或寄生蟲的暴露和傳播，因此，該方案可以檢測各種不同傳播（bō）途徑的微生物和寄生蟲感染，包括（kuò）直接（jiē）接觸（chù），氣溶膠，尿液和糞口途徑，這（zhè）也是該方案最（zuì）大（dà）的優點（diǎn）。但這個方案最大（dà）的缺點是必須在（zài）每個籠子裏放置哨兵（bīng）動物，導致其隻能在（zài）被監測（cè）動物數量很少的情況下才能使用，否則其監測成本將非常高昂，也正是因為這個原因，直接接觸哨（shào）兵鼠的使用非常少（shǎo）。

髒墊料哨兵鼠

髒墊料哨兵鼠是以間接接觸和延遲反饋的（de）方式監測鼠群的微生物攜（xié）帶狀（zhuàng）況。可以使用（yòng）相對較少的動物來監測更多（duō）籠動物，通常一到兩籠哨兵鼠可以監測50-80籠（lóng）動物，大大降低了監測成本，在監測成本和監測效果之間達（dá）成了良好的平衡，故而是長期以來最普遍采用的監測方案。盡管現在歐美許多設（shè）施正在用更新的排氣（qì）口粉塵樣本監測方案補充和（hé）替代它，但目前階段，我國（guó）更多設施依然單獨（主要）采用該方案。

通（tōng）常而言，每麵單獨通風籠（IVC或EVC）的籠架（jià）可以設置1-2籠哨兵鼠（shǔ）籠，位置通常選擇在最後一個（gè）回風位，每（měi）籠一般放2-3隻哨兵鼠，每次換籠時將每籠被監測動物的髒墊料（含糞便）取30-50g到哨兵（bīng）鼠籠中，哨兵鼠籠中使用50%-100%的髒墊料，以確保有足夠多的微生物和哨兵動物（wù）接觸。如果所有（yǒu）被監測籠的髒墊料加在一起量太多，可以減少（shǎo）新鮮墊料的比（bǐ）例，如果還是太多，則可（kě）以充（chōng）分混（hún）勻所有髒墊料（liào）後再取出一部分。

在被監測動物（wù）中，感染自限性病毒(如小鼠輪（lún）狀病毒、小鼠肝炎病毒、小鼠肺炎病毒等)的（de）免（miǎn）疫健全動（dòng）物（wù）的病毒脫落量會隨著時間推移而減少，直到（dào）最終大多數感染被宿主免疫係統清除（chú）。因此（cǐ）為了最大限度地提高檢出率，應該盡量減少（shǎo）髒墊料的稀釋，哨兵籠可全部（bù）使用髒（zāng）墊料而不加（jiā）入幹淨墊料。但（dàn）即便是如此，在單獨通風籠具廣泛使用的今天，仍有可能會（huì）出（chū）現某種病原體在（zài）非常有限的籠盒內低密度流行的情（qíng）況，這時，轉入哨兵籠中的髒墊料所攜帶的有傳染性的病原體的量可能不足以感染哨兵動物，由此就會造成一定（dìng）程度的漏檢。

髒墊料哨兵鼠能有效監測通過糞-口途徑傳播的病（bìng）原體，如小鼠肝炎病毒、呼（hū）腸孤病毒等，但對於主要通過氣溶膠（jiāo）、直接接觸等途徑傳播的病原體，其監測效果就不盡如人（rén）意了（le），例如：仙台病毒、嗜（shì）肺巴斯德杆（gǎn）菌、肺支原體等。

為（wéi）了讓可能存（cún）在的病（bìng）原體有足夠的（de）時間定植和傳播，應（yīng）將（jiāng）哨兵暴露在髒墊料中至少四周。由於這種滯後（hòu）性，對於那些新購入需要盡快完成檢疫進入設施的動物、需要快速反饋微生物結果的（de）動物等，髒墊料哨兵鼠的滯後性無法滿足（zú）其需要（yào）。

