Forsøksdyr

Av: Adrian Smith. Professor i veterinærmedisin, sekretær for NORECOPA.

Innledning

Få områder hvor dyr brukes, skaper mer debatt enn når de anvendes som forsøksdyr. Dyreforsøk blir ofte “omvendt veterinærmedisin”: man anskaffer dyr med best mulig helse for så å gjøre dem syke. Dessuten er individene i et dyreforsøk betraktet som relativt uinteressante: deres verdi er lyset som de kaster på en målgruppe, det være seg artsfrender (f.eks. smitteforsøk i forbindelse med utbrudd av en dyresjukdom), mennesker (f.eks. dyremodell for en sjukdom) eller miljøet (f.eks. effekten av forurensning). Men også forsøksdyr er levende vesener med evnen til å føle frykt og smerte. Det er i alles interesser å redusere lidelsen til et absolutt minimum, også fordi dyr som er frie for smerter og stress vil gi de mest pålitelige resultatene i et forsøk. Det er altså vitenskapelige, juridiske og etiske grunner til å behandle dyrene så godt som mulig. 

Dette innlegget belyser noen av de praktiske og forskningsetiske problemstillingene knyttet til bruken av forsøksdyr.

Vitenskapelige, juridiske og etiske krav 

Organisasjonen Scand-LAS har definert forsøksdyrlære som: 

The scientific, legally approved and ethically acceptable study of animals for biomedical purposes. 

Definisjonen viser at planer om dyreforsøk må kvalitetssikres på minst tre ulike nivåer: de skal være lovlige, de skal være av høy vitenskapelig kvalitet og de skal være etisk forsvarlige. Det siste er naturlig nok det vanskeligste, men vitenskapelige standarder er heller ikke alltid lett å enes om. Noen fokuserer på «ingeniørkrav» (f.eks. konkrete krav til burstørrelse), mens andre heller mot «funksjonskrav» (f.eks. tilstrekkelig plass for at dyrene skal trives). 

For å veie opp verdien av et forsøk mot belastningen på dyret må det foretas en kostnads-nytte-analyse (Harm-Benefit Assessment). Slike analyser er nedfelt i EUs forsøksdyrdirektiv (European Commission, 2010). Direktivet trådte i kraft i EU den 1. januar 2013 og i Norge er kravene gjennomført ved en forskrift som trådte i kraft 1. juli 2015 og en instruks til Mattilsynet. 

En kostnads-nytte-analyse forutsetter inngående kjennskap til dyrenes evne til å oppleve ubehag og smerte. Utviklingen av velferdsindikatorer for å måle dette vitenskapelig er et raskt voksende fagområde. Det er dessverre enklere å identifisere negative enn positive indikatorer. Prinsippet om at tvil bør komme dyrene til gode, bør anvendes her. Det er utarbeidet mange retningslinjer for klassifisering av belastningene på forsøksdyr. Det er dessuten et etisk problem at kostnaden i et dyreforsøk (smerte og lidelse) er noe som man vet vil skje til bestemte individer i nær fremtid, mens nytten med dyreforsøk er ofte mer abstrakt, i form av økt kunnskap og et håp om økt velferd til andre dyr eller mennesker en eller annen gang i fremtiden. 

Lanseringen av konseptet «de 3 R’ene» (Replacement, Reduction, Refinement) av Russell & Burch (1959) gjorde mye for å rette oppmerksomheten mot at dyrevennlig forskning også er god vitenskapelig forskning. 3R-prinsippet er nå nedfelt i lovgivningen om dyreforsøk i mange land: 

• Replacement: dyreforsøk skal om mulig unngås eller erstattes med alternativer. 
• Reduction: antallet dyr skal reduseres til et absolutt minimum som er forenlig med de vitenskapelige målene, men med gyldig eksperimentelt design – og gjerne med større vitenskapelig utbytte pr. dyr, så lenge dette ikke går ut over dyrenes velferd. 
• Refinement: forsøkene som må gjennomføres skal forbedres for å skape minst mulig smerte og lidelse for dyrene, og for å maksimere dyrevelferden. 

