無特定病原體(Specefic pathogen Free,SPF)動物是指機體內無特定的微生物和寄生蟲存在的動物,但非特定的微生物和寄生蟲是容許存在的。故實際上是指無傳染病的健康動物。這類動物是目前國外使用最廣泛的實驗動物,它的來源,既可來自無菌動物繁育的后裔,亦可經剖胎取后,在隔離屏障設施的環(huán)境中,由SPF親代動物撫育。它不帶有對人或動物本身致病的微生物,但不能排除可經胎盤屏障垂直傳播的微生物。
由于用疫苗和藥物進行預防及治療,或用淘汰帶菌動物來作出SPF動物的方法并不實用(既浪費時間,又難保確除病原),故一般大多先培育無菌動物或悉生動物后,再把其移到有封閉系統(tǒng)設施中去飼育繁殖。原則上SPF動物室內不容許存在病原菌,但在封閉的環(huán)境中,難免有很多非病原性微生物會逐漸進入動物機體中去,故亦有人把這個轉移過程稱之為通常動物化。SPF動物的祖先是無菌動物,按理來說,無菌動物的子宮內和卵中是無菌的,然而,有些微生物實際上是通過其親代傳給胎兒的,因此,培育無菌動物和SPF動物之前,就必須考慮這個問題。即應該嚴格地選擇剖腹產母體,該動物應未感染上規(guī)定的各種微生物和寄生蟲,最好通過幾代連續(xù)剖腹,來培育原種無菌動物后再培育SPF動物。
“SPF”一詞的含義是不明確的,因為在特定條件下,“非”病原體是可以成為病原體的。而且有些病原體目前缺乏有效的檢查手段!癝PF”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(經剖腹產取得并飼養(yǎng)在屏障中的)、BS(在屏障系統(tǒng)中飼養(yǎng))、DF(無病)等不同名稱,都是指“SPF”動物。
由于SPF動物的質量標準看法不一,所以對動物的要求也就不同。如有人認為某種實驗動物沒有某種病原體,不影響其實驗要求,就可稱為SPF動物。亦有人認為將常見的病原體全部排除,才算是真正的動物。我們認為這兩種看法都不夠恰當,前者要求過低、太簡單化,后者又要求過高,復雜化。沒有統(tǒng)一標準,就無所適從。國外對動物的監(jiān)測標準(內容和方法)尚未見公諸于世,沒有統(tǒng)一的標準。如以小鼠為典型例子,因為小鼠是實驗研究中使用最廣,用量最多的實驗動物,它是自發(fā)性疾病種類最多的動物之一,綜合英、美、日等國有關資料,列于表,以資借鑒。
英、美、日等國有關實驗小鼠微生物學監(jiān)測內容
資 料 來 源 | 美 | 日美 | 日 | 英 | 英美日 | 日 | 美 |
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病原微生物種類 |
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細 菌 性 疾 病 | 沙門氏桿菌 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
綠膿桿菌 | √ | √ | √ | √ | ||||
魏氏梭52667788.cn/wszg/菌D型 | √ | √ | ||||||
枸椽酸桿菌 | √ | √ | ||||||
大腸桿菌 | √ | √ | √ | √ | ||||
假性結核桿菌 | √ | |||||||
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 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | ||
結核桿菌 | √ | 52667788.cn/sanji/√ | ||||||
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 | 淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎 | √ | √ | √ | √ | √ | ||
鼠肝炎 | √ | √ | √ | √ | √ | |||
鼠肺炎 | √ | √ | √ | |||||
呼腸、 | √ | √ | √ | √ | ||||
仙臺病毒 | √ | √ | √ | √ | ||||
仔鼠流行性腹瀉 | √ | √ | ||||||
小鼠脊髓灰質炎 | √ | √ | √ | |||||
脫腳病 | √ | √ | √ | √ | √ | |||
K病毒 | √ | √ | √ | |||||
鼠細小病毒 | √ | √ | √ | √ | ||||
