Abbruchkriterien aus wissenschaftlicher Sicht
Margarete ArrasPD Dr. med. vet. DipECLAM
Institute of Laboratory Animal Science Vetsuisse Faculty University Zurich
Bundesinstitut für RisikobewertungCharite – Universitätsmedizin BerlinGesellschaft für Versuchstierkunde
2. Fortbildungsveranstaltung für TierschutzbeauftragteBerlin, 28. Mai 2009
DefinitionAnzeichen für Belastung, bei deren Vorhandensein ein Tier aus dem Versuch genommen wird.
Versuchsabbruch durch EuthanasieWenn mit der Verlängerung des Lebens des Versuchstieres kein wesentlicher Gewinn an Erkenntniszu erreichen ist und die Verlängerung des Lebens mit Schmerzen und Leiden verbunden ist.
Euthanasiezeitpunkt bei belasteten Tieren: so früh wie möglich, so spät wie nötig
Grundlage für Entscheidung zur Euthanasie→ vor Versuchsbeginn fest gelegt
Abbruchkriterien
3R Prinzip: ReplaceReduceRefine
Begründung für Abbruchkriterien
Ethische Forderungen
William M. S. Russell (†) & Rex L. Burch (†) The Principles of Humane Experimental
Technique(1959)
ÜberwachungsprozedereDetektion und Gewichtung
der einzelnen Kriterien
Arbeitsanweisung
Gesamtbeurteilung
Therapie Überwachungsfrequenz
Euthanasie
Abbruchkriterien: Umsetzung• Versuchsverlauf• Relevante Anzeichen
versuchspezifisch, allgemein metrisch, parametrisch
• Scoring System• Festlegen des Abbruchkriteriums• Festlegen der Beobachtungszeitpunkte• Score Sheet
Versuchsverlauf: bekannt, progressiv
Beispiele chronische ErkrankungenVirusinfektionToxizitätstests ImpfstoffentwicklungTumorwachstum
Zeit
Belastung Behandlung A
Behandlung B
Versuchsverlauf: unbekanntoder fraglich
Zeit
Behandlung A
Behandlung B
Beispiele Therapieversuchchirurgische Fragestellunggenetische Modifikationneues Modell
Belastung
Modell PathogeneseKrankheitsverlaufSymptomeSchmerzen, Leiden
Schäden, AngstTodeszeitpunkt
Pilotprojekt Vorversuch
Versuchsverlauf: unbekanntoder fraglich
Festlegen der Abbruchkriterien
… a total scoreabove 8 would warranteuthanasia.
… mice with 2 or more individualmaximum scoresshould be euthanized.
from University of Virginia
Versuchsabbruch festlegenVersuchsverlauf: bekannt, progressiv
Zeit
signifikanter Unterschiedzwischen den Gruppen schwere Belastung
Behandlung A
Behandlung B
Versuchs-abbruchBelastung
Versuchsabbruch festlegenVersuchsverlauf: unbekannt oder fraglich
Zeit
Symptome
Ab-bruch Behandlung A
Behandlung B
signifikanter Unterschiedzwischen den Gruppen
schwere Belastung
Belastung
Belastung
Zeit
Belastung
Zeit
Behandlung A
Behandlung B
Überwachungszeitpunkte
Überwachungsintervall festlegen
… Beeinflussung durch Schmerztherapie und andere Faktoren ..
Metrische Anzeichen: Futteraufnahme
Futteraufnahme nach Laparotomie
F o o d c o n s u m p tio n
0
5 0
1 0 0
1 5 0
c o 1 2 3 4 5 6 7 8 9
t im e [d a y]
[% ]
B u p re n o rp h in e 0 .1m g /k gF lu n ix in e 5 m g /k g
0
20
40
60
80
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12post-operative days
[%]
Futteraufnahme nach Transmitterimplantation
Datum Tier-Nr. Zeit Zeit Zeit
Parameter Score 0 Score 1Abbruchkriterien an Tag 4 post-operativ
mindestens 3 mal Score 1 in
Aeusseres Erscheinungsbild
geputzt, Fell glatt, Körperöffnungen sauber
struppig, Körperöffnungen schmutzig, mit Kot verschmiert an Tag 5 post-operativ
Spontanverhalten
aufmerksam, versteckt sich, hoppelt, neugierig, ungestört
apathisch, ängstlich, zurückgezogen (hockt in der Ecke), schläfrig
Augen wach, normal
vorstehend, starrer Blick, blickt ins Leere, halbgeschlossen
Atemfrequenz in Ruhe
<120/min (d.h. weniger als zwei Atemzug pro Sekunde)
