實(shí)驗(yàn)動(dòng)物微生物控制的特點(diǎn)和應(yīng)用

按對微生物的控制的程度，可以將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分為五類，即：

（１）無菌動(dòng)物（GF）；

（２）悉生動(dòng)物（GN）；

（３）無特定病原體動(dòng)物（SPF）；

（４）清潔動(dòng)物（CL）；

（5）普通動(dòng)物（CV）。

無菌動(dòng)物和悉生動(dòng)物飼養(yǎng)于隔離器中（隔離系統(tǒng)），無特殊病原體動(dòng)物飼養(yǎng)于屏障系統(tǒng)，通常動(dòng)物飼養(yǎng)于開放系統(tǒng)。 近交系動(dòng)物遺傳均一、個(gè)體差異小、實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較準(zhǔn)確。但是只從遺傳上加以控制，如不進(jìn)行微生物控制，沒有排除自然感染的微生物和寄生蟲的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果仍可能不準(zhǔn)確。因此，在精度要求高的實(shí)驗(yàn)中，無菌動(dòng)物、悉生動(dòng)物和無特殊病原體動(dòng)物就成了理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

種類飼養(yǎng)方法說明附記無菌動(dòng)物隔離系統(tǒng)以封閉的無菌技術(shù)取得，用現(xiàn)有方法不能檢出任何微生物和寄生蟲的動(dòng)物無法檢出任何生命體悉生動(dòng)物隔離系統(tǒng)確知所帶的微生物叢（植物的和動(dòng)物的）經(jīng)特殊飼養(yǎng)確知所帶有的微生物SPF動(dòng)物屏障系統(tǒng)沒有指定的致病性微生物和寄生蟲的動(dòng)物。確知不帶有的微生物清潔動(dòng)物半屏障系統(tǒng)除普通動(dòng)物要求外，沒有對動(dòng)物危害大和對研究干擾大的微生物確知不帶有的微生物普通動(dòng)物開放系統(tǒng)不得帶有主要人畜共患和烈性傳染病病原體的動(dòng)物對微生物帶有情況不明確按微生物控制程度的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分類原則第一節(jié)無菌動(dòng)物

一、無菌動(dòng)物的基本概念

所謂無菌動(dòng)物，就是指在機(jī)體的任何部位均檢不出任何活的微生物和寄生蟲的動(dòng)物。

無菌動(dòng)物的“菌”主要是指細(xì)菌，而嚴(yán)格來說，還包括真菌、立克次氏體、支原體和病毒等微生物及各種寄生蟲。 用大量抗菌素可以使普通動(dòng)物暫時(shí)無菌，但是這種動(dòng)物不是無菌動(dòng)物。因?yàn)檫@種無菌狀態(tài)往往是一過性的，某些殘存的細(xì)菌在適當(dāng)?shù)臈l件下又會(huì)在體內(nèi)增殖。 即使能把體內(nèi)細(xì)菌全部殺死，它們給動(dòng)物造成的影響卻是無法消除的，例如：特異性抗體的存在、單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)的活化、某些組織或器官的病理變化等。

因此，無菌動(dòng)物必須是生來就無菌的動(dòng)物。 現(xiàn)在無菌動(dòng)物的品種已經(jīng)很多，不僅小鼠、大鼠、豚鼠和家兔等小動(dòng)物已有無菌動(dòng)物，而且狗、貓、猴、豬、山羊、綿羊和牛等大動(dòng)物以及雞、火雞、鵪鶉、青蛙、蛇甚至蠶、蒼蠅、白蟻等也都有了無菌動(dòng)物。這些都是為了適應(yīng)科學(xué)發(fā)展的需要而培育的，其中的小鼠、大鼠、豚鼠，國外一些發(fā)達(dá)國家已能大量生產(chǎn)，并比較方便地應(yīng)用于日常研究中了。三、無菌動(dòng)物的特征