胸腺病毒 | √ | √ | ||||||
多瘤病毒 | √ | √ | √ | |||||
嚙齒動物腺病毒 | √ | √ | √ | |||||
嚙齒動物巨動物病毒 | √ |
如前所述,目前國際上對小鼠微生物監(jiān)測內容尚無統(tǒng)一標準,各國亦常有變動現(xiàn)象,隨著科學研究的發(fā)展,必然發(fā)現(xiàn)新問題,增添新內容,僅就不完全的資料,按表6-6統(tǒng)計,微生物監(jiān)測內容,計細菌種,病毒種。結合我國實際,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量監(jiān)測標準可見表,他們主要著眼于“根據對小鼠群有危害的病原體及對動物實驗研究有干擾的微生物、寄生蟲”為原則,結合他們的具體條件,參照國外有關資料,似訂的暫定標準,由淺入深,逐步提高,以達到目前國際上若干國家所訂內容。
表實驗小鼠微生物和寄生蟲質量監(jiān)測暫定標準(1983)
動物等級 | 一 悉生、無菌 | 二 SPF | 三 清潔 | 四 普通 |
項 目 | ||||
沙門氏菌 | 悉生小鼠 | √ | √ | √ |
結核分枝桿菌 | √ | √ | √ | |
假結核耶爾森氏菌 | √ | √ | √ | |
皮膚真菌 | √ | √ | √ | |
鼠肝炎病毒 | √ | √ | ||
仙臺病毒 | √ | √ | ||
脫腳病病毒 | √ | √ | ||
肺炎支原體 | √ | √ | ||
柯希氏棒狀桿菌 | √ | √ | ||
親肺巴斯德氏菌 | √ | √ | ||
支氣管敗血性鮑特氏菌 | √ | √ | ||
胸炎克雷伯氏菌 | √ | √ | ||
念株狀鏈球菌 | √ | √ | ||
Tyzzer′s病原體 | √ | √ | ||
肺炎鏈球菌 | √ | √ | ||
單核細胞增多性李斯德氏菌 | √ | √ | ||
金黃色葡萄球菌 | √ | √ | ||
體外寄生蟲 | √ | √ | ||
滌蟲 | √ | √ | ||
綠膿假單胞菌 | √ | |||
枸椽酸桿菌 | √ | |||
大腸埃希氏菌O115aCK(B) | √ | |||
線蟲 | √ |
“√”表示應排除項目
上海市衛(wèi)生系統(tǒng)實驗動物微生物等級初步試行標準(討論稿)可參看表6-8
上海衛(wèi)生系統(tǒng)實驗動物微生物等級初步試行標準(1985)
動物級別 | 應排除病原 | 小鼠 | 大鼠 | 地鼠 | 家兔 | 豚鼠 |
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無特定病原體動物 | 清潔動物 | 普通動物 | 腸炎桿菌 | √ | √ | √ | √ | √ |
鼠傷寒桿菌 | √ | √ | √ | √ | √ | |||
體外寄生蟲 | √ | √ | √ | √ | √ | |||
發(fā)癬菌 | √ | √ | ||||||
淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎病毒 | ||||||||
流行性出血熱病毒 | √ | √ | √ | |||||
脫腳病病毒 | √ | |||||||
出血敗血性巴氏桿菌 | √ | √ | ||||||
鼠棒狀桿菌 | √ | |||||||
支氣管敗血波氏桿菌 | √ | √ | √ | |||||
腸道寄生蟲 | √ | |||||||
泰澤氏病 | √ | |||||||
仙臺病毒 | √ | |||||||
鼠肝炎病毒 | √ | |||||||
呼腸、蟛《 | ||||||||
嗜肺巴氏桿菌 | √ | |||||||
綠膿桿菌 | √ | |||||||
鏈球菌(A群) | √ | |||||||
各型肺炎球 | √ | |||||||
肺支原體 | ||||||||
金黃色葡萄球菌(裸鼠) | √ |
SPF動物由于排除了傳染病和寄生蟲,因此實驗結果準確可靠,在生物醫(yī)學各個領域的研究中得到了廣泛的應用和肯定,SPF動物和普通動物在實驗中的使用優(yōu)點和醫(yī)學科學各研究領域應用不同類型動物的選擇可參見表6-3和表6-4。