>120/min (d.h. mehr zwei und mehr Atemzüge pro Sekunde) über 10min
Wasseraufnahme
gute Wasseraufnahme (z.B. ml in Wasserflasche fehlen)
kaum Flüssigkeitsaufnahme (Wasserflasche weitgehend unverändert)
Futteraufnahme, Pellets gute Futteraufnahme Futter weitgehend unberührt
Futteraufnahme, Heuoffensichtlich gut, nicht identifizierbar Heu offensichtlich unberührt
Reaktion auf Berührung
Muskelspannung, nimmt Berührung wahr, leichte Abwehr, Flucht, Klopfen
schläfrig, apathisch, keine Reaktion, Muskelspannung schlaff, vermindert
Körperoberflächentemperatur warm
Körper fühlt sich kühl an, Ohren kühl, Akren kühl
Körperinnentemperatur 38.5°C-39.5 < 38.5°C oder >40°C
WasserhaushaltHautfalte verstreicht sofort
Hautfalte bleibt stehen, Zeichen von Austrocknung
Ernährungszustand, palpatorisch
normal oder wenig reduziert
deutlich reduziert, Hüftknochen gut fühlbar (stehen heraus)
Körpergewicht
Operationswunde Primärheilung, gute Wundheilung
Rötung, aufgebissen, Fäden zerbissen, geschwollen, Sekretion, Sekundärheilung
Harnabsatz viel, normal kaum, wenig, konzentriert
Kotabsatz
normal, kleine Kotbällchen in normaler oder leicht reduzierter Menge deutlich reduziert, gering
Koprophagiekein caecotropher Kot sichtbar
caecotropher Kot liegt herum oder ist am Anus verschmiert
Kotabsatz, Harnabsatz, Koprophagie, Atemfrequenz, Körperinnentemperatur, Körperoberflächentemperatur, Futteraufnahme (Heu oder Pellets), Wasseraufnahme
Körpergewicht ist gegenüber Tag 4 nochmals deutlich gesunken, d.h. Reduktion um >20 g.
an Tag 4 post-operativ mindestens 3 mal Score 1 in
Kotabsatz, Harnabsatz, Koprophagie, Atemfrequenz,Körperinnentemperatur,Körperoberflächentemperatur,Futteraufnahme (Heu oder Pellets),Wasseraufnahme
an Tag 5 post-operativ Körpergewicht ist gegenüber Tag 4nochmals deutlich gesunken, d.h. Reduktion um >20 g.
Kaninchen: basic score sheet
Hemilaminektomie Ratte
Versuchsabbruch (Euthanasie) ab (3) 4-6 je nach potentieller Therapiemöglichkeit.Abbruchkriterien:
15-20%
feucht, stark gerötet, warm, Schwellung
lahm , Fuss geschwollen, nekrotisierend
sichtlich abgemagert, dehydriert, apathisch3
7.5-15%
z.T. klaffend , blutig, warm, gerötet
lahm , Fuss geschwollen
stark vermindert, (kein Explorationsverhalten, gewölbter Rücken)2
5-7.5%klaffend, lahm
vermindert (gewölbter Rücken, bewegt sich zögernd) z.T. aggressiv1
0-5%gut, trockengutgut (normales Verhalten)0
KGW -VerlustWunde
Funktion der Hinterglied-
massenAllg.BefindenWert
Legende
Score
Tier n° 1, Markierung linken Ohrs
Tier n° 2, Markierung rechten Ohrs
Tier n° 3, ohne Ohrmarkierung
1 2 3 4
Allg. Befinden
Ohren/Augen/Extremitäten
Färbung
Extremitäten, insbes.
Hintergliedmassen Temperatur
Beweglichkeitlokomotorische
Aktivität
0 gut (normale Aktivitäten, z.B. Fressen, Ruhen, Bewegen)
rosa bis rötlichrosa
warm, normale Funktion
normales Bewegungsverhalten, munter
1
vermindert (gewölbter Rücken, bewegt sich verlangsamt) angestrengte Atmung, eingefallene Flanken hellrosa kühl, leichte Lahmheit
Bewegungen erschwert, Bewegungsverhalten vermindert, bewegt sich aber freiwillig
2
Dehydriert, apathisch, kühle Körperoberfläche, flache oder Pumpatmung , Schwellungen, kachektisch weisslich
kühl oder kalt, schlaffe Lähmung
deutliche Apathie, bewegt sich nur nach intensiver Stimulation
ScoreBemerkungen (z.B. plötzlicher Tod, Euthanasie)AbbruchkriterienAbbruch bei einem Befund in Score 2.Abbruch bei drei oder vier Befunden im Score 1. Abwarten bis maximal 2 Stunden bei 1-2 Befunden im Score 1. Dann erneutes Scoring und Entscheid.
