無(wú)菌動(dòng)物

　　一、無(wú)菌動(dòng)物的基本概念

　　所謂無(wú)菌動(dòng)物，就是指不能檢出任何活的微生物和寄生蟲的動(dòng)物。從微生物學(xué)的觀點(diǎn)看，通常實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體內(nèi)和體外帶有寄生蟲，體內(nèi)還常帶有細(xì)菌和病毒，而且還都難于排除某些潛在的傳染病。此外，普通實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的血清中含有抗體。所以用并存普通動(dòng)物進(jìn)行醫(yī)學(xué)科學(xué)研究，將會(huì)存在各種各樣的干擾，實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往不確切。使用無(wú)菌動(dòng)物作實(shí)驗(yàn)就可以克服普通實(shí)驗(yàn)所存在缺點(diǎn)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確可靠。

　　無(wú)菌動(dòng)物是在無(wú)菌屏障系統(tǒng)中，剖腹取出胎兒，飼養(yǎng)繁育在無(wú)菌隔離器中，飼料、飲水經(jīng)過(guò)消毒，定期檢驗(yàn)，證明動(dòng)物體內(nèi)外均無(wú)一切微生物和寄生蟲（包括大部分病毒)的動(dòng)物。無(wú)菌動(dòng)物的“菌”主要是指細(xì)菌，而嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，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。而所謂“無(wú)”卻不是絕對(duì)的，不過(guò)是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)知識(shí)和檢查方法在一定時(shí)期內(nèi)不能檢出已知的微生物和寄生蟲而已。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在認(rèn)為是無(wú)菌的動(dòng)物或許將來(lái)可以檢出微生物和寄生蟲而不是無(wú)菌動(dòng)物，因?yàn)檫@個(gè)“無(wú)”是相對(duì)而言的。到目前為至，尚未確立無(wú)菌動(dòng)物的微生物檢定法，因此，研究者的檢定方法各式各樣，其中病毒和立克氏體的檢查尚有相當(dāng)多的問(wèn)題。例如，在無(wú)菌動(dòng)物中供實(shí)驗(yàn)室使用最多的無(wú)菌小鼠，用電子顯微鏡檢查證明，胸腺細(xì)胞中仍有存在白血病病毒的例子，因而，現(xiàn)在的所謂無(wú)菌動(dòng)物，指動(dòng)物體內(nèi)外未能檢出細(xì)菌、真菌、原蟲、內(nèi)外寄生蟲的動(dòng)物較妥當(dāng)。

　　用大量抗菌素也可以使普通動(dòng)物暫時(shí)無(wú)菌，但是這種動(dòng)物不是無(wú)菌動(dòng)物。因?yàn)檫@種無(wú)菌狀態(tài)往往是一過(guò)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(wú)法消除的，例如：特異性抗體的存在、網(wǎng)狀內(nèi)皮膚系統(tǒng)的活化、某些組織或器官的病理變化等。因此，無(wú)菌動(dòng)物必須是生來(lái)就無(wú)菌的動(dòng)物。

　　按對(duì)微生物的控制的程度，可以將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分為四類：即（１)無(wú)菌動(dòng)物（Germ Free,GF)；（２)悉生動(dòng)物或已知菌動(dòng)物（Gnotobiotics,GN)；（３)無(wú)特定病原體動(dòng)物（Specific Pathogen Free,SPF)；（４)通常動(dòng)物（Conventional,CV)。無(wú)菌動(dòng)物和悉生動(dòng)物飼養(yǎng)于隔離器中（隔離系統(tǒng))，無(wú)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)。醫(yī)學(xué).全在線www.med126.com

　　通常動(dòng)物是在開放系統(tǒng)條件下飼養(yǎng)的，都受到自然界微生物和寄生蟲的侵襲，一般都帶細(xì)菌、病毒和寄生蟲。有的動(dòng)物外觀看起來(lái)健康，其實(shí)都隱藏著某些疾病或有微生物與寄生蟲的感染。因此用通常動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)敏感性差、反應(yīng)性不一致，實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏再現(xiàn)性。要提高動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，就必須對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在遺傳和微生物兩個(gè)方面加以控制，培養(yǎng)出標(biāo)準(zhǔn)的合格動(dòng)物，才能使實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確可靠，達(dá)到反應(yīng)均一性和重復(fù)性。采用兄妹間近親交配殖繁20代以上所培育的近交系動(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(wú)菌動(dòng)物、悉生動(dòng)物和無(wú)特殊病原體動(dòng)物就成了理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