Halveringen av antallet pattedyr som ble brukt i forsøk i Norge på 80-tallet, skyldtes trolig økt oppmerksomhet om Reduction (Årsrapporter fra Mattilsynet). 

En mindre kjent, men svært nyttig rettesnor når dyreforsøk planlegges er «de 3 S’ene» av Carol Newton (1977): Good Science, Good Sense, Good Sensibilities. Det må være lov å bruke både sunn fornuft («common sense») og hjerte («sensibility») når vi mangler eksakte vitenskapelige data om hvor belastende en prosedyre vil bli. 

Tilstrebelsene etter Reduction kan være et tveegget sverd. Summen av lidelsen blir jo redusert, men det er to potensielle farer: 

1. Det kan være fristende å foreta for mange inngrep per dyr 
2. Antallet må ikke bli så lavt at forsøket mister sin evne til å levere tilstrekkelige, statistisk signifikante, resultater (de Boo & Hendriksen, 2005). Det er derfor ingen tvil om at en statistiker bør involveres tidlig i planleggingen av dyreforsøk, for å gi råd om antallet dyr som må brukes og hvordan eksperimentet skal foretas. Utviklingen av nye statistiske metoder viser at det går an å halvere antallet dyr som trengs til visse typer forsøk, uten at dette går ut over kvaliteten på resultatene (f.eks. Dewi et al., 2014). 

Et annet verktøy som brukes i økende grad er fastsettelsen av tidlige, humane endepunkter. En diskusjon mellom forskerne, dyreteknikerne og ledelsen på dyreavdelingen brukes for å identifisere kriterier for å avslutte et dyreforsøk på en human måte, uten at dyrene må fortsette til de dør. Det må være slutt på «å telle lik på mandags morgen». En god omsorgskultur i forskningsinstitusjonen («Culture of Care») er nødvendig for å kunne ha slike diskusjoner. 

Formålet med bruken av dyr vil i mange tilfeller være utslagsgivende for en avgjørelse om det er riktig å benytte dyrene eller ikke. På få områder er dette mer tydelig enn når dyr vurderes brukt i undervisningen. Produkter som audiovisuelle hjelpemidler, 3D-modeller og simulatorer kan være fullstendige alternativer til dyreforsøk for noen studentgrupper. De er også nyttige i opplæring av personer som etter hvert skal utføre dyreforsøk, som tørr-trening. Prosedyrer for f.eks. blodprøvetaking, injeksjoner og enkelte kirurgiske inngrep kan praktiseres, slik at de ikke utsetter levende dyr for feil behandling. Det finnes databaser med informasjon om mange tusen slike produkter (f.eks. NORINA-databasen). 

Det er stor politisk og samfunnsmessig interesse for statistikken over antallet forsøksdyr i det enkelte land. Norge bruker svært mange dyr pr. innbygger. For tiden brukes det om lag 2 millioner forsøksdyr årlig (Se: https://norecopa.no/no/lovverket/statistikk), som tilsvarer en femtedel av totallantallet som brukes i hele EU. Over 95 % av disse er fisk, noe som hovedsakelig skyldes behovet for forsknings- og utviklingsarbeid knyttet til oppdrettsnæringen. Er et høyt antall forsøksdyr nødvendigvis et dårlig tegn? Kan det bare være et utslag av at landet har høy forskningsaktivitet, eller at det må forskes på store antall dyr ad gangen? Det viktigste er vel å unngå at dyr ikke brukes unødvendig, og at belastningen som de utsettes for, er så lite som overhodet mulig. 

Testartikler, testsystemer og rapportering av dyreforsøk 

Dyreforsøk må kvalitetssikres slik at resultatene kan gjentas og overføres til målgruppen. I dag snakkes det om tre former for gyldighet (eller validitet) i forbindelse med dyreforsøk: «de tre V’ene» (construct validity, internal validity og external validity). 

Kvalitetssikring av dyreforsøk innebærer bl.a. en analyse av de mest kritiske punktene i et eksperiment, hvor eventuelle avvik kan skape store problemer. 