Befunde
Laparotomie mit oder ohne banding der Aorta abdominalis (Überlebenszeit 16 Wochen)
ScoringZeitpunkte0-2 h 12 h24 h48 h72 h6-8 d13-15 d1/wk
Pages1/1
Standard Operating ProcedureScoring of neurologically impaired transgenic animals (non XXX infected)
DATE:00.00.0000
Institute XXXXXXGroup Leader: XXXXXX
Clinical scoring and observationFor clinical assessment: the mice will be observed once a week after weaning for clinical signs which might include one or more of the following: weight loss, hunched posture, rough hair coat, limb paresis, ataxia, or decreased activity. Once the mice have been scored grade 2 they will be observed more frequently as described below.Mice will be euthanized if they have grade 3.5 and more for > 4 days, as described below.
dead5.0
sacrifice immediatelymoribund (mouse completely paralyzed)4.0
sacrifice if persistent > 4 days complete bilateral hind limb
paralysis and partial forelimb paralysis
3.5
observe daily; sacrifice if persistent > 7 days
complete bilateral hind limb paralysis3.0
observe every second daycage grit test bilateralbilateral partial hind limb paralysis2.5
provide food and water in the cage
observe twice a week
one leg consistently falls through the grid (cage
test)
unilateral partial hind limb paralysis2.0
provide food in the cage (occasional grid test positive)
limp tail and hind limb weakness1.0
no detectable signs of abnormal movement0.0
actionassessmentclinicScore
fromF. Baumann
Parameter – symptoms of suffering
Beschränkung auf versuchsbedingte oder genetisch bedingte Parameter→ Interesse an der Erfassung der Symptome→ belastende Symptome anderer Ursachen bleiben unberücksichtigt
Experiment →→ Phenotype→ Symptoms
↑Animate Environment
InanimateEnvironment
↓
Genetic Factors↓
Parameter – symptoms of suffering
Experiment →
↑Animate Environment
InanimateEnvironment
↓
Genetic Factors↓
→ Phenotype→ Symptoms
Allgemeine und versuchsbedingte oder genetisch bedingte Parameter→ auch unvermutet auftretende Kriterien können erkannt werden; auch sekundäre Symptome fliessen in die Gesamtbeurteilung ein→ Datenerfassungsblatt wird umfangreich
Belastend sind „…zu Schmerzen, Leiden, Schäden, schwerer Angst, erheblichen
Beeinträchtigungen des Allgemeinbefindens führende Versuche“
Humane endpoints in genetically modified mice
nicht jede phenotypische Veränderung oder Reproduktionsbeeinträchtigung stellt für das
genetisch veränderte Tier eine Belastung dar.
Arbeitsanweisung
Rektumprolaps, Analprolaps
Kriterien für Meldung an verantwortliche Forschende mit iRATS und orange Reklamationskarte
• abnormale Verhaltensweisen wie: keine Bewegungen im Käfig (deutliche Apathie), fehlendes Putzverhalten (Fell struppig, Augen verklebt, etc.)
• Kachexie (deutliche Abmagerung), d.h. adspektorisch erkennbarer, schnell verlaufender Gewichtsverlust, der nicht auf ein bewilligtes Experiment zurück geführt werden kann; im Zweifelsfall: Mäuse unter 17 g werden eliminert.
• Schwellung des Prolaps: Prolaps hat mehr als 5 mm Länge und/oder Durchmesser• ischaemische Veränderungen: dunkelrote Farbe der Schleimhaut (im Vergleich zu
hellrot/leuchtend) oder Nekrose, erkennbar an schwarzer Farbe der Schleimhaut• Ulzeration: makroskopisch erkennbar an umschriebenen Entzündungszeichen und
weissen Arealen im Zentrum/Basis (rote oder weisse Pünktchen)• Blutung oder Durchfall aus dem Rektum, die nicht einem bewilligten Versuch
zugeordnet werden können• Rektumprolaps bei Jungtieren im Alter von weniger als 3 Wochen
Laut Datenblatt zur Erfassung und Charakterisierung gentechnisch veränderter Tierlinien betreffend die Linie C57BL/6J-Il10 tm1Cgn, intern bezeichnet als IL-10 knock out (IL-10 k.o., IL-10 -/-)
Schlussfolgerungen
Regelung der Verantwortlichkeiten und der Dokumentation über Datenerfassungsblatt (score sheet)
Scoring Systems–einfache Systeme: oft nicht zutreffend–komplexe Systeme: aufwändig bei der Umsetzung
Praxistaugliche, fokussierte Überwachungsparameter und Überwachungsintervalle (Zeitpunkte)
→ Pilotphase oder Vorversuch zur Etablierung von Datenerfassungsblatt und Abbruchkriterien bei neuen Versuchen oder erstmals als belastet registrierten, genetisch veränderten Tieren
www.humane-endpoints.org
ILAR Journal V41(2) 2000Humane Endpoints for Animals Used in BiomedicalResearch and Testing
Working Group on Humane Endpoints
Mehr Informationen unter
Tierschutzbeauftragter der Universität Zürich und der Eidgenössischen Technischen Hochschule ZürichHans Sigg
Vet Consulting Laboratory Animal ScienceFrank Bootz Institut für Labortierkunde
Vetsuisse FakultätKurt BürkiStefi WyssAndreas RettichHans Peter KäsermannFlora NichollsHeidi Cristina Nef
Veterinary Anaesthesia Services, Int.Peter Kronen
Universitätsspital ZürichFrank BaumannReza Tavakoli
Kantonales Veterinäramt ZürichSimone GilgClaudia Lawnitzak
MSRU, Vetsuisse FacultyKatja NussBrigitte von Rechenberg