2020 年北京市嚙齒類實驗動物組織病理學監測總結和分析*

李 杰 趙夢洋 賴夢雨 宋銀娟 張茜茜 梁正敏 楊東明 王元智 李志萍 屈孟錦 董玉慧 王浩然 劉一朵 關芷玲 姚 嬌 孫芷馨 陳玉蘭 葛 昕王冬冬 高虹麗 陳 森 趙化芬 李 雯 趙德明 周向梅 楊利峰

(中國農業大學動物醫學院 國家動物海綿狀腦病實驗室，北京 100193)

科學技術是第一生產力，隨著國家大力發展科學技術，實驗動物科學作為科學技術的重要組成部分取得了高速發展。實驗動物質量的抽查檢驗是實驗動物主管部門綜合應用抽查和檢驗兩種方式評價、判斷實驗動物質量的行政行為。實驗動物的特殊性決定了實驗動物抽查檢驗的專業性、技術性和法定性。實驗動物質量監督檢測制度對全面了解實驗動物質量，對實驗動物質量總體水平做出科學的評估，及時發現實驗動物質量存在的問題，采取有效措施，強化實驗動物質量管理與安全意識，保障和維護實驗動物生產穩定進行發揮了重要作用[1]。

病理學診斷一直被認為是準確率高于其他檢查手段的“金標準”。應用傳統病理學方法對實驗動物質量進行系統的評價與檢測，不但為實驗動物質量評價提出可靠準確的依據，還有助于實驗動物學科研究領域和生產實踐的合理、良好、科學的發展，也是對病理學全面發展的詮釋。兩門學科可互相促進，共同進步[2]。本研究擬對北京20多家實驗動物繁育機構2020 年兩次送檢的750 只嚙齒類實驗動物的病理檢測結果進行分析總結，一方面對北京市嚙齒類實驗動物質量總體水平做出科學評估，及時發現實驗動物質量存在的問題，從而為實驗動物的生產、管理和改進提供參考。另一方面強化實驗動物質量管理與安全意識，保障和維護實驗動物生產穩定。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

2020 年5月份和10月份，由中國食品藥品檢定研究院從北京市20多家實驗動物單位總共抽取750只SPF 級、清潔級的小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠和普通級豚鼠4種實驗用鼠進行調查和分析，具體情況見表1。

表1 2020年抽查的750只嚙齒類實驗動物采樣情況Table 1 Classification of 750 rodent samples in 2020

1.2 實驗方法

1.2.1組織切片的制備和觀察：CO2安樂死動物，迅速采集動物的心臟、肺臟、肝臟、脾臟、腎臟、小腸和大腸。經甲醛鈣液(10%甲醛+ 1%氯化鈣)固定后按常規方法制作石蠟切片，HE染色，OLYMPUSU-SRG數碼顯微鏡觀察，采集圖像，記錄結果。

1.2.2肝臟油紅O染色：對HE染色觀察中有中度及以上細胞腫脹的肝臟樣品，抽取部分樣品進行油紅O染色。主要步驟為: 組織塊用甲醛鈣液(10%甲醛+ 1% 氯化鈣) 固定一周，肝臟組織制作冰凍切片，油紅O染色，甘油明膠封片后顯微鏡下觀察并采圖。

1.2.3肝臟PAS染色：同時對HE染色觀察出現中度及以上細胞腫脹的肝臟樣品進行PAS染色。主要步驟為: 甲醛鈣液固定，制作肝組織石蠟切片，高碘酸氧化，Schiff氏試劑染色，蘇木素復染細胞核，甘油明膠封片后顯微鏡下觀察并采圖。

2 結果

2.1 小鼠的病理學變化及統計

共取樣360只，其中SPF級320只，清潔級40只。結果顯示，5例SPF級NPG小鼠、4例SPF級C57小鼠和10例SPF級ICR小鼠脾臟表現出彌漫性白髓細胞減少，髓外造血增加；2例SPF級C57小鼠表現出脾臟輕度出血，含鐵血黃素沉著；1例SPF級BALB/c小鼠心臟表現出心外膜鈣化；1例SPF級BALB/c小鼠心臟表現出心外膜炎；1例SPF級ICR小鼠在大腸腸腔中發現了寄生蟲感染；1例清潔級C57小鼠小腸表現出慢性增生性腸炎；1例SPF級NIH小鼠腎臟表現出局灶性間質性腎炎；2例SPF級KM小鼠肝臟表現出肝細胞腫脹，其中1例經特殊染色證實為肝細胞脂肪變性；1例清潔級ICR小鼠肝臟表現出肝細胞腫脹，經特殊染色證實油紅O染色與PAS染色均為陰性。其余各組織臟器未見明顯病理變化。

