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为解决传统猪血采样(静脉穿刺 / 导管插入)的动物福利问题,研究人员对比导管(CT)、 kissing bugs(KB)、刺血针(PL)和血管成像(VeinViewer?,VV)法,发现 CT 和 KB 应激最小,PL 葡萄糖浓度最低,CT 仍为金标准,PL 具减应激潜力。
在现代畜牧研究和动物医疗领域,准确监测动物健康状态依赖于高质量的血液样本采集。然而,传统针对猪的血液采样方法,如静脉穿刺或导管插入术,往往需要对动物进行约束甚至麻醉,这不仅会给猪带来显著的应激反应,还可能引发疼痛和不适,严重影响动物福利。此外,猪的血管较深且不易观察,对操作人员的技术要求极高,导致采样过程耗时且效率低下。因此,寻找一种既能减少动物应激,又能保证样本质量的替代采样方法,成为当前兽医研究和动物护理领域的重要课题。
瑞士 Agroscope 养猪研究小组的研究人员 C. Xavier、F. A. Eugenio 等人开展了一项开创性研究,旨在评估几种新型血液采样方法在猪中的可行性和效果。该研究成果发表在《BMC Veterinary Research》上,为猪血液采样技术的革新提供了重要参考。
研究人员采用了四种血液采样方法进行对比分析,包括作为金标准的颈静脉导管插入术(CT),以及三种替代方法:吸血昆虫亲吻虫(Dipetalogaster maxima,KB)、人类医学中常用的刺血针(PL)结合干血斑技术,和基于近红外成像的血管可视化设备(VeinViewer?,VV)。实验对象为 6 头雌性大白猪,在四个时间点采集血样,通过评估采样难度、动物应激指标(如血浆皮质醇浓度)以及葡萄糖等代谢物水平,系统比较了不同方法的优劣。
研究中使用的关键技术方法包括:
- 导管插入术(CT):通过手术在猪颈静脉植入导管,作为长期采样的金标准方法,可多次采集高质量血样。
- 亲吻虫(KB)采样:利用吸血昆虫的无痛叮咬特性采集血液,需控制昆虫数量和采样时间,并通过穿刺昆虫腹部收集血液。
- 刺血针(PL)结合干血斑技术:在猪耳部静脉穿刺后,将血液滴在滤纸上制成干血斑,用于后续代谢物分析。
- 血管可视化设备(VeinViewer?,VV):通过近红外成像辅助静脉穿刺,评估其对采样成功率和动物应激的影响。
结果分析
采样难度与应激反应
- 应激评估:通过直接观察和视频分析猪的行为反应,发现导管法(CT)和亲吻虫法(KB)的应激指数最低,而血管可视化法(VV)因需使用鼻绳约束,导致猪的应激水平显著升高。刺血针法(PL)的应激程度介2于中间。
- 操作难度:操作人员反馈显示,血管可视化法(VV)操作最困难,而导管法(CT)和亲吻虫法(KB)相对容易。但亲吻虫法耗时长达 50 分钟,远高于其他方法的 2-3 分钟。
血液样本质3量与代谢物浓度
- 样本数量与质量:导管法(CT)的样本合格率最高,几乎无溶血现象;亲吻虫法(KB)虽成功率较高,但 25% 样本出现溶血,且 29% 样本量不足;刺血针法(PL)的干血斑样本中仅 24.8% 含有足够血量。
- 葡萄糖浓度4:导管法(CT)和血管可视化法(VV)的葡萄糖浓度相近(分别为 93.2 mg/dL 和 94.7 mg/dL),而亲吻虫法(KB)和刺血针法(PL)显著较低(73.8 mg/dL 和 6.1 mg/dL)。相关性分析显示,KB 和 VV 的葡萄糖水平与 CT 具有显著相关性(r=0.54 和 r=0.47)。
- 皮质醇浓度1:刺血针法(PL)的皮质醇浓度最低(2.9 ng/dL),显著低于其他方法(CT、KB、VV 均在 19-21 ng/dL 之间),但各方法间的皮质醇水平相关性较高(Spearman 系数 0.52-0.64)。
结论与讨论 1
该研究表明,尽管导管插入术(CT)作为金标准在样本质量和稳定性上表现最优,但其需要手术植入和长期护理,可能对猪的社交行为和福利产生影响。亲吻虫法(KB)虽能显著降低动物应激,且其采集的血液代谢物与静脉血具有较高相关性,但采样时间过长和潜在的生物安全风险(如昆虫携带病原体)限制了其实际应用。血管可视化法(VV)虽能辅助静脉定位,但增加的约束应激使其优势未能体现。刺血针法(PL)结合干血斑技术显示出一定潜力,其较低的应激水平和操作简便性值得进一步优化,尤其是在提高样本量和代谢物回收率方面。
研究结果为猪血液采样技术的改进提供了多维度参考:对于需要长期、高质量采样的研究,导管法仍是可靠选择;而在注重动物福利的短期采样场景中,刺血针和亲吻虫法具有转化应用前景。未来研究可进一步探索更优化的穿刺部位、样本保存条件及昆虫采样的生物安全控制,以推动这些替代方法在畜牧生产和兽医研究中的实际应用。
该研究不仅为猪的血液采样提供了科学依据,也为其他动物物种的微创采样技术开发提供了借鉴,有助于推动动物医学领域向更人道、高效的方向发展。