只要飼料配備適當(dāng)，無菌動(dòng)物發(fā)育正常，外觀和普通動(dòng)物相同，但是其機(jī)能、結(jié)構(gòu)和普通動(dòng)物有很大的不同。無菌動(dòng)物受兩個(gè)因素影響，即微生物和因飼養(yǎng)比較聚集而致的腎上腺增大。

無菌動(dòng)物的形態(tài)特征系統(tǒng)改變消化系統(tǒng)盲腸肥大（5-6倍），腸壁菲薄，常因盲腸扭轉(zhuǎn)或腸壁破裂而死亡。腸粘膜絨毛增多。肝臟重量下降。血液循環(huán)系統(tǒng)心臟相對縮小。白細(xì)胞數(shù)少。數(shù)值恒定免疫系統(tǒng)脾臟縮小，無二級濾泡，單核吞噬細(xì)胞功能降低，胸腺內(nèi)以小淋巴細(xì)胞為主，吞噬細(xì)胞內(nèi)泡狀結(jié)構(gòu)和溶酶體少，胸腺和淋巴結(jié)處于功能不活躍狀態(tài)。白細(xì)胞數(shù)恒定無菌動(dòng)物的功能特征功能改變免疫功能吞噬細(xì)胞系統(tǒng)、淋巴組織發(fā)育不良，淋巴小結(jié)內(nèi)缺乏生發(fā)中心，產(chǎn)生丙種球蛋白的能力很弱，血清抗體水平低，免疫功能處于原始狀態(tài)，應(yīng)答速度慢，過敏反應(yīng)和排異反應(yīng)及自身免疫現(xiàn)象消失或減弱生長率因種屬而不同。無菌鳥類生長率升高，大小鼠無變化；豚鼠和兔生長率變慢。因無菌不能幫助消化纖維素所致生殖大鼠和小鼠繁殖率高；豚鼠及兔繁殖力低，代謝腸管對水的吸收率低，代謝周期比普通動(dòng)物長.營養(yǎng)體內(nèi)不能合成維生素B和K，故易缺乏抗輻射能力抗輻射能力增強(qiáng)，受輻射后存活時(shí)間較長壽命無菌動(dòng)物比普通者長壽四、無菌動(dòng)物的應(yīng)用

1、在微生物研究中的應(yīng)用：

⑴某些疾病的病原研究；

⑵微生物間的拮抗作用；

⑶病毒病的研究；

⑷細(xì)菌學(xué)研究：如霍亂弧菌、福氏痢疾桿菌；

⑸真菌感染研究；

⑹原蟲感染研究。

2、在免疫學(xué)研究中的應(yīng)用：

無菌動(dòng)物血中無特異性抗體，很適合于各種免疫現(xiàn)象的研究；3、在放射醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用；

4、在營養(yǎng)代謝研究中的應(yīng)用；

5、在膽固醇代謝研究中的應(yīng)用；

6、在毒理學(xué)研究中的應(yīng)用；

7、在腫瘤研究中的應(yīng)用；

8、在老年病學(xué)研究中的應(yīng)用；

9、在宇航學(xué)研究中的應(yīng)用；

10、在寄生蟲研究中的應(yīng)用；

11、在口腔醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用。健康動(dòng)物處死浸在37℃滅菌液中送進(jìn)無菌隔離器剖腹手術(shù)切除子宮將子宮浸消毒液即送到另一只隔離器中切開子宮取胎，用滅菌紗布揩拭仔體并電刀斷臍放入隔離器內(nèi)人工喂乳或保姆代養(yǎng)。五、無菌動(dòng)物技術(shù) 豚鼠因在一定程度上能自力飲乳，故人工哺乳較容易。另外，禽類、魚類、昆蟲類等，因是在卵中無菌的前提下作出的，故用藥物將卵周圍滅菌后移入滅菌隔離器內(nèi)使其孵化即可，而且，這些動(dòng)物，一般在出生后就能自力采食，故較易育成。