Kvalitetssikring innebærer også karakterisering av "testsystemet" (som er dyrene og deres miljø) og "testartikkelen" (substansen eller prosedyrene dyrene skal utsettes for). Slik karakterisering gjør det enklere å gjenta et forsøk med det samme resultatet et annet sted i verden. Dette kan være nødvendig for å verifisere resultatene, eller for å etablere dyremodellen i et annet laboratorium. Studier har vist at forskere generelt er mye flinkere til å karakterisere (og dermed standardisere) testartikkelen enn testsystemet (Smith et al., 1997; Kilkenny et al., 2009). Dette er i seg selv ikke overraskende: Det er enklere å beskrive kjemikaliene enn de levende vesenene som inngår i eksperimentet. Problemet er bare at langt det største potensialet for variasjon i et forsøk ligger hos dyrene, med sine kompliserte biologiske systemer. Variasjonen oppstår dels på grunn av dyrenes iboende egenskaper (genotype, helsestatus) og dels på grunn av påvirkninger fra miljøet (f.eks. temperatur, vannkvalitet, fôring, oppstallingsforhold, påvirkning fra andre dyr og mennesker rundt dem). En undersøkelse foretatt av tidsskriftet Nature blant 1.500 forskere viste at over halvparten av disse ikke kunne gjenta sine egne forskningsresultater, og over 70 % greide ikke å reprodusere resultatene fra andre forskere i sine laboratorier (Baker, 2016). Det er blitt mye fokus på denne «reproducibility crisis» som det heter, og det er skrevet mye om årsakene til det (Se: https://norecopa.no/concerns). 

For å bøte på dette, er det utarbeidet retningslinjer både for planlegging av dyreforsøk (f.eks. Smith et al., 2017; 2018a) og for rapportering i litteraturen (f.eks. Hooijmans et al., 2010; Percie du Sert et al., 2020). Mange tidsskrifter har adoptert retningslinjene for rapportering, men det er tegn på at de ikke anvendes godt nok ennå (Baker et al., 2014; Leung et al., 2018; Hair et al. 2019). 

Forsøksdyrlære er et ungt fag. Læringskurven er fortsatt bratt, spesielt for arbeidet med dyreartene vi har kortest erfaring med. Dette gjelder ikke minst fiskeartene, som utgjør over 95 % av forsøksdyrene i Norge. Den varierende graden av «bambi-faktor» hos de ulike artene har også gjort sitt til å påvirke farten til forskningsinnsatsen når det gjelder forbedring av dyreforsøk. Nyere forskning som viser at også fisk har evnen til å oppleve smerte (Sneddon, 2019) har imidlertid bidratt til økt fokus på velferd hos disse artene. 

Utfordringer ved oppstalling av forsøksdyr 

Optimal oppstalling av forsøksdyr er et område som bør vies mye oppmerksomhet tidlig i planleggingen av et eksperiment. Antallet dyr i hver gruppe, og interaksjonene mellom miljøet og dyrene, vil være helt avgjørende for bl.a. en korrekt statistisk behandling av dataene fra forsøket. For dyrene selv kan det også være kritisk. Sosiale dyr (f.eks. mange gnagere og stimfisk) vil stresses av å bli oppstallet i unormalt små grupper. De fleste dyreartene mistrives «på enerom». Nyere forskning tyder på at mus oppstallet alene kan utvikle symptomer som hos mennesker ville blitt tolket som tegn på depresjon (Kalliokoski et al., 2014). Men å oppstalle dyr i grupper er ikke alltid bra for alle: det kan bli mobbeofre, som faktisk virker lettet når de fjernes fra gruppen, og det er viktig å følge med når sosiale hierarkier etableres. 

En økning i antallet forsøksdyr på en avdeling må følges opp proporsjonelt med økte menneskelige ressurser for å stelle dem. Spørsmålet «Hvor mange dyr kan en tekniker stelle i løpet av en uke?» bør oppfattes som et varsko. Dyrene må inspiseres daglig for tegn på sykdom, stress og mistrivsel. Et faglig dilemma kan oppstå når vi forsøker å berike dyrenes miljø: dyr kan dermed skjule seg bak objektene som plasseres i buret eller i tanken. Eller har dyrene et behov for privatlivets fred? Dette er spesielt viktig for avlskolonier. Alt dette krever god kjennskap til arten og til regelmessig observasjon av individene. 