廢氣哨兵方案

隨著更多的單獨通風籠具（jù）係統的使用，利用排風口粉塵來（lái）監測動物微生物質量的方案正變（biàn）得越來越流行。這種（zhǒng）方案也有兩個形（xíng）式：

第一種是從單獨（dú）通風籠具的（de）所有（yǒu）籠盒排出的（de）廢氣被輸送到裝有哨兵（bīng）動物的籠子，這直接使哨兵動物暴（bào）露在廢（fèi）氣中，同樣（yàng）的，暴露於（yú）廢（fèi）氣的動物至少要暴露一個（gè）月，以確保哨兵動物感染可能存在的微生物（見圖1），這（zhè）種方（fāng）法使得通過氣溶膠傳播的病（bìng）原體能成功感（gǎn）染哨兵鼠，可以改善監測效果，不過（guò）可（kě）能是由於需要額外使用特殊的哨兵籠通風裝置，該方法（fǎ）的應用並不（bú）廣泛。

圖1:廢氣哨兵鼠籠空氣流向[1]

（引自BioZone, Inc.）

第（dì）二種是使（shǐ）排出的空氣流過裝有粉塵收集介質，直接用PCR方法檢測該介質，也就是我們常說的通風口粉（fěn）塵（Exhaust Air Dust，EAD）檢測。目前這（zhè）種方法（fǎ）被（bèi）更廣泛（fàn）地應用於歐美許多設施的實驗動物微生物監測。與髒墊料哨兵鼠方案相比（bǐ），EAD方案的時效性和檢出率（lǜ）都有了顯著提升，最快暴露後一周就可檢出，且在感染比率非常低（1/63）的情況下就可以（yǐ）成功檢測到感染因子。目前國外的籠具品牌Tecniplast、Allentown以及我國籠具品（pǐn）牌新華醫（yī）療等都推出了專門針對自己（jǐ）的（de）籠具係統所設計的通風口粉塵收集器，盡管它們（men）不是真正的哨兵“鼠（shǔ）”，但承擔著同樣的角色。

不過，這種方法也並非完美，在（zài）使用前，有幾個問題需要了解：

（1）籠盒、籠架設計和EAD監測方案的有（yǒu）效性密（mì）切相關，如果從籠（lóng）盒中（zhōng）排出的空氣經（jīng）過過濾（lǜ）後再排到（dào）主管道，那采集的出風口粉塵是無（wú）法（fǎ）檢測到病原體核酸的。

（2）如果設施中曾經發生過微生物汙染，且籠架（jià）通風管道清（qīng）洗中未清除幹淨所有核酸片段，那就可（kě）能造成假陽性結果。

（3）為保證檢測結果的（de）可靠性，通常建議將樣本外送（sòng）到專業的檢測機構進行分（fèn）析。而這可能會使得（dé）直接檢測成（chéng）本較髒（zāng）墊料哨兵鼠方案更高。

從以上的介紹（shào）可以看出，每（měi）種方案都有自己的可取之處（chù），也同時有難（nán）以避（bì）免的缺點（diǎn），因此在製定監測（cè）方案時，許多設施會同時使用多個方法，以確保最佳的檢測結果。

哨兵鼠的選擇標準

除過濾介質排風係統外，所有齧齒動物健康監測項目都需要使用活（huó）體（tǐ）齧齒（chǐ）動物。以下是選擇哨兵（bīng）動物時需要考慮的標準:

來源（yuán）：哨兵動物應來自經批準的、信譽（yù）良好的（de）供應商或能夠提供完（wán）善質量檢測證據的（de）設施。用（yòng）作（zuò）哨兵鼠的動物不應攜帶所（suǒ）需監（jiān）測的所有病原體。