無菌動(dòng)物的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)在于胎盤屏障和屏障觀念，根據(jù)這個(gè)基礎(chǔ)開展了無菌動(dòng)物工作。在無菌條件下取仔，一切操作在無菌隔離器內(nèi)進(jìn)行。

塑料無菌隔離器

大小為1.80米×0.65米×0.5米第二節(jié)

悉生動(dòng)物一、悉生動(dòng)物的概念

悉生動(dòng)物（GnotobioticAnimals）也稱已知菌動(dòng)物或已知菌叢動(dòng)物，是指用與無菌動(dòng)物相同的方法取得飼養(yǎng)（剖腹取胎，在隔離器內(nèi)飼養(yǎng)）、但明確體內(nèi)所給予的已知微生物的動(dòng)物，即凡含有已知的單菌、雙菌、三菌或多菌的動(dòng)物。一般是將1～3種已知的微生物人工接種于無菌動(dòng)物體內(nèi)定居。 以此類推。由于此種動(dòng)物和無菌動(dòng)物一樣是放在無菌隔離器內(nèi)飼養(yǎng)的，因此選用此種動(dòng)物作實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性是很高的，可排除動(dòng)物體內(nèi)帶有的各種不明確的微生物對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，并可按研究目的來選擇某種微生物，常用于研究微生物和宿主動(dòng)物之間的關(guān)系。

悉生動(dòng)物是使特定的微生物定居于無菌動(dòng)物的動(dòng)物，飼養(yǎng)方法與無菌動(dòng)物相同。由于這種動(dòng)物是有菌的，所以隔離器內(nèi)也有這種微生物的存在。二、悉生動(dòng)物的發(fā)展

隨著科學(xué)的發(fā)展，向?qū)嶒?yàn)動(dòng)物提出了更高的要求，就是如何消除實(shí)驗(yàn)動(dòng)物自身疾病對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，實(shí)驗(yàn)證明：除了剖腹產(chǎn)所獲得的仔畜，飼養(yǎng)在嚴(yán)格的無菌隔離屏障內(nèi)，沒有另外的辦法可以消除實(shí)驗(yàn)動(dòng)物本身所帶的傳染性疾患，從而使無菌隔離技術(shù)的應(yīng)用，從研究微生物與宿主之間的相互依存關(guān)系，推廣到高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生產(chǎn)。

悉生動(dòng)物大規(guī)模地生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，取得了普通動(dòng)物實(shí)驗(yàn)所無法發(fā)現(xiàn)的豐碩成果，這就豐富了無菌動(dòng)物的研究內(nèi)容。

近二十年來是無菌動(dòng)物研究的飛躍發(fā)展階段，形成了跨越生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)學(xué)的新興學(xué)科一悉生生物學(xué)。三、悉生動(dòng)物的特性

1、腸道內(nèi)存在能合成維生素和氨基酸的細(xì)菌；

2、悉生動(dòng)物可以彌補(bǔ)無菌動(dòng)物的某些缺點(diǎn)。悉生動(dòng)物的生活力較強(qiáng)，抵抗力明顯增強(qiáng)，也易于飼養(yǎng)管理，可代作無菌動(dòng)物。

3、所感染的微生物寄生蟲的種類可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康男枰?，因此適宜作某些特定的實(shí)驗(yàn)，如在免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)中，無菌動(dòng)物不能發(fā)生遲發(fā)性過敏反應(yīng)，而感染一種大腸菌的悉生動(dòng)物就可以發(fā)生了。四、悉生動(dòng)物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用

悉生動(dòng)物已在生物醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，取得了豐碩的成果。1、微生物學(xué)研究：可根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究的需要，將無菌動(dòng)物所培育的仔鼠于其斷奶前后，有目的地喂給單一的或多種的細(xì)菌，再來觀察這些細(xì)菌對機(jī)體的作用。

