第 415 期

學術交流
美國明尼蘇達大學實驗動物資源與設施參訪心得紀要
Visit to Research Animal Resources at University of Minnesota

近年來國內的生醫科學研究蓬勃發展，研究內容所應用之實驗動物需求也逐漸多元化，包含基因改造大小鼠、斑馬魚、犬、兔、豬、猴、感染性動物，及動物實驗相關核心設施之建置如行為實驗室、活體影像造影設施等。本院對實驗動物的種類與研究需求呈現多樣性，且趨專業化。有鑑於此，本院實驗動物照護及使用委員會（Institutional Animal Care and Use Committee, IACUC）與實驗動物中心於今年初派員至美國明尼蘇達大學實地考察與學習實驗動物設施之管理制度，並進一步瞭解國際實驗動物管理評鑑及認證協會（Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International, AAALAC International）國際認證作業與後續維持作業，為本院實驗動物研究資源之中長程營運規劃參考。

本次行程並參加明尼蘇達大學IACUC 定期會議與生物安全委員會（Institutional Biosafety Committee, IBC）會議、參觀各種不同類別的實驗動物設施、討論AAALAC認證經驗、獸醫診療巡房、實驗動物麻醉課程等。明尼蘇達大學之主要實驗動物設施位於Minneapolis Campus與St. Paul Campus，動物飼養場所分別位於校園內5所不同建築物，另支援Hormel Institute與Duluth兩處的實驗動物設施與獸醫服務。主要實驗動物品種有大鼠、小鼠、天竺鼠、倉鼠、壁虎（gecko）、蠑螈（eastern red-spotted newts、tiger salamanders）、美西螈（axolotl）、斑馬魚、青蛙（Xenopus laevis）、雀鳥（finches）、犬、貓、山羊、綿羊、兔、牛、馬、獼猴、火雞、雞、松鼠等。設施內共有8位獸醫師、10位獸醫技術員、8位區域組長、70多位飼養人員、機電技術師以及若干行政人員。

本次行程心得紀要
  1. 明尼蘇達大學取得AAALAC認證已多年，前置準備期雖辛苦，一旦工作人員之間達成共識，且取得校方與環安、公安、職安等相關單位的支援，則後續推動較為順暢。美國依據動物福祉法（Animal Welfare Act）照護動物，強調實驗動物的使用與執行實驗之人員需經嚴謹的審查，且由經訓練的人員執行動物實驗（實驗動物計畫書審查與人員訓練），並由美國農業部（US Department of Agriculture, USDA）每年派員現場勘查與監督。有趣的是，該法律不包含實驗用大小鼠與禽類的使用監督，但是由於許多單位申請美國國家衛生研究院（National Institute of Health, NIH）計畫補助，且NIH監督的範疇較廣（包含大小鼠等實驗動物），並以美國出版的Guide for the Care and Use of Laboratory Animals為實驗動物使用與管理監督。最新版之Guide比過去更強調職業危害與人員安全（尤其對過敏原）、各種教育訓練與其成效評估機制、實驗動物計畫書通過後之監督紀錄（Post Approval Monitoring, PAM）、實驗動物設施與動物實驗場所之勘察、實驗動物福祉考量以及其通報機制、動物麻醉與手術之技能等，這些對實驗動物設施的工作人員與研究人員造成衝擊，因此IACUC安排許多機會加強說明（包括內部訓練與對研究人員進行說明會、製作簡介等）。
