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

Pertussis vaccinepotency testing

from C.M.F. Hendriksen, 2005

Beispiel: Toxizitätstestung

Versuchsverlauf: unbekanntoder fraglich

Zeit

Behandlung A

Behandlung B

Beispiele Therapieversuchchirurgische Fragestellunggenetische Modifikationneues Modell

Belastung

Modell PathogeneseKrankheitsverlaufSymptomeSchmerzen, Leiden

Schäden, AngstTodeszeitpunkt

Pilotprojekt Vorversuch

Versuchsverlauf: unbekanntoder fraglich

Einfaches Scoring System

43210Score

>12 mm

10-12 mm

7-10 mm

4-6 mm

0-3 mm

Tumor-grösse

Komplexes Scoring System

from University of Virginia

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

Score Sheet

320# 4

220# 3

010# 2

000# 1

Tag 3Tag 2Tag 1Zeitpunkt

Tier-Id.

Scoring System20-30 Punkte: Therapie, Schmerzregime; >30 Punkte: Euthanasie

fromP. KronenVeterinary AnaesthesiaServices, Wintherthur

… 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