長期以來哨兵鼠方案（àn）在（zài）實驗齧齒類動物的（de）微（wēi）生物質（zhì）量監測中都扮演著重要角色，我國《實驗動物微生（shēng）物、寄生蟲（chóng）學等級及監測》（GB 14922-2022）也增加（jiā）了可以“按要求選取哨（shào）兵動物”檢測的描述。本文將就哨兵鼠方案展開討論，與讀（dú）者朋友（yǒu）們一起探討如何設置哨兵鼠，不同設置（zhì）方（fāng）案的（de）優缺點有哪些，並在（zài）此基礎上與讀（dú）者朋（péng）友們探討如何（hé）製（zhì）定適合自己設施的哨兵鼠監測方案。

哨兵鼠（shǔ）是用於監控（kòng）實驗大小鼠飼養環境中病原及病原（yuán）感染的動物，一般與被監測動物（wù）遺傳學背景相同，且微生物背（bèi）景清晰。當被檢測動物群體因數量龐大導致抽樣檢測（cè）成本過高；或被（bèi）檢測動物較為珍（zhēn）貴，不能輕（qīng）易（yì）犧牲（shēng）；又或被監測動物本身是（shì）免（miǎn）疫缺陷動物或（huò）者進行過基因改造免疫功能異常的情況下，不適宜直接抽檢，在這些情況下，都需要使用哨（shào）兵鼠方案解（jiě）決設施內動物微生物質量監控的問題（tí）。按照哨兵鼠與被監測動物的接觸方式（shì）可（kě）分為直接接觸哨兵鼠和髒墊料哨兵鼠，近年來（lái）國外一些機構還創新性使用了“廢（fèi）氣哨兵鼠（shǔ）”。

直接接觸哨兵鼠

直接接觸哨（shào）兵（bīng）鼠是將哨兵鼠和被監測動物放在同一個鼠（shǔ）籠內共同飼養至少4周, 通過直接（jiē）接觸促進微生物或寄生蟲的暴露（lù）和傳播，因此，該方案可以檢測各種不同傳播途徑的微生物和（hé）寄生蟲感染（rǎn），包括直接接觸，氣溶膠，尿液和糞口途徑，這也是該方案（àn）最大的優點。但這個方案最大的缺點是必須在每個籠子裏放置（zhì）哨兵動物，導致其（qí）隻能在被監測動物數量很少的情況下才能使用，否則其監（jiān）測成本將非常高昂（áng），也正是因為這個原因，直接接觸哨兵鼠的使用非常（cháng）少。

髒墊料哨兵鼠（shǔ）

髒墊料哨兵鼠是以間接（jiē）接觸和（hé）延遲反饋的方式監測鼠群的微生物攜帶狀況。可以使用相對較少的動物來監測更多籠動物，通常一到兩籠哨兵鼠可以監測（cè）50-80籠動物，大大降低（dī）了監測成本，在監測成本和監測效果之間達成了良好的平衡，故而是長期以來（lái）最普遍采用的監測方案。盡管現在歐美許多設施正在用更新的排（pái）氣口粉塵樣本監測方案補充和替代它，但目前（qián）階段，我國更多設施依然單獨（主要（yào））采用該方案。

通常而言，每麵單獨（dú）通風籠（IVC或EVC）的（de）籠架可以設置1-2籠哨兵鼠籠，位置通常選擇在最後一個回風位，每籠一般放2-3隻哨兵鼠，每次換籠時將每籠被監測（cè）動物的髒墊料（含糞便）取30-50g到哨兵鼠籠中，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接觸。如果所有被監測籠的髒墊料加在一起量太多，可以減（jiǎn）少新鮮墊料的比例，如果（guǒ）還是太多，則可以充分（fèn）混勻所有（yǒu）髒墊（diàn）料後再取出一部分。