2.1.1脾臟病變：與正常脾臟(圖1A)相比，脾臟輕度出血在紅髓中可見棕褐色含鐵血黃素沉積(圖1B); 脾臟彌漫性白髓細胞減少，髓外造血增加，紅髓與白髓界限不清，白髓顯著減少，巨噬細胞呈彌漫性增多(圖1C)。

圖1 小鼠脾臟組織病變情況注: A.正常脾臟; B. 脾臟輕度出血; C. 脾臟彌漫性白髓細胞減少，髓外造血增加；A、B、C為HE染色(× 400) Fig.1 Pathological changes in mouse spleens tissueNote: A. Normal spleen; B. Spleen slight bleeding; C. Spleen diffuse white medullary cell decrease and extramedullary hematopoietic increase; A, B, and C were HE staining (× 400)

2.1.2心臟病變：與正常心臟相比(圖2A)，心外膜炎可見心外膜增厚，炎性細胞浸潤(圖2B)；心外膜鈣化可見心外膜增厚，其內可見大量嗜堿性藍染顆粒狀成分，為大量鈣鹽沉著(圖2C)。

圖2 小鼠心臟組織病變情況注: A.正常心臟；B.心外膜炎；C.心外膜鈣化；A、B、C為HE染色(× 400)Fig.2 Pathological changes in mouse heart tissuesNote: A. Normal heart; B. Epicardial inflammation; C. Epicardial calcification; A, B, C were HE staining (× 400)

2.1.3腸道病變：與正常腸道(圖3A、C)相比，病變大腸腸腔中可見寄生蟲蟲體(圖3B); 慢性增生性腸炎可見黏膜下層增厚，較多漿細胞浸潤，腸腺萎縮(圖3D)。

圖3 小鼠腸道組織病變情況注: A.正常直腸；B.大腸寄生蟲感染；C.正常小腸；D.小腸慢性增生性腸炎；A、B、C、D為HE染色(×400)Fig.3 Pathological changes in mouse intestinal tissuesNote: A. Normal rectal; B. Rectal parasitic infection; C. Normal duodenum; D. Chronic proliferative; A, B, C and D were HE staining(×400)

2.1.4腎臟病變：與正常腎臟(圖4A)相比 ，腎臟間質出現局灶性炎性細胞浸潤(圖4B)。

圖4 小鼠腎臟組織病變情況注: A.正常腎臟；B.間質性腎炎；A、B為HE染色(× 100) Fig.4 Pathological changes in mouse kidney tissuesNote: A. Normal kidney; B. Interstitial nephritis;A and B were HE staining (×100)

2.1.5肝臟病變：與正常肝臟(圖5A)相比，肝細胞腫脹可見肝小葉結構不清晰，未見明顯肝索結構，肝細胞體積變大，胞質中有不同程度的空泡出現(圖5B) ; 對肝細胞腫脹的樣本進行PAS染色(圖5C)和油紅O 染色(圖5D)，顯示肝臟脂肪變性，可見較多紅色大小不一的圓形小滴分布在肝細胞胞漿中，有的圍繞在細胞核周圍，有的聚集呈大脂滴(圖5D) 。

圖5 小鼠肝臟組織病變情況注: A.正常肝臟；B.肝細胞腫脹; C.肝臟PAS染色陰性; D.肝臟脂肪變性；A、B為HE染色(× 400)；C為PAS染色(× 400)；D 為油紅O 染色陽性(×1 000)Fig.5 Pathological changes in mouse liver tissuesNote: A. Normal liver; B. Hepatocellular swelling; C. Liver PAS staining was negative;D. Hepatic steatosis; A, B were HE staining (× 400)；C was PAS staining (×400); D was Oil Red-O staining positive (× 1 000)

2.2 大鼠的病理學變化及統計

共取樣160只，其中SPF級140只，清潔級20只。有15例脾臟表現為彌漫性白髓細胞減少，髓外造血增加；3例肝臟表現出肝細胞腫脹，經特殊染色確定1例為肝細胞糖原沉積。其余各組織臟器未見明顯病理變化。

2.2.1脾臟病變：與正常脾臟相比(圖6A)，脾臟彌漫性白髓細胞減少，髓外造血增加，紅髓與白髓界限不清，白髓顯著減少，巨噬細胞呈彌漫性增多(圖6B)。

圖6 大鼠脾臟組織病變情況注: A.正常脾臟；B.脾臟彌漫性白髓細胞減少，髓外造血增加；A、B為HE染色(×400)Fig.6 Pathological changes of in rats spleens tissuesNote: A. Normal spleen; B. Spleen diffuse white medullary cell decrease and extramedullary hematopoietic increase;A, B were HE staining (×400)