通常的動物群中有許多病原體是隱性感染,在一般條件下,微生物與宿主間能保持相對平衡,動物不顯現(xiàn)癥狀。一旦條件變化或動物在承受實驗處理的影響下,這種平衡遭到破壞,隱性感染被激發(fā),動物出現(xiàn)疾病的癥狀,這將嚴重地干擾實驗的結果。尤其在非短期的實驗中,這種現(xiàn)象(包括動物的死亡)在時間上、經濟上以及實驗的準確性方面,將帶來巨大的損失。SPF動物就不會有這種現(xiàn)象,因此,近十幾年來,SPF動物已成為標準的實驗動物,其使用量不斷增加,并有逐步取代普通動物的趨勢。
綠膿桿菌的自然界中廣泛存在,通常對動物不致病,對大鼠和小鼠的繁殖也沒有影響,但用污染本菌的動物進行放射性照射試驗時,卻能誘發(fā)動物致死性的敗血癥。污染大腸桿菌、變形菌、葡萄球菌或某些極普通細菌的動物,經照射、實驗性燒傷或可的松處理,也能出現(xiàn)這種現(xiàn)象。消化道寄生蟲,除大量寄生蟲外,對宿主常無嚴重影響,但在放射性照射試驗中,消化道寄生蟲所致的損傷部位,發(fā)生彌漫性出血感染,致使動物死亡。因此SPF動物在放射、燒傷等研究中比普通動物有穩(wěn)定的應用價值。
SPF動物體內尚帶有一些非病原性微生物,帶菌情況不如悉生動物那樣清楚明瞭,但它可以較安全、可靠地排除用普通動物作實驗研究時所帶病原體的干擾。
1.必須飼養(yǎng)在屏障系統(tǒng)內:培育SPF動物的目的的是為實驗提供沒有傳染病的健康動物,因此SPF動物應飼養(yǎng)于屏障系統(tǒng)(密封的飼養(yǎng)室或超凈飼養(yǎng)架)內,實行嚴格的微生物。應定期、按規(guī)定的監(jiān)測內容和方法來檢查有無致病菌(即特定的病原體)的污染。污染的動物依不同情況應降低等級或全部淘汰。一旦發(fā)生污染應徹底調查污染的原因。在被污染的屏障系統(tǒng)中工作的人員,往往附有與動物污染的同樣微生物,應引起注意。
由于SPF環(huán)境中沒有致病微生物,所以SPF動物的生產效果比普通動物為好,飼養(yǎng)中一般損失小。但屏障內一旦遭到污染,病原體的傳播卻更強烈。所以保持屏障系統(tǒng)的完好是非常重要的。
2.必須嚴格選擇原種:SPF動物群的建立,其原種必須來源于無菌動物或悉生動物才能保證。即將悉生動物或無菌動物飼養(yǎng)于屏障系統(tǒng)的飼養(yǎng)室中,使之自然感染特定病原體以外的一般微生物,但應嚴格防范病原體的污染,并需要定期檢查。
當然培育SPF動物,是以卵或子宮內無病原體為前提的。某些病原體可以垂直感染給胎兒,這個問題在培養(yǎng)SPF動物時應充分考慮。即應當嚴格選擇剖腹產母體,該動物應未感染上述病原體,最好通過幾代連續(xù)剖腹,來培育原種無菌動物,作為培育SPF動物的原種。
3.必須嚴格掌握SPF的質量標準:SPF動物必須首先排除各種人畜共患的傳染病病原體,還應排除影響該種動物生產和實驗使用上產生干擾的病原體。SPF動物質量監(jiān)測標準應參照表6-7執(zhí)行。當然我們不必完全照抄外國監(jiān)測標準的內容,在培育SPF動物中,可根據我國具體情況,注意輕重緩急,先排除危害較大的病原體。上海生物制品研究所在這方面有下面幾點經驗體會。
⑴小鼠的淋巴細胞性脈絡膜叢腦膜炎感染問題。雖然本病毒可通過胎盤傳遞,對人也有一定影響,是應該列入監(jiān)測內容的,但其感染率極低,似可暫緩進行,宜先著重于呼腸弧類病毒或腺病毒的監(jiān)測。
⑵有些病毒性病種,如有瘤病毒、胸腺病毒等,國內也未見有關報導,甚至可能國內尚難獲得標準毒株,似宜在今后調查研究的基礎上,考慮是否有必要列入我們監(jiān)測標準的內容中。
⑶細菌性疾病中如結核病、李司忒菌病等僅是地區(qū)性的或特殊品系的偶發(fā)病種,亦不是當前我們需要監(jiān)測的內容。
⑷我國近來自國外引進鼠種日益增多,可能會發(fā)生一些外來疫源。眾所周知,自然疫源與地理區(qū)域有很大關系。國外引進的鼠種,來自日本的也不少,日本與我國相鄰,地理條件較接近,如在歐洲國家中沒有列入監(jiān)測內容的大腸桿菌O115及枸椽酸桿菌,日本學者卻很重視這些細菌,并列為監(jiān)測內容,它又是小鼠易患的腸道傳染病之一。在這方面我們應引起足夠重視,即要探索自己的鼠群是否存這些病原,同時又要對外來鼠種加以監(jiān)測。
⑸帶有綠膿桿菌的小鼠,一般來說不影響它的生長發(fā)育和繁殖性能,亦不出現(xiàn)癥狀,但使用于抑制免疫機能實驗時,可出現(xiàn)菌血癥而發(fā)病,甚至死亡。該菌廣泛存在于自然界,且具固有的抗藥性,是較難在鼠群中排除的一種細菌。鼠群中是否存在綠膿桿菌,亦可間接反映管理SPF小鼠水平的一個側面,所以亦宜列入監(jiān)測質量內容中。
⑹霉形體種屬