在被監測動物中，感染自（zì）限（xiàn）性病毒(如小鼠輪狀病毒、小鼠肝炎病毒、小鼠肺（fèi）炎病毒等)的免疫健全動物的病毒脫落量會隨著時間推移而減少，直到最終大多（duō）數感染被宿主免疫係統清除。因此（cǐ）為了最大限度地提高檢出率，應該盡量減少髒墊料的稀釋，哨兵籠可全（quán）部使用髒墊料而不加入幹淨（jìng）墊料。但即（jí）便是如此，在單獨通風籠具廣泛使用的今天，仍有可（kě）能會出現某種病原（yuán）體在非常有限的籠盒內低密度流行（háng）的情況，這時，轉入哨兵籠中的髒墊料（liào）所攜帶的有傳染性的病原體的量可能（néng）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（diàn）料哨兵鼠能有效監（jiān）測通過（guò）糞-口途徑傳播的病原體，如小（xiǎo）鼠肝炎病毒、呼（hū）腸孤病毒等，但對於主（zhǔ）要通過氣溶膠（jiāo）、直接接觸等途徑傳播（bō）的病原體，其監測效果就不盡如人意（yì）了，例如：仙台病毒、嗜（shì）肺巴斯德杆菌（jun1）、肺支原體等。

為了讓可能存在的病原（yuán）體有足夠的時間定植（zhí）和傳播，應將哨兵暴露在髒墊料中至少四（sì）周（zhōu）。由於這種滯後性，對於那些新購入需要盡快完成檢疫進入設施的動物、需要（yào）快速反（fǎn）饋微生物結果的動物（wù）等（děng），髒墊料哨兵鼠（shǔ）的滯後性無法滿足其需（xū）要。

廢氣哨兵方案（àn）

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

第一種是從單獨通風籠具的所有籠盒排出（chū）的廢氣被輸送到裝有哨兵動物的籠子，這直接使哨兵動物暴露在（zài）廢氣中，同樣的，暴（bào）露於廢氣的動物至（zhì）少要暴露一個月，以（yǐ）確保哨兵動（dòng）物感染（rǎn）可能存在的微（wēi）生物（見圖1），這種方法使得通過氣溶膠傳（chuán）播的病原體能成（chéng）功感染哨兵鼠（shǔ），可以改善（shàn）監測效果，不過可能是由於需要額外使用特殊的哨兵籠通風（fēng）裝置，該方法（fǎ）的應用並不廣泛。

圖1:廢（fèi）氣哨兵鼠籠空氣流向[1]

（引自BioZone, Inc.）

第二種是（shì）使排出的空氣流過裝有粉塵收集介質，直接用PCR方法檢測該（gāi）介質，也就（jiù）是我們常說的通風口粉塵（Exhaust Air Dust，EAD）檢測。目（mù）前這種方法被更廣泛地應用於歐美許多設施（shī）的實驗動物微生物（wù）監測。與髒墊料哨兵（bīng）鼠方案相比，EAD方案的時效性和檢出（chū）率都（dōu）有了顯著提升，最快暴（bào）露後一周就可檢出，且在感染比率（lǜ）非常低（1/63）的情（qíng）況下就可以成功（gōng）檢（jiǎn）測到感染因子。目前國外的籠具品牌Tecniplast、Allentown以及我國籠具品牌新（xīn）華醫療等都推出了專門針對自己的（de）籠具係統所設計的通風口粉塵（chén）收（shōu）集（jí）器，盡管它們不是真（zhēn）正的哨兵“鼠”，但承擔著（zhe）同（tóng）樣的角（jiǎo）色。

不過，這種（zhǒng）方（fāng）法也並非完美，在使用前，有幾個問題需要（yào）了解（jiě）：

（1）籠盒、籠架設計和EAD監測方案（àn）的有（yǒu）效性（xìng）密切相關（guān），如果從籠盒中排（pái）出的空氣經過過濾後再排到主管道，那采集的出風口（kǒu）粉塵是（shì）無法檢測到病原體核酸的。

（2）如果設施中曾經（jīng）發生過微生物汙染，且籠架通（tōng）風（fēng）管道清洗中（zhōng）未清除幹淨所有核酸片段，那就可能造成假陽性結果。

（3）為保證檢測結果（guǒ）的可靠（kào）性，通常建議將樣（yàng）本外送到專業（yè）的檢測機構進行分析。而這可能會使得直接檢測成本較髒（zāng）墊料哨兵（bīng）鼠方案更高（gāo）。