Andre utfordringer ved dyreforsøk 

Lider dyrene? 

EU-direktivet 2010/63 (European Commission, 2010) setter en absolutt grense i tilfeller hvor dyr utsettes for sterke smerter over tid. Hvordan skal dette måles? Det kan lages kvalitative scoringssystemer (f.eks. på en skala fra 1-10), men disse har store muligheter for individuell fortolkning hvis ikke hvert trinn kan defineres nøyaktig. Det beste er systemer som benytter kontinuerlige data (tall som vekt og lengde). «Score sheets» er nyttige hjelpemidler i så henseende (Smith et al., 2018b). I den senere tid har også flere forskningsgrupper utviklet systemer for å måle dyrs lidelse basert på deres ansiktsuttrykk, såkalte «Grimace Scales» (Mogil et al., 2020). 

Hvor spesifikke må forskerne være? 

Et annet dilemma oppstår når forskere er veldig spesifikke i sin bestilling av forsøksdyrene. Dette kan føre til økt avl hos leverandørene for å kunne imøtekomme ønskene. Antallet overskuddsdyr som må avlives vil dermed vokse, og selv om disse dyrene ikke er synlige i landets statistikk, kan de utgjøre store tall. Disse dyrene har levd under forhold som er minst like unaturlige som forholdene på en forsøksdyravdeling. 

Hva skal skje med dyrene? 

Det norske regelverket gir ikke maksimale oppstallingstider for de ulike dyrearter. Skal dyr som har lang biologisk levetid utnyttes lengst mulig? Et eksempel er såkalt fistulering av større husdyr som kuer, hvor det etableres en permanent åpning til magen eller tarmene gjennom huden, lik operasjonen bak en «pose på magen» hos mennesker. Åpningene gjør det mulig å hente ut nedbrytningsproduktene ved ulike steder i fordøyelsessystemet, og dermed få bedre kunnskap om hvor og hvordan næringsstoffer brytes ned. Perioden med direkte smerter er stort sett begrenset til en kort postoperativ fase. Kan man deretter bruke dyrene i årevis, eller bør det settes en grense for hvor lenge de skal være forsøksdyr? Utskifting av slike forsøksdyr betyr operasjoner på nye dyr, med et nytt potensiale for smerteopplevelse. «Kostnaden» hos dyret kan til en viss grad reduseres ved f.eks. å gi dyret mest mulig adgang til beite. 

Nesten alle laboratorieforsøk ender med at dyret avlives, om det er nødvendig for forsøket eller ikke. Mange dyr i forsøksdyravdelinger havner i livslang karantene på grunn av importbestemmelser. I noen tilfeller er det mulig å bruke dyrene om igjen i nye forsøk, eller å omplassere dem i private hjem. Alle disse alternativene må vurderes nøye, i god tid før forsøket. 

Gjenbruk av forsøksdyr skaper etiske dilemmaer. Ut fra det vi vet i dag om hukommelsesevnen til dyr (inkludert fisk) er dette en potensielt svært belastende praksis. Det kan være fristende av flere grunner å bruke dyr om igjen, spesielt i et land som Norge hvor mange laboratoriedyr må importeres. Angrep på flyselskapene som har fraktet forsøksdyr har i enkelte tilfeller ført til at dyrene som importeres må utsettes for lengre transporttid gjennom transittland, fordi selskap som flyr direkte ikke vil frakte dem. Hva er da verst: stresset forbundet med å transportere og akklimatisere nye forsøksdyr, eller det å beholde dyr som allerede er vant til dyreavdelingen på godt og vondt? Er det å være et forsøksdyr et såpass stort avvik fra dyrenes naturlige liv at oppholdet på en dyreavdeling bør reduseres til et absolutt minimum, eller kan vi skape levelige forhold hvor dyrene til og med trives? 