只有選用悉生動(dòng)物，才有可能了解到單一微生物和抗體之間的關(guān)系。多種微生物存在于同一機(jī)體內(nèi)，可以觀察微生物與微生物之間及機(jī)體之間相互關(guān)系和菌群失調(diào)的現(xiàn)象。2、抗體制備的研究；

3、克山病病因?qū)W的研究（鐮刀狀黃曲霉菌說）；

4、微生物和寄生蟲相互關(guān)系的研究；

5、其它方面的研究（骨髓移植、腫瘤、病毒學(xué)、免疫學(xué)、營養(yǎng)代謝、外科的感染控制等）。第三節(jié)

無特定病原體動(dòng)物

一、無特定病原體動(dòng)物的概念

無特定病原體（SPF）動(dòng)物是指機(jī)體內(nèi)無特定的微生物和寄生蟲存在的動(dòng)物，但非特定的微生物和寄生蟲是容許存在的。

故實(shí)際上是指無傳染病的健康動(dòng)物。這類動(dòng)物是目前國外使用最廣泛的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

由于用疫苗和藥物進(jìn)行預(yù)防及治療，或用淘汰帶菌動(dòng)物來作出SPF動(dòng)物的方法并不實(shí)用（既浪費(fèi)時(shí)間，又難保確除病原），故一般大多先培育無菌動(dòng)物或悉生動(dòng)物后，再把其移到有封閉系統(tǒng)設(shè)施中去飼育繁殖；亦或可剖腹取胎后在隔離屏障設(shè)施中由SPF親代動(dòng)物撫育，它不帶有對人或動(dòng)物本身致病的微生物，但不能排除可經(jīng)胎盤屏障垂直傳播的微生物。為防止由胎盤垂直傳播的微生物，在培育無菌動(dòng)物和SPF動(dòng)物之前就應(yīng)該嚴(yán)格選擇剖腹產(chǎn)母體，該動(dòng)物應(yīng)未感染上規(guī)定的各種微生物和寄生蟲，最好是通過連續(xù)幾代剖腹來培育原種無菌動(dòng)物，再培育SPF動(dòng)物。 “SPF”一詞的含義是不明確的，因?yàn)椋?/p>

1、在特定條件下，“非”病原體是可以成為病原體的。

2、有些病原體目前缺乏有效的檢查手段。

“SPF”是多年來使用的名稱。目前還沒有更好的統(tǒng)一的名稱，所以仍沿用?，F(xiàn)在有COBS（經(jīng)剖腹產(chǎn)取得并飼養(yǎng)在屏障中的）、BS（在屏障系統(tǒng)中飼養(yǎng)）、DF（無?。┑炔煌Q，都是指“SPF”動(dòng)物。

二、無特定病原體動(dòng)物的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

由于SPF動(dòng)物的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)看法不一，所以對動(dòng)物的要求也就不同。

如有人認(rèn)為某種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物沒有某種病原體，不影響其實(shí)驗(yàn)要求，就可稱為SPF動(dòng)物。亦有人認(rèn)為將常見的病原體全部排除，才算是真正的SPF動(dòng)物。我們認(rèn)為這兩種看法都不夠恰當(dāng)，前者要求過低、太簡單化，后者又要求過高，復(fù)雜化。 沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，就無所適從。國外對動(dòng)物的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)（內(nèi)容和方法）尚未見公諸于世，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。如以小鼠為典型例子，綜合英、美、日等國有關(guān)資料，列于表，以資借鑒。