表6－1　 按微生物控制程度的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分類原則

　　無(wú)菌動(dòng)物的產(chǎn)生和發(fā)展，已有近百年的歷史，許多學(xué)者曾對(duì)肖椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物的無(wú)菌狀態(tài)進(jìn)行過(guò)反復(fù)的研究。無(wú)菌動(dòng)物的研究，起源于19世紀(jì)后期，1885-1886年間，確立了在動(dòng)物體內(nèi)沒有微生物也能生存的概念。1885年，Dudeaux曾將豌豆在無(wú)菌條件下進(jìn)行栽培，證明無(wú)菌植物不能利用供給的養(yǎng)分。同年P(guān)asteur認(rèn)為，動(dòng)物在沒有腸道細(xì)菌參與條件下不能生存。1886年Neucki提出相反的看法，認(rèn)為細(xì)菌對(duì)于動(dòng)物的生存不是必需的。因此展開了一場(chǎng)爭(zhēng)論。約10年后，1895年Kijanizin在無(wú)菌代謝試驗(yàn)籠內(nèi)飼養(yǎng)兔，給予無(wú)菌空氣、飼料和水，兔的體重逐漸下降，并因負(fù)氮平衡而死亡。同年Nuttall和Thierfelder經(jīng)剖腹產(chǎn)獲得豚鼠，飼養(yǎng)于玻璃罩內(nèi)，每小時(shí)人工哺以滅菌牛奶和純動(dòng)物性飼料一次，共計(jì)8天，動(dòng)物外觀健康，將此動(dòng)物于第8天處死，其腸內(nèi)容物沒有檢出細(xì)菌。1914年Cohendy也曾飼養(yǎng)過(guò)無(wú)菌豚鼠，但是沒有獲得成功。14年后Glimstedt繼續(xù)開展無(wú)菌豚鼠的研究，于1932年，終于把無(wú)菌豚鼠養(yǎng)活兩個(gè)月，取得了初步進(jìn)展，至1959年Teah在Notre Dame大學(xué)已能使無(wú)菌豚鼠繁殖。

　　關(guān)于無(wú)菌雞的培育，早在1897年Schottelius就曾獲得，但沒有繼續(xù)養(yǎng)活。1908年Cohendy育成無(wú)菌雞，且生長(zhǎng)情況良好。1935年Kimura，Naito和Kobayashi在日本京都大學(xué)飼養(yǎng)了無(wú)菌雞。1944年Luckey和Lakey又開始進(jìn)行無(wú)菌雞飼料營(yíng)養(yǎng)的研究。1948年美國(guó)Lobund小組飼養(yǎng)的無(wú)菌雞，成長(zhǎng)后第一次產(chǎn)卵，并孵化出新的一代，從此飼養(yǎng)無(wú)菌雞獲得完全的成功。

　　由于1922年Baeot和Harden發(fā)現(xiàn)無(wú)菌蠅蛆必須飼喂B族維生素才能正常生長(zhǎng)，證明了無(wú)菌動(dòng)物對(duì)B族維生素的需要，因?yàn)闊o(wú)菌動(dòng)物腸內(nèi)沒有細(xì)菌存在，自身不能合成B族維生素，從而找到了過(guò)去的飼養(yǎng)無(wú)菌動(dòng)物失敗的原因。1937年Balzam在無(wú)菌雞的維生素B族缺乏癥及在雞體內(nèi)能否合成B族維生素的研究中，更加清楚地證明了這個(gè)問(wèn)題。無(wú)菌動(dòng)物對(duì)B族維生素需要的發(fā)現(xiàn)是很有價(jià)值的，它推動(dòng)了無(wú)菌動(dòng)物培養(yǎng)工作的發(fā)展，并使之走向成功。

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