Vi driver ikke forsøk på mennesker selv om det vil gagne samfunnet, og derfor bør vi heller ikke gjøre det med dyr, vil mange mene. Disse vil også påpeke paradokset ved at dyreforsøk forsvares fordi dyrene viser omtrent den samme reaksjonen som hos mennesker, samtidig som vi utsetter dem for behandling som er fullstendig uakseptabel for vår egen rase. Uansett hva man mener om dette, må skjebnen til dyrene diskuteres nøye når dyreforsøk planlegges. Det kan være mange hensyn å ta. 

Hvem skal bestemme? 

Forsøksdyrmiljøet trenger dialog mellom alle interessepartene rundt dyreforsøk: forvaltningen, industrien, de akademiske miljøene og dyrevernorganisasjonene. På den måten kan meningsforskjeller drøftes under verdige forhold, og konsensus tilstrebes. Dette vil også fremme anvendelsen av de 3 R-ene. I Europa er det etablert nasjonale konsensus-plattformer som arbeider etter dette prinsippet, og 3R-sentre som arbeider for å fremme erstatning, reduksjon og forbedring av dyreforsøk. Norges nasjonale konsensus-plattform heter Norecopa.

Relevant diskusjonseksempel / case: GT-musa

Referanser

Baker D, Lidster K, Sottomayor A & Amor S (2014): Two years later: journals are not yet enforcing the ARRIVE guidelines on reporting standards for pre-clinical animal studies. PLoS Biol 12(1): e1001756. doi:10.1371/journal.pbio.1001756

Baker M (2016): 1,500 scientists lift the lid on reproducibility. Nature 26;533(7604):452-4. doi: 10.1038/533452a. 

de Boo J & Hendriksen C (2005): Reduction Strategies in Animal Research: A Review of Scientific Approaches at the Intra-experimental, Supra-experimental and Extra-experimental Levels. Altern. Lab Anim. 33(4):369-77. doi: 10.1177/026119290503300404. 

Dewi S, Aune T, Bunæs JAA, Smith A & Larsen S (2014): The development of response surface pathway design to reduce animal numbers in toxicity studies. BMC Pharmacology & Toxicology, 2014, 15: 18. 

European Commission (2010). Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes. https://ec.europa.eu/environment/chemicals/lab_animals/legislation_en.htm

Hair K, Macleod MR & Sena E on behalf of the IICARus Collaboration (2019): A randomised controlled trial of an Intervention to Improve Compliance with the ARRIVE guidelines (IICARus). Res. Integr. Peer Rev. 4, 12. https://doi.org/10.1186/s41073-019-0069-3 

Hooijmans CR, Leenaars M & Ritskes-Hoitinga M (2010): A Gold Standard Publication Checklist to Improve the Quality of Animal Studies, to Fully Integrate the Three Rs, and to Make Systematic Reviews more Feasible. Altern. Lab. Anim. 38, 167-182. 

Kalliokoski O, Teilmann AC, Jacobsen KR, Abelson KSP & Hau J (2014): The lonely mouse – single housing affects serotonergic signaling integrity measured by 8-OH-DPAT-induced hypothermia in male mice. PLoS ONE 9(12): e111065.

Kilkenny C, Parsons N, Kadyszewski E, Festing MFW, Cuthill IC, Fry D, Hutton J & Altman DG (2009): Survey of the Quality of Experimental Design, Statistical Analysis and Reporting of Research Using Animals. PLoS ONE 4(11): e7824.

Kilkenny C, Browne WJ, Cuthill IC, Emerson M & Altman DG (2010): Improving bioscience research reporting: the ARRIVE guidelines for reporting animal research. PLoS Biol 8: e1000412 doi:10.1371/journal.pbio.1000412

Landbruks- og matdepartementet (2015): Forskrift om bruk av dyr i forsøk av 18. juni 2015. https://lovdata.no/dokument/SF/forskrift/2015-06-18-761

Leung V, Rousseau-Blass F, Beauchamp G, Pang DSJ (2018): ARRIVE has not ARRIVEd: Support for the ARRIVE (Animal Research: Reporting of in vivo Experiments) guidelines does not improve the reporting quality of papers in animal welfare, analgesia or anesthesia. PLoS One 13(5):e0197882. doi: 10.1371/journal.pone.0197882.  