品係：選作哨兵鼠（shǔ）的動物品係至關重要，常用的品係有ICR小（xiǎo）鼠、SD大鼠等（děng）。通常要遵循的原則有：對所監測的病原體易感、與被監測動物的（背景）品係一致、易於發生血（xuè）清轉化、價格相對低（dī）廉。有（yǒu）些品係的動物（wù）對特定病原體的易感性低，應該避免選作哨兵鼠（shǔ），例如SJL小鼠對呼吸株（zhū）MHV病毒不（bú）易（yì）感、C57BL/6對（duì）MPV有抗性，還（hái）有DBA/2會（huì）存在抗體轉化延遲，也不（bú）適宜作為哨兵鼠。

有少數設施會選擇免疫缺陷小鼠（例（lì）如裸鼠或有毛雜合子）作為哨兵鼠，其感染病原體後表現為持續感染，可提高檢出率；而裸鼠在監測牛棒狀杆（gǎn）菌等免疫健全（quán）小鼠不易感（gǎn）的病原體方麵會（huì）有更好表現（xiàn）。但是由於免疫缺陷動物感染這些病原體後更容易造成更為嚴重的疾病（bìng），因此麵臨動物福利方麵的挑戰。

性別：通常認為雌性比雄（xióng）性更適合做哨兵，因為雄性動物更容易打架，造成傷（shāng）害（hài），且雄（xióng）性動物可能會（huì）導致被監測動（dòng）物計劃外懷孕造成基因汙染。如果（guǒ）要使用（yòng）雄性動物可以去（qù）勢後再使（shǐ）用。

年齡：通常（cháng）選擇在4-6周（zhōu）齡(最大不超過10周齡)的動物作（zuò）為哨兵鼠。這（zhè）是為了確保小（xiǎo）鼠較好的免疫能力，且不會患上與年齡（líng）相關（guān）的（de）疾（jí）病。

替（tì）換：一旦（dàn）哨兵籠中有一個哨兵動物被取出，應該在1-2周（zhōu）內補充。這將最大限度地增加病原體暴露的可能性，並（bìng）使新動物在下一輪檢測之前完成抗體轉化。

哨兵（bīng）鼠（shǔ）采樣

通常，哨兵鼠至少要與被監測動物（wù）或其髒墊料、廢氣接觸至少4周才（cái）可用於檢測，這是因為免疫係統需要1-2周才（cái）能（néng）完成血清轉化，部分（fèn）病原體（tǐ），例如小鼠諾如病毒則需要長達8周的時間才能完成血清（qīng）轉化（huà）。同（tóng）時，細菌和寄生蟲也需要（yào）一定時間定植和增殖到可檢出水平。

檢測頻率通常建議是每季度檢測（cè）一次，但是對於那些動物種類多、數量大、人員進出頻繁、操作頻繁（fán）的設施，以少量多次的形式（shì）可以更好提高檢出效率（lǜ），例如，每月（yuè）檢測一（yī）次。而（ér）對於那些長期都沒有（yǒu）檢出的病（bìng）原體，也可（kě）參考FELASA推薦的做法，降低檢出頻率（lǜ），例（lì）如，每半年（nián）或一（yī）年檢測一次（cì）。

關於哨兵鼠的設置，讀者朋友們還期望關注那些內容（róng）或（huò）者有哪些經驗分享，歡迎在本號留言。

References：

1.Compton SR, Homberger FR, MacArthur-Clark,J. Microbiological monitoring in individually ventilated cage systems. Lab Anim (NY) ，2004，33:36-41.

2.https://www.taconic.com/taconic-insights/quality/rodent-sentinels.html

3.https://www.jax.org/news-and-insights/2005/may/using-sentinels-in-mouse-rooms

4.https://www.criver.com/resources/info-pi-rm-guidebook-strategies-infection-surveillance

5.趙勇, 範春, 朱閩娟（juān）,等. 屏障環（huán）境的哨兵動物應用[J]. 實（shí）驗動物與比較醫學, 2020, 40(1):4.