2.2.2肝臟病變：與正常肝臟(圖7A)相比, 肝細胞腫脹可見肝小葉結構不清晰，未見明顯肝索結構，肝細胞體積變大，胞質中有不同程度的空泡出現(圖7B)；對肝細胞腫脹的樣本進行油紅O 染色(圖7C)和 PAS染色(圖7D) ，顯示肝細胞胞漿呈均質淡粉色，其中可見紫紅染色的糖原顆粒(圖7D) 。

圖7 大鼠肝臟組織病變情況注: A. 正常肝臟；B. 肝細胞腫脹；C. 油紅O 染色陰性；D. 肝臟PAS染色陽性；A、B為HE染色(×400)；C為油紅O 染色陰性(×1 000)；D為PAS染色陽性(×400)；Fig.7 Pathological changes in rats liver tissuesNote: A. Normal liver; B. Hepatocellular swelling; C. Liver Oil red O staining was negative; D. Liver PAS staining was positive;A, B were HE staining (× 400)；C was Oil Red-O staining negative (× 1 000)；D was PAS staining positive(×400)

2.3 豚鼠的病理學變化及統計

共取樣210只，其中SPF級30只，清潔級20只，普通級160只。異常主要集中在普通級豚鼠的肺臟，肝臟和小腸。15例間質性肺炎，其中兩只豚鼠同時表現出肝臟膽管上皮增生；13例肝臟細胞胞質中有大小不一的空泡，進行油紅O及PAS染色，結果為6例油O染色陽性，2例PAS染色陽性；5例小腸固有層含鐵血黃素沉積。在SPF級豚鼠中發現1例肉芽腫性肺炎。其余各組織臟器未見明顯病理變化。

2.3.1肺臟病變：與正常肺相比(圖8A), 間質性肺炎的肺泡壁局部增寬，增寬區域肺泡結構消失，在增生的區域及支氣管、血管周圍可見炎性細胞浸潤，鄰近區域可見局部肺泡代償性增大(圖8B)。肉芽腫性肺炎可見肺臟局部出現增生的區域有大量淋巴細胞，巨噬細胞等炎性細胞浸潤，并可見少量的多核巨細胞(圖8C，D)。

2.3.2肝臟病變：與正常肝臟(圖9A)相比，肝細胞腫脹可見肝小葉結構不清晰，未見明顯肝索結構，肝細胞體積變大，胞質中有不同程度的空泡出現(圖9B)；對肝細胞腫脹的樣本進行油紅O 染色(圖9C)和 PAS染色(圖9D)，可見胞漿中大小不一的圓形紅染脂滴(圖9C)，肝細胞胞質呈均質淡粉色，其中可見紫紅染色的糖原顆粒(圖9D)。膽管上皮增生可見肝小葉間及匯管區膽管上皮增生，上皮呈團塊狀生長，不形成管腔(圖9E)。

圖9 豚鼠肝臟組織病變情況注: A. 正常肝臟；B. 肝細胞腫脹；C. 油紅O 染色陽性；D. 肝臟PAS染色陽性；E. 膽管上皮增生；A、B、E為HE染色(× 400)；C為油紅O染色陽性(× 1 000)；D為PAS染色陽性(× 400)Fig.9 Pathological changes of livers in guinea pigsNote: A. Normal liver; B. Hepatocellular swelling; C. Liver Oil red O staining was positive; D. Liver PAS staining was positive;E. Hyperplasia of bile duct epithelium; A, B, E were HE staining (×400); C was Oil Red-O staining positive (×1 000) ;D was PAS staining positive (×400)

2.3.3腸道病變：與正常小腸(圖10A)相比，小腸陳舊性出血可見腸絨毛固有層有數量不等的呈棕紅色的含鐵血黃素沉積(圖10B)。

圖10 豚鼠腸道組織病變情況注: A.正常十二指腸；B.十二指腸陳舊性出血；A、B為HE染色(×400)Fig.10 Pathological changes in guinea pig intestinal tissuesNote: A. Normal rectal; B. Chronic duodenal hemorrhag (× 400);A, B were HE staining (×400)

2.4 地鼠的病理學變化及統計

共取樣清潔級地鼠20只。被檢地鼠中可見3例肝細胞腫脹，經特殊染色確定其中1例為糖原沉積，其余各組織臟器未見明顯病理變化。地鼠基本合格。

與正常肝臟(圖11A)相比，肝細胞腫脹可見肝小葉結構不清晰，未見明顯肝索結構，肝細胞體積變大，胞質中有不同程度的空泡出現(圖11B)；對肝細胞腫脹的樣本進行油紅O 染色(圖11C)和 PAS染色(圖11 D)，其中可見紫紅染色的糖原顆粒(圖11D)。

