第二节　动物伦理

伦理学是对人类道德生活进行系统思考和研究的学科。随着社会政治、经济、文化和科学技术的发展，伦理学的理论在逐步完善，其研究的领域也在不断扩大，医学伦理、经济伦理、政治伦理、生态伦理、科技伦理、网络伦理、动物伦理等交叉学科纷纷出现，其中动物伦理学就是研究人与自然、人与动物关系的学科。动物伦理学提出了诸如人类应该如何认识动物、对待动物、利用动物、保护动物等一系列问题。动物保护运动在生命科学领域的影响促进了生命科学实验动物伦理规范的建立。在舆论的影响下，试验者开始关注被试验动物的福利，通过对待动物的善行以显现人类的德性。人道主义者史怀泽说：“伦理不仅与人，而且也与动物有关。动物和我们一样渴求幸福、承受痛苦和畏惧死亡。”因此，从伦理学的角度来看，人类必须善待动物，必须尊重和珍惜生命，避免给动物带来损伤和痛苦。

生命科学的发展离不开实验动物，利用实验动物进行科学研究的过程充满了伦理挑战。在很多人眼里，实验动物只不过是实验过程中的一种工具，是一种特殊的“活的仪器或试剂”。然而，实验动物和人类一样是有血有肉的生命体，一样有感知、感情和喜怒哀乐，应该以神圣的责任感和同情心善待实验动物。

一、“3R”原则

尊重生命，科学、合理、仁道地使用动物是生命科学研究中使用动物的总原则，而“3R”原则就是其在实际工作中的具体体现。

1959年，英国动物学家Russell和微生物学家Burch在《人道主义实验技术原理》一书中第一次全面系统地提出了“3R”理论。“3R”是指替代（replacement）、减少（reduction）、优化（refinement）。其含义是在不影响试验结果的前提下，尽可能用非动物的方法或用低等动物代替高等动物进行科学研究；在获得预期数量和精度的信息基础上尽可能减少动物的使用数量；尽可能完善实验程序和改进实验技术，避免或减轻给动物造成与实验目的无关的疼痛和紧张不安等。目前，“3R”原则已经在世界范围内成为动物实验共同遵守的原则。

（一）替代

替代是指使用其他方法而不用活体动物，或者使用低等动物替代高等动物进行实验，并能获得相同实验结果的科学方法。替代可进一步分为相对替代和绝对替代，前者指应用体外培养的脊椎动物细胞、组织或器官等替代活体动物，或者用进化程度低等的脊椎动物替代高等脊椎动物。后者则是指完全不使用动物，如采用3D打印模型、计算机模型等。根据替代的程度，又可分为部分替代和全部替代，前者指利用替代实验来代替整个动物实验研究计划中的一部分或某一步骤，后者指用新的替代方法取代原有的动物实验方法。对于替代方法，应该有科学的认识和评价。有些实验，应用体外方法不仅能够获得与动物实验一致的结果，而且还可能是最佳的实验方法。有些新的替代方法和技术可作为动物实验研究的补充，有助于减少使用动物的数量。

相对于哺乳类动物，鱼类属于低等脊椎动物，至今，鱼类是否能感知疼痛还存在很大争议，疼痛的意识或感知依赖于大脑皮层特定区域的功能，从解剖结构上看，鱼类还没有哺乳动物相应的感知疼痛的功能区域，可以推测鱼类无法体验到人类理解的疼痛，因此，鱼类的福利伦理要求相对较低。

（二）减少

减少是指在遵循科学原则的基础上，通过合理的实验设计，使用较少量的动物获取同样多的实验数据或使用一定数量的动物获得更多实验数据的方法。减少动物用量的伦理和经济目标是使遭受疼痛和不安的动物数量减至最少，避免动物、药品和实验用品等资源的无谓浪费。一般在保证实验结果科学性的前提下，减少动物用量的途径大致有三种：一是不同的科研实验项目尽可能合用动物；二是使用高质量的实验动物（如SPF动物），以质量代替数量；三是使用合理的实验设计，控制实验中的生物学变异来源。很多科研方案可以选取不同的研究路线来减少动物的使用量，但是，有些动物实验例如药品的法定检验项目，规定的动物数量不允许减少。

（三）优化

优化是指通过改进和完善实验程序，或为动物提供适宜的实验环境，避免或减少实验过程对动物机体造成损伤，减轻动物遭受的痛苦、不安和应激反应的科学方法。疼痛和不安可由实验或非实验因素引起，可通过良好的实验方案设计和改善动物福利得以解决。