英、美、日等國有關(guān)實(shí)驗(yàn)小鼠微生物學(xué)監(jiān)測內(nèi)容

資料來源美日美日英英美日日美病原微生物種類

細(xì)菌性疾病沙門氏桿菌√√√√√

√√綠膿桿菌√√

√√魏氏梭菌D型√

√枸椽酸桿菌√

√大腸桿菌

√√

√√假性結(jié)核桿菌

√

李司忒桿菌

√√

巴氏桿菌√√

√√√√支氣管敗血性鮑特氏菌√

√√√

√肺炎雷伯克氏菌√

肺炎雙球菌√

√√

鼠棒狀桿菌√√√√√√√泰澤氏桿菌√√√√

√√結(jié)核桿菌

√√

鉤端螺旋體

√√

念珠狀鏈球菌

√√

√溶血性鏈球菌

√√

√金黃色葡萄球菌

√

病毒性疾病淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎√√

√

√√鼠肝炎√√

√

√√鼠肺炎√√

√

呼腸?、蟆獭?/p>

√

√仙臺病毒√√

√

√

仔鼠流行性腹瀉√√

小鼠脊髓灰質(zhì)炎√√

√

脫腳病√√

√

√√K病毒√√

√

鼠細(xì)小病毒√√

√

√胸腺病毒√√

多瘤病毒√√

√

嚙齒動(dòng)物腺病毒√√

√

嚙齒動(dòng)物巨細(xì)胞病毒√

結(jié)合我國實(shí)際，衛(wèi)生部上海生物制品研究所制定的小鼠微生物和寄生蟲質(zhì)量監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，主要著眼于排除“對小鼠群有危害的病原體及對動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究有干擾的微生物、寄生蟲”為原則，結(jié)合他們的具體條件，參照國外有關(guān)資料，擬訂的暫定標(biāo)準(zhǔn)，由淺入深，逐步提高，以達(dá)到目前國際上若干國家所訂內(nèi)容。

三、無特定病原體動(dòng)物的用途

SPF動(dòng)物由于排除了傳染病和寄生蟲，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，在生物醫(yī)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的研究中得到了廣泛的應(yīng)用和肯定。國際上公認(rèn)SPF動(dòng)物適用于除特殊要求外的所有科研實(shí)驗(yàn)，已成為國際標(biāo)準(zhǔn)級別的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，其使用量不斷增加。

SPF動(dòng)物和普通動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)中的使用優(yōu)點(diǎn)和醫(yī)學(xué)科學(xué)各研究領(lǐng)域應(yīng)用不同類型動(dòng)物的選擇可參見表。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無菌動(dòng)物SPF動(dòng)物清潔動(dòng)物普通動(dòng)物傳染病無無無有或可能有寄生蟲無無無有或可能有實(shí)驗(yàn)結(jié)果明確明確明確有疑問應(yīng)用動(dòng)物數(shù)少量少量較少多（或大量）統(tǒng)計(jì)價(jià)值很好可能好較好不準(zhǔn)確長期實(shí)驗(yàn)可能好可能好可能好困難自然死亡率很少少較少高長期實(shí)驗(yàn)存活率約100%約90%約80%約40%實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)可能可能可能不可能結(jié)果的討論價(jià)值很高高較高低無菌動(dòng)物、無特殊病原體動(dòng)物和普通動(dòng)物特點(diǎn)比較自然界中的綠膿桿菌通常對動(dòng)物不致病，對大小鼠的繁殖也無影響，但用污染本菌的動(dòng)物進(jìn)行放射性照射試驗(yàn)時(shí)，能誘發(fā)動(dòng)物致死性的敗血癥。污染大腸埃希菌、變形菌、葡萄球菌或某些普通細(xì)菌的動(dòng)物，經(jīng)照射、實(shí)驗(yàn)性燒傷或可的松處理也能出現(xiàn)上述情況，等等。因此SPF動(dòng)物在放射、燒傷等研究中比普通動(dòng)物更具特殊的應(yīng)用價(jià)值。SPF動(dòng)物的培育必須注意以下幾點(diǎn)：1、必須飼養(yǎng)在屏障系統(tǒng)內(nèi)；2、必須嚴(yán)格選擇原種；3、必須嚴(yán)格控制SPF的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。第四節(jié)