  2. 明尼蘇達大學有非常完整的線上教學與學習評量系統，包括線上閱讀有關動物福祉相關的法規、機構內IACUC權責與實驗動物計畫書的撰寫、學習並預防人畜共同傳染病、各種生物、輻射、有毒物質的使用原則與注意事項、個人保護裝備與預防醫療措施如施打疫苗、動物的疼痛評估準則與其處理方式等，並於線上完成學習評量測試，合格者的個人資料將輸入人事資料庫，以便人員在申請實驗動物的使用與研究時，由IACUC與實驗動物設施確認其個人資格是否符合之後，才得進行動物實驗。明尼蘇達大學的線上教學系統不僅有個人技能與動物福祉議題，亦包括生物安全、職業健康等不同部門的專業知識，一旦完成學習與評量，日後所有個人紀錄皆儲存於人事系統電腦資料庫裡，並可由授權人員查詢。
  3. 明尼蘇達大學之實驗動物計畫書內容繁瑣，通常一份計畫書內容約15-30頁，以滿足USDA的基本準則，亦依循NIH與Public Health Service (PHS) Policy精神執行。其中對於動物的繁殖、麻醉、手術、疼痛評估、教學等的要求較國內更為嚴謹。
  4. IBC每月召開一次會議，此委員會由20-30位學者組成，主要以專長分類，多位委員共同分享一個專業職務，例如病毒專長的3位委員可輪流代表病毒學者的身分參加每月一次的會議、動物專家、植物專家、獸醫師等，皆由一組人（2-3人）輪流上陣，以減少審查作業的負擔。會中討論議題非常廣泛，主要審查一個月內的申請案，內容中觸及生物危害性材料的使用（尤其是動植物實驗），必須由計畫主持人負責提供實驗操作SOP、人員訓練與Personal Protective Equipment（PPE）相關資料，內容中操作人員的職業健康部分則由大學內職業健康部門審查。
  5. PAM是近年來推廣的實驗動物使用精神。當實驗動物計畫書審核通過後，需建立適當的監測機制，以確定研究人員之執行無誤、符合實驗動物的科學應用精神。機構可聘請有經驗人員執行，亦可由IACUC委員或獸醫師共同執行。依明尼蘇達大學資料顯示，該校有一專人負責查核每月約45個計畫書，確定執行的實驗內容、實驗紀錄與操作人員的技能皆與該計畫書內容相符，如有違規使用事項，必須立刻要求修正或暫停使用。執行PAM人員可以e-mail事先告知計畫主持人或不預期訪查，所有訪查皆需留紀錄，通知研究人員缺失的項目並向IACUC報告。由研究人員照護的動物房舍（investigator managed housing area），則每月由獸醫師進行動物健檢與獸醫服務，並在PAM時共同勘查現場軟硬體與動物狀況。
  6. IACUC Meetings有兩種，一種是全體與會，另一種是指定工作小組（working group meetings），主要執行所有動物實驗計畫書的審查作業。IACUC委員會由30-40位學者組成，涵括多類專長，由幾位委員共同負責一個專業領域之審查。例如擔任中大型動物專長的3位委員可輪流代表中大型動物專家的身分參加會議，麻醉與手術專家、獸醫學院的外科專家、實驗動物獸醫師等，皆由一組人（2-3人）輪流，以減少審查作業與開會的負擔。明尼蘇達大學的所有實驗動物計畫書皆由IACUC會議審查，目的是讓委員有機會發表意見即時討論並立即決議，且嚴格執行利益迴避精神，審查某與會之IACUC委員的實驗動物計畫書時，該委員即主動退場以便進行客觀的審查。
  7. 談到環境硬體與HVAC（heating, ventilation and air-conditioning）空調系統，每個機構都有新舊建築物與特殊地理位置而產生的問題。明尼蘇達大學實驗動物設施的最大問題是冬季的嚴寒，常因空調加熱系統導致空氣過度乾燥，甚至會出現濕度低於30％狀況，因此其溫溼度系統著重在溼度的控制。許多舊建築物內的實驗動物設施於建置初期並無中央監控系統或溫濕度壓差系統，因此為了AAALAC認證所需，多數區域與房間加作中央監控系統，而所有房舍內由人員記錄每日最高溫與最低溫，再與電腦資料交叉比對，所有電腦系統與現場感應器則每季校正一次。依據實驗動物設施的國際認證經驗，ABSL-2動物飼養與實驗區與非人類靈長類（non-human primates）飼養區的壓差（負壓）維持是AAALAC認證不可或缺的HVAC條件。