优化的研究范围涉及实验动物和动物实验两个方面，总体来说是一个科学化、规范化和标准化的过程。具体内容包括：①实验方案的优化，如实验动物的选择与使用，造模方法和动物模型选择，研究设计与统计分析等；②实验指标的优化，实验指标应该尽量全面，尽可能将实验过程中动物的变化全面记录下来，如体重、饮食、活动、生理生化指标等；③实验技术的优化，如操作技术、麻醉技术、环境指标、仁慈终点的判定、安死术等。优化的原则不但符合伦理学的要求，从实验技术和科研角度出发，优化动物实验过程对动物实验结果的科学性、重复性也非常有价值。

“3R”原则是尊重生命，科学、合理、仁道地使用动物的具体体现。过去人们强调“3R”主要出于对动物福利的考虑，近年来人们逐渐认识到应用“3R”不仅是适应动物保护主义和对动物伦理学负责任的一种需要，也符合生命科学发展的要求，“3R”原则也因此成为各国际组织和各国实验动物法规的重要内容。

二、应激、疼痛和痛苦

动物与人类有着相似的神经系统解剖结构和生理功能，应激、疼痛和痛苦同样可以发生在动物身上。在动物实验中减少动物的应激、疼痛和痛苦不仅是保护动物的需要，也对提高生命科学研究的质量具有重要意义。因此，从伦理和科学的角度都需要研究、分析、评价动物在实验过程中可能发生的这些不良反应。

（一）基本概念

应激（stress）是动物机体对施加于它身上的任何刺激作出的适应性和应对性反应。环境、噪音、追赶、抓取、戏弄、挑逗、刺激等都能引起动物的应激反应。疼痛（pain）是由于机体内外较强的刺激而产生的机体损伤，包括伤害性刺激作用于机体所引起的痛觉，以及机体对伤害性刺激的疼痛反应。痛苦（distress）是由持续的或反复的疼痛刺激、疾病、抑郁、焦虑、恐惧、紧张和不安产生的一种消极的感情状态。

（二）表现形式

过度和持久的应激反应会影响动物内脏功能，使之失调，导致多种病变，如心理失衡、自主神经功能紊乱、内脏血管过度紧张收缩形成多种内脏病变及内分泌失调等，严重的可使内在功能下降。

疼痛包含主观的感觉和体征，当伤害性刺激作用于机体时，除可以产生痛觉外，还引起痛反应。前者是一种主观感受，后者则主要表现为机体各种生理功能的变化，是机体对一定程度的疼痛刺激迅速作出适应性的防御反应。例如，大鼠或小鼠在准备采食时遭到电击的情况下，只需一两次试验之后就不会靠近饲料盒，表现出逃避和防御反应。动物躯体周围神经或中枢神经组织因伤害性刺激受到损伤后，或机体在持续的疾病状态（如肿瘤）下，疼痛会一直发展下去，并表现出慢性的疼痛，当持续疼痛的状态超过了动物的适应阈值就会引起痛苦。

动物无法用语言表达疼痛感受，疼痛反应在应答伤害性刺激时往往表现为行为反应。行为反应是指机体应对伤害性刺激所作出的躲避、逃跑、反抗、攻击等整体反应，由一系列躯体和内脏的反射性反应组合而成。疼痛初发时所引起的行为反应是收缩性、保护性反应，同时可伴有声音反应。声音反应具有一定的提示意义，如急性痛会引起动物的尖叫和怒吼，而慢性痛则使动物呻吟和叹息，声音反应可以唤起其他动物尤其是其同类的注意和同情。有时动物不得不改变自己的运动模式以使受伤害的肢体得以恢复，如跛行等。有时动物会退缩到比较安全的地方，并且避免除必需的活动以外的一切活动行为。

应激、疼痛和痛苦还会在动物体内引起一系列的生理生化反应，如呼吸频率增加、呼吸幅度减弱，还会影响心血管系统，导致心率加快，严重的疼痛甚至会引起循环衰竭，伴有肢端苍白、外周脉搏减弱等症状。实验动物的应激、疼痛和痛苦直接影响到其本身，也必然影响实验过程，使实验结果难以评价。

（三）疼痛与痛苦的评价

动物的疼痛和痛苦反应所表现出来的行为、生理和病理的改变，在很大程度上会干扰动物实验结果的科学性。所以，从伦理和科研的角度，都需要对动物所承受的疼痛和痛苦进行观察、判断和评价。研究表明，动物面部表情的改变可以作为评价动物疼痛的一种方法，如通过判断小鼠眼部、鼻子、面颊、耳朵、胡须的改变程度来为其痛苦表情评分（图3-1），从而评价动物所受疼痛的程度。