Mogil JS, Pang DSJ, Silva Dutra GG & Chambers CT (2020): The development and use of facial grimace scales for pain measurement in animals. Neurosci. Biobehav. Rev. 116:480-493. doi: 10.1016/j.neubiorev.2020.07.013. 

Newton CM, sitert i Rowsell HC (1977): The Ethics of Biomedical Experimentation. I The Future of Animals, Cells, Models, and Systems in Research, Development, Education, and Testing s. 267-281, National Academy of Sciences, Washington, D.C., ISBN 0-309-02603-2. Se https://norecopa.no/3S for mer informasjon. 

Percie du Sert N, Hurst V, Ahluwalia A, Alam S, Avey MT, Baker M, Browne WJ, Clark A, Cuthill IC, Dirnagl U, Emerson M, Garner P, Holgate ST, Howells DW, Karp NA, Lazic SE, Lidster K, MacCallum CJ, Macleod M, Pearl EJ, Petersen OH, Rawle F, Reynolds P, Rooney K, Sena ES, Silberberg SD, Steckler T & Würbel H (2020): The ARRIVE guidelines 2.0: Updated guidelines for reporting animal research. PLoS Biol. Jul 14;18(7): e3000410. Doi: 10.1371/journal.pbio.3000410. 

Russell WMS & Burch RL (1959): The Principles of Humane Experimental Technique. Universities Federation for Animal Welfare: Wheathampstead, UK, 1959. https://caat.jhsph.edu/principles/the-principles-of-humane-experimental-technique 

Smith JA, Birke L & Sadler D (1997): Reporting animal use in scientific papers. Lab Anim. 31(4):312-7. doi: 10.1258/002367797780596176. 

Smith MM, Clarke EC & Little CB (2017): Considerations for the design and execution of protocols for animal research and treatment to improve reproducibility and standardization: “DEPART well-prepared and ARRIVE safely”. Osteoarthritis Cartilage 25(3):354-363. Doi: 10.1016/j.joca.2016.10.016. 

Smith AJ, Clutton RE, Lilley E, Hansen KEA & Brattelid T (2018a): PREPARE: guidelines for planning animal research and testing. Lab Anim. 52(2):135-141. doi: 10.1177/0023677217724823. 

Smith D, Anderson D, Degryse AD, Bol C, Criado A, Ferrara A, Franco NH, Gyertyan I, Orellana JM, Ostergaard G, Varga O & Voipio HM (2018b): Classification and reporting of severity experienced by animals used in scientific procedures: FELASA/ECLAM/ESLAV Working Group report. Lab Anim. 52(1_suppl):5-57. doi: 10.1177/0023677217744587. 

Sneddon L (2019): Evolution of nociception and pain: evidence from fish models.  Phil. Trans. R. Soc. B 374:20190290 https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0290 

Anbefalt videre lesning

3R Guide: A database of guidelines, databases, information centres, journals and discussions fora for implementation of the 3Rs. https://norecopa.no/3RGuide

Karp NA & Fry D (2021): What is the optimum design for my animal experiment? BMJ Open Sci. 15;5(1):e100126. doi: 10.1136/bmjos-2020-100126. 

Knight A. (2011): The Costs and Benefits of Animal Experiments. 254 pages. Springer forlag. ISBN: 978-0-230-30641-7 https://doi.org/10.1057/9780230306417 

RSPCA, Animals in Science Department (2022): Focus on Severe Suffering. https://focusonseveresuffering.co.uk 

Sánchez Morgado JM & Brønstad A (Eds.) (2020): Experimental Design and Reproducibility in Preclinical Animal Studies. 277 sider. Springer forlag. ISBN 978-3-030-66149-6. https://doi.org/10.1007/978-3-030-66147-2