圖11 地鼠肝臟組織病變情況注: A.正常肝臟；B. 肝細胞腫脹；C. 油紅O 染色陰性；D. 肝臟PAS染色陽性；A、B為HE染色(× 400)；C為油紅O 染色陰性(×1 000)；D為PAS染色陽性(× 400)Fig.11 Pathological changes in hamster liver tissuesNote: A. Normal liver; B. Hepatocellular swelling; C. Liver Oil red O staining was negative; D. Liver PAS staining was positive;A, B was HE staining (× 400); C was Oil Red-O staining negative (×1 000); D was PAS staining positive (× 400)

3 討論

本次抽查檢驗北京市嚙齒類實驗動物的病理變化顯示，大多數送檢的實驗動物基本健康。但來自于不同公司的SPF級小鼠和大鼠的脾臟均表現出彌漫性白髓細胞減少、髓外造血增加；普通級豚鼠普遍表現出間質性肺炎。所有品種及不同級別的鼠肝臟出現個別腫脹、空泡化，但經特殊染色觀察，僅有少數為脂肪變性、糖原沉積。其余不同級別鼠的臟器僅個別出現病理變化。如：心外膜炎、心外膜鈣化；直腸寄生蟲感染；十二指腸慢性增生性腸炎，陳舊性出血；腎臟間質性腎炎。

3.1 肝臟病變分析

在取樣小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠中均出現個別肝細胞腫脹、空泡化。近10年肝細胞脂肪變性，肝細胞腫脹，炎性反應，壞死比較明顯[3-12]，但呈現逐年下降趨勢[10]，說明北京市實驗動物質量控制逐漸標準化。2020年嚙齒類實驗動物肝臟并沒有表現出其他病理變化，如炎性反應、壞死、變性等，排除了肝臟毒性損傷。進行特殊染色處理，僅有極少數為脂肪變性、糖原沉積，可能造成的原因為：①運輸、處死過程中的應激以及部分組織臟器的自溶；②與飼料、飼喂管理方式(飲食、維生素A過量等)以及動物個體差異有關，導致肝臟出現營養紊亂[13]。因此，在實驗動物的繁育過程中，飼料應選用優質的原料、合理恒定的配方及適宜的滅菌方法，動物飲水也應使用滅菌的自來水[14]。

3.2 脾臟病變分析

分別來自不同單位的34例SPF級小鼠和大鼠脾臟表現出彌漫性白髓細胞減少、髓外造血增加。白髓細胞數量減少可能是由于衰老、應激、營養不良、毒素、自身免疫、放射、感染或其他部位的腫瘤引起的。可能是因為被檢測鼠長期接觸某些毒物或者病原微生物(細菌或病毒)引起脾臟濾泡萎縮，濾泡內淋巴細胞凋亡、壞死，淋巴細胞生成減少。隨著時間推移，生發中心和濾泡消失，最終導致脾臟全部淋巴組織數量減少。這些因素還會引起脾臟紅髓巨噬細胞增多，髓外造血增加。實驗動物繁育公司可以排查飼料、墊料中是否有毒素的存在。

3.3 肺臟病變分析

普通級豚鼠肺臟普遍表現為間質性肺炎，其中2例同時表現出肝臟膽管上皮增生，可能與寄生蟲感染或者其他刺激因素有關。肺臟病變可能與墊料質量不達標或飼養密度過大有關，劣質的墊料碎屑及塵埃較多，極易造成異物刺激引發動物肺部炎癥；飼養密度過大、溫濕度不適、通風不良和飼養員清理不及時，室內臭味和氨濃度升高容易誘發氣管炎、肺炎等。因而，在實驗動物的飼養過程中需要注意飼養環境的空氣情況、飼養密度以及通風情況等。選用符合標準的墊料，盡量減少室內墊料碎屑、臭味和氨味等對動物呼吸道的刺激。

3.4 其余臟器病變分析

其余臟器(如心臟、腎臟、大腸、小腸)僅有1例或極少數出現病變。SPF級小鼠大腸出現寄生蟲感染，說明飼養環境需要進一步檢查完善。其他臟器的病變可能與飼料、飼喂管理方式以及動物個體差異有關。另外，運輸、處死過程中的應激以及部分組織臟器的自溶可能對病理學檢查結果都會產生一定影響。

基于以上結果認為，雖然大多數送檢實驗動物基本健康，但嚙齒類不同級別實驗動物的不同臟器出現不同程度的組織病理學損傷。雖然有的嚙齒類實驗動物符合國家微生物學等標準，但仍有部分實驗動物處于亞健康狀態。因此，病理學監測在實驗動物質量評價中有著不可替代的重要作用。通過病理學監測實驗動物的健康狀況對于更好地保障實驗動物的福利和保證科學研究結果的可靠性和準確性具有重要的意義。