不同的实验方法中所用的疼痛评判标准不同。动物的行为和生理变化如外观、活动性、性情、声音、饮食和体重、生理生化指标等也是评价其疼痛的常用方法，这些方法比较简单、直观，但由于动物个体差异和观察者的主观因素，具有一定的局限性。

对动物疼痛和痛苦的真实客观评价虽然比较困难，但其影响动物实验结果的科学性和准确性这一事实不容忽视。因此，在动物实验过程中，应通过改善动物福利，使用麻醉、镇痛或抗焦虑药物等措施来减少动物所遭受的应激、疼痛和痛苦。在不影响实验结果判定的情况下，应选择“仁慈终点”结束实验，避免延长动物承受痛苦的时间。

三、仁慈终点

（一）仁慈终点的概念

仁慈终点（humane endpoint）是指动物实验过程中，在达到实验目的的前提下人为选择结束实验的某一个阶段或某一点。选择和确定仁慈终点的目的是为了在动物遭受不必要的疼痛和痛苦之前准确地预测出结束实验的终点，最大限度地缩短实验时间，避免或减轻实验后期给动物造成的疼痛和痛苦。

（二）仁慈终点的选择原则

仁慈终点的确定与动物感受到的不适、疼痛和痛苦的变化程度有着密切的相关性，以动物偏离正常状态的程度作为判定仁慈终点的客观基础。选择仁慈终点的原则可以从以下几方面考虑：

1.当动物承受的疼痛和痛苦已致其生理功能受到损害或行为出现紊乱，即使是偶尔出现，但已影响到正在研究的某些变量，这样的动物不能再继续提供科学有用的信息资料。

2.已达到实验目的且在动物出现较大痛苦之前，或当实验对动物造成的伤害与痛苦超过预期并不可控制，即此时动物所承受的伤害超过实验探索内容的价值。

3.实验给动物造成非常强烈的痛苦，以致动物的精神状态持续低下，并出现体重减轻、食欲丧失、体温降低、呼吸困难、虚弱或濒死。

4.严重感染且抗生素治疗无效并伴随动物全身性不适症状；患肿瘤且肿瘤生长超过动物原体重的一定比例或肿瘤直径超过一定范围；患有其他疾病而无法治疗或预后不佳。

5.某些实验可预知会给动物造成严重的痛苦甚至死亡，早期阶段就可以获得研究结果。如在研究糖尿病移植性治疗时，可用血糖水平的高低替代死亡作为治疗效果的判定指标。

在肿瘤模型、感染性疾病、疫苗激发、疼痛模型、创伤、单抗制备、毒理学反应评估、器官或系统故障以及心血管休克等实验临近终点时，动物会遭受无法减轻的剧痛和不适，如果实验设计时以死亡为终点，就有悖于动物伦理的基本原则。最理想的仁慈终点是在造成动物死亡前甚至在动物的疼痛和痛苦发生前就结束实验。

（三）仁慈终点的意义

动物实验过程会给动物造成不同程度的疼痛与痛苦，选择动物濒临死亡或遭受剧烈疼痛与痛苦的最早标志作为动物实验终点是研究人员的伦理责任，也是人道主义的具体表现。疼痛和痛苦会使动物生理上发生改变，导致同一实验处理而结果出现多样性的情况。特别是实验后期动物接近死亡时，生理上的变化可能产生一些误导性的结果。开展动物实验之前的预实验对仁慈终点的确定十分必要，特别是在不能完全掌握实验处理会对动物产生何种影响或何种程度的影响时尤为重要。使用少量动物开展预实验研究能够帮助实验者了解动物的死亡率、受影响的渐进度、严重程度以及需要进行观察的频率，以确定一个出现在早期的仁慈终点。

四、实验动物安死术

（一）安死术的意义

安死术或 安乐死（euthanasia）一词源于希腊语，原意是指“没有痛苦的死亡”或“快乐的死亡”，也有人翻译为“无痛苦致死术”。安乐死是一个古老的话题，其渊源可以追溯到史前时代，是从古至今人们对终止生命，从而解除极度痛苦的一种需求。安乐死观念的提出和实施冲击了传统的伦理道德观念，极大地改变了人类的生死观，引起了包括医学、法学、伦理学、生物学及宗教的思考，所产生的争议从未停止过。随着人们对生命与尊严的关怀和深刻思考，安乐死逐渐被更多的人接受与重视，荷兰、比利时、日本、瑞士等国家已经从法律或医学上承认了安乐死。

