無菌動物

　　一、無菌動物的基本概念

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

　　無菌動物是在無菌屏障系統(tǒng)中，剖腹取出胎兒，飼養(yǎng)繁育在無菌隔離器中，飼料、飲水經(jīng)過消毒，定期檢驗，證明動物體內(nèi)外均無一切微生物和寄生蟲（包括大部分病毒)的動物。無菌動物的“菌”主要是指細菌，而嚴格來說，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。而所謂“無”卻不是絕對的，不過是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)知識和檢查方法在一定時期內(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)在認為是無菌的動物或許將來可以檢出微生物和寄生蟲而不是無菌動物，因為這個“無”是相對而言的。到目前為至，尚未確立無菌動物的微生物檢定法，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)多的問題。例如，在無菌動物中供實驗室使用最多的無菌小鼠，用電子顯微鏡檢查證明，胸腺細胞中仍有存在白血病病毒的例子，因而，現(xiàn)在的所謂無菌動物，指動物體內(nèi)外未能檢出細菌、真菌、原蟲、內(nèi)外寄生蟲的動物較妥當(dāng)。

　　用大量抗菌素也可以使普通動物暫時無菌，但是這種動物不是無菌動物。因為這種無菌狀態(tài)往往是一過性的，某些殘存的細菌在適當(dāng)?shù)臈l件下又會在體內(nèi)增殖；即使能把體內(nèi)細菌全部殺死，它們給動物造成的影響卻是無法消除的，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，無菌動物必須是生來就無菌的動物。

　　按對微生物的控制的程度，可以將實驗動物分為四類：即（１)無菌動物（Germ Free,GF)；（２)悉生動物或已知菌動物（Gnotobiotics,GN)；（３)無特定病原體動物（Specific Pathogen Free,SPF)；（４)通常動物（Conventional,CV)。無菌動物和悉生動物飼養(yǎng)于隔離器中（隔離系統(tǒng))，無特殊病原體動物飼養(yǎng)于屏障系統(tǒng)，通常動物飼養(yǎng)于開放系統(tǒng)。醫(yī)學(xué).全在線www.med126.com

　　通常動物是在開放系統(tǒng)條件下飼養(yǎng)的，都受到自然界微生物和寄生蟲的侵襲，一般都帶細菌、病毒和寄生蟲。有的動物外觀看起來健康，其實都隱藏著某些疾病或有微生物與寄生蟲的感染。因此用通常動物進行實驗敏感性差、反應(yīng)性不一致，實驗結(jié)果缺乏再現(xiàn)性。要提高動物實驗的準(zhǔn)確性，就必須對實驗動物在遺傳和微生物兩個方面加以控制，培養(yǎng)出標(biāo)準(zhǔn)的合格動物，才能使實驗結(jié)果正確可靠，達到反應(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物，遺傳均一、個體差異小、實驗結(jié)果比較準(zhǔn)確。但是只從遺傳上加以控制，如不進行微生物控制，沒有排除自然感染的微生物和寄生蟲的影響，實驗結(jié)果仍可能不準(zhǔn)確。因此，在精度要求高的實驗中，無菌動物、悉生動物和無特殊病原體動物就成了理想的實驗動物。

表6－1　 按微生物控制程度的實驗動物分類原則

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

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

　　由于1922年Baeot和Harden發(fā)現(xiàn)無菌蠅蛆必須飼喂B族維生素才能正常生長，證明了無菌動物對B族維生素的需要，因為無菌動物腸內(nèi)沒有細菌存在，自身不能合成B族維生素，從而找到了過去的飼養(yǎng)無菌動物失敗的原因。1937年Balzam在無菌雞的維生素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問題。無菌動物對B族維生素需要的發(fā)現(xiàn)是很有價值的，它推動了無菌動物培養(yǎng)工作的發(fā)展，并使之走向成功。

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