從（cóng）以上的介紹可以（yǐ）看出，每種方案（àn）都有自（zì）己的可取之處，也同（tóng）時有難（nán）以避免的缺點，因此在製定監測方（fāng）案（àn）時，許多設施會同時使用多個方法，以確保最佳（jiā）的檢測結果。

哨兵鼠的選擇（zé）標準

除（chú）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）體齧齒動物。以（yǐ）下是選擇哨（shào）兵動物時需要考慮的標準:

來源：哨兵動物應（yīng）來自經批準的、信譽（yù）良好的供應（yīng）商（shāng）或能夠提供完善（shàn）質量檢（jiǎn）測證（zhèng）據的設施。用（yòng）作哨兵鼠的動物不應攜帶所需監測（cè）的所有病原（yuán）體。

品係：選（xuǎn）作哨兵鼠（shǔ）的動物品係至（zhì）關重要，常用的品係有（yǒu）ICR小鼠、SD大鼠等。通常要遵循的原則有：對所監（jiān）測（cè）的病原體易感、與被（bèi）監測動物的（背景）品係一（yī）致（zhì）、易於發生血清轉化、價格（gé）相對低（dī）廉。有些品（pǐn）係的動物對特定病原體的易感性低，應該避免選作哨兵鼠，例如SJL小鼠對呼吸株（zhū）MHV病毒不（bú）易感、C57BL/6對MPV有抗性，還有DBA/2會存（cún）在抗體轉化延遲，也不適（shì）宜作為哨兵鼠。

有少數設施會選（xuǎn）擇免疫缺陷（xiàn）小鼠（例如裸（luǒ）鼠或有毛（máo）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菌等免疫健全小鼠不易感的病原體方麵會有更好（hǎo）表（biǎo）現。但是由於免疫缺陷動（dòng）物感染（rǎn）這（zhè）些病原體後更（gèng）容（róng）易造成更為嚴重的疾病，因此麵臨動物福（fú）利方麵的挑戰。

性別：通常認為雌性比雄性更適合做哨兵，因為雄性（xìng）動物更容易打架，造成傷害（hài），且雄（xióng）性動物可（kě）能會導致被監測動物計（jì）劃（huá）外懷孕造成基因汙染（rǎn）。如果要使用雄性動（dòng）物可以去勢後再使用。

年齡：通常選擇在4-6周齡(最大不（bú）超過10周齡)的動物作為哨兵鼠。這是為了確保小鼠較好的免疫能力，且不會患上與年齡相關（guān）的（de）疾病。

替換：一旦（dàn）哨兵籠中有一個哨兵（bīng）動（dòng）物被取出，應該在1-2周內補充。這將最大限度（dù）地增加病（bìng）原體（tǐ）暴露的可能性，並（bìng）使新動（dòng）物（wù）在下一輪（lún）檢測之前完成抗體轉化。

哨兵鼠采樣

通常（cháng），哨（shào）兵鼠至少要與（yǔ）被監測（cè）動物（wù）或其髒（zāng）墊料、廢氣接（jiē）觸至少4周才可用於（yú）檢測，這是因為免疫係統需要1-2周才能完成血（xuè）清轉化，部分病原體，例如小鼠諾如病毒則需要長達8周的時（shí）間（jiān）才能完成血清轉化。同時，細菌和寄（jì）生蟲（chóng）也需要一（yī）定時間定植和（hé）增殖到可（kě）檢（jiǎn）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（shù）量大、人員進出頻繁、操作頻繁的設施，以少量多次的形式（shì）可以更（gèng）好提（tí）高檢出效率，例如，每月檢測一次（cì）。而對於那些長期（qī）都（dōu）沒有檢出的病原體，也可參考（kǎo）FELASA推薦的做法，降低檢出頻（pín）率（lǜ），例如，每半年或一年檢測一次。

關於哨兵（bīng）鼠的設置（zhì），讀者朋友們還期望關注那些內容或者有哪些經驗分（fèn）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（fàn）春, 朱閩娟,等. 屏障（zhàng）環境的哨兵（bīng）動物應（yīng）用[J]. 實驗（yàn）動物與比較（jiào）醫學（xué）, 2020, 40(1):4.