在科学研究中，随着对动物福利伦理意识的普遍提高，研究人员对实验动物的死亡不再漠然置之、麻木不仁。安死术是动物实验中为了取得实验数据、作例行淘汰、实验完结、动物失去重要肢体器官、或动物持续承受无法控制之痛苦时处死实验动物的一种手段。从动物伦理角度出发，在不影响实验结果的同时，尽快让动物没有惊恐或焦虑而安静地、无痛苦地死去，体现了人类对实验动物的关爱和敬畏。

（二）安死术的前提

实验动物安死术使用的范围或条件如下列几项：

1.动物实验结束之后需要淘汰处死动物。

2.因采集动物器官、组织等样本而必须处死动物。

3.动物遭受严重不可逆伤害已危及其生命健康，不适合继续饲养。

4.动物承受的疼痛程度超过预期且无法恢复。

5.动物发生严重感染、肿瘤或其他疾病而无法治愈。

6.动物出现持续体重下降、食欲缺乏、体温异常、衰竭或垂死状态。

实验动物若符合以上任一项情况，即可以人道的方式对其施予安死术。“人道”包含了动物在临死时生理和心理两方面的需求，既不会产生肉体的疼痛，也不会引起精神上的痛苦、恐怖、不安及抑郁。

（三）安死术的基本要求

不管采用何种安死术方法，都应遵循以下基本要求：

1.在短时间内达到无痛苦死亡的目的，尽量避免实验动物产生惊恐、挣扎、喊叫。

2.不影响实验结果或标本采集，不影响后继研究工作的组织化学变化或病理学变化。

3.方法经过验证，科学、可靠且可重复。

4.药品易得，设备操作简单且便于维护。

5.不影响操作人员情绪、健康和安全，特别是在使用挥发性麻醉剂如乙醚、氨氯醚、三氟乙烷时，一定要远离火源。

6.地点选择应远离其他动物，并对公共卫生、环境影响最小。

7.实施安死术后，操作人员应检查确认动物是否已经死亡，通过对呼吸、心跳、瞳孔、神经反射等指征的观察，对死亡作出综合判断。

8.将动物尸体进行无害化处理。

虽然安死术的整个过程很难做到完全没有疼痛和痛苦，但可以通过设定实施安死术的特殊环境条件或改进设备、提高技术水平来适当减少动物的痛苦。注射药物和物理性安死术方法对操作人员的技术要求较高，如果技术不熟练，不仅易造成人员受伤，更可能使动物未完全死亡而导致极大的痛苦。因此，对实验动物实施安死术，应在实验动物医师的指导下进行。

（四）安死术的方法及道德评价

实验动物安死术的方法总体来说有三大类：吸入药物法（二氧化碳、氮气、一氧化碳、乙醚、氟烷等）；注射药物法（巴比妥类、乌拉坦类、氯化钾、水合氯醛、硫酸镁等药物）；物理方法（颈椎脱臼、断头、放血、枪击、电击等）。这些方法虽都是公认的方法，但从伦理道德对其进行评价，仍可分为下面几个等级：

1.完全可接受的人道方法

这些方法被认为是最人道、最安全的，对多数动物均适用。如静脉注射药物是动物安死术的首选方法，巴比妥类药物及其衍生物是首选注射药物。判断一种安死术方法是否是“为人们所接受的人道方法”最重要的标准是能够使动物的中枢神经系统在实施早期即发生阻抑，从而丧失各种知觉（主要是疼痛）和意识。根据这一标准，一些视觉上“残酷”的方法如颈椎脱臼或放血致休克死亡也是人道的，但前提是在动物麻醉或失去知觉后执行。

2.可以接受的方法

这些方法也是人道的，但在使用对象上有限制。如二氧化碳吸入法，由于其相对安全，使用方便，成本低等优点，已被广泛应用于啮齿类、兔、禽类等小型动物。但犬、猪等动物若暴露在浓度不断增加的二氧化碳下会有严重挣扎和痛苦，不适用于此方法。

3.在一定条件下可接受的方法

这些方法可能会不人道，如心脏注射药物会给动物带来巨大的疼痛，因此只适用于呈现垂死、休克或深度麻醉状态的动物。这些方法也可能会给操作人员带来安全隐患，如当使用吸入麻醉剂（如乙醚）处死动物时，可能会危害到操作人员，必须做好防护措施。

4.不能接受的方法

这些方法是不人道的，不会考虑单独用于动物的安乐死，但可以与一些安死术药物联合使用。如静脉注射氯化钾会产生严重的心脏疼痛，在使用前必须先用镇静剂，以减轻安死术药物引起痛苦表现。

总之，在具体实施安死术操作时，应根据动物种类、年龄、体重、数量等因素选择合适的方法，还应考虑动物的温驯度、健康状态、保定方法以及对疼痛、窘迫和疾病的感受等。