  8. 關於害蟲控制計畫，除動物飼養房舍之外的共用區域與建築物外環境，明尼蘇達大學採取委外定期噴灑殺蟲劑與捕捉野生松鼠。災害演習計劃（disaster plan）分為天然災害、人為災害、設備異常災害，實驗動物設施著重人為災害與設備異常災害的預防、通報與處理，對於天然災害部分以人員安全為主要考量，隨時掌握氣候狀況，不做過多的替代措施，如果真有異常天然災害，則動員各區域組長與獸醫師前來處理動物狀況。
  9. 職業健康與人員安全是明尼蘇達大學非常重視的議題，所有實驗動物設施的員工被錄取進入該單位時，皆需詳實填寫自評醫療紀錄，並接受身體檢查與各種職前教育訓練。人員在進行髒飼育盒更換與清洗程序時，佩戴正壓呼吸器與全罩式面罩，以杜絕吸入過量塵粒與致敏原，但是平常觀察動物時可佩戴一般外科手術用口罩。剛開始工作人員反映工作速度緩慢且不順暢，但經過一段時間大家認為攜帶正壓呼吸器與全罩式面罩優於N95口罩，且價格亦相差不遠。ABSL-2動物飼養房舍亦使用正壓呼吸器與全罩式面罩。另外動物實驗常使用的氣體麻醉機，亦需在指定操作室操作，該操作室備有下抽式吸煙櫃，使溢出的麻醉氣體直接抽出室外，維護人員安全。
  10. 明尼蘇達大學IACUC與實驗動物設施提供的教育訓練課程內容非常廣泛，無論是線上教學、實驗動物設施的動物麻醉課程、手術課程、安樂死實作、無菌操作程序、生物安全等級2之動物操作、非人類靈長類的操作等，皆定期安排說明與實習課程，他們認為教育訓練是落實動物福祉並追求實驗品質的最佳方法，因此不吝嗇於投入大量的人力與時間。
  11. 明尼蘇達大學實驗動物設施有獸醫技術員與各區組長的職務，不僅負責處理現場的大小事務，亦協助IACUC與獸醫師執行動物醫療與教育訓練課程，這使實驗動物設施的工作更有彈性，人員管理更有效率。如果現場飼養人員因故無法工作或臨時新人接手，皆由各區組長協助訓練人員並安排適當工作，直到能夠獨當一面。而獸醫師本身亦依照當地法規須每2年接受在職教育40小時，否則將撤銷其執照。獸醫師可透過國際性會議如美國實驗動物協會（AALAS）、美國獸醫學會（AVMA）或獸醫專門研討會如臨床獸醫外科研討會（醫生的研習會亦可）、JAX或Charles River實驗室的課程，以及參加演講、網路線上教學課程、文獻閱讀與報告等，依據實際需求與條件進行各種在職訓練，值得我們借鏡。
  12. 在明尼蘇達大學IACUC與實驗動物設施建立了科學應用後實驗動物的領養機制，但需確認被領養的動物無生物危害、化學毒性、輻射危害等任何安全上的疑慮。首先由計畫主持人將實驗動物轉讓給實驗動物設施，再由獸醫師評估後將動物送出。目前為止被領養的動物以犬與松鼠為主。
後記
以美國明尼蘇達大學IACUC與實驗動物設施為例，雖然美國的動物福祉法案通過已久，但是在近15年間才真正具體跨出一大步，從IACUC功能與權責的定位、實驗動物計畫書審查機制的建立與嚴謹且多元化的人員教育訓練是成功推廣實驗動物福祉與法令的重要策略。申請AAALAC認證通過，對於研究人員申請NIH計畫、出版論文，皆有正面積極的加分效應，因此研究人員對嚴謹的法規與管理系統，亦逐漸接受與依循。本院實驗動物中心將於今年度開始積極規劃研究人員的教育訓練課程與內部人員的專業訓練計畫，加強軟體管理，以增進動物福祉，為研究人員準備更專業而標準化的實驗動物資源與設施。
《文/圖：實驗動物中心周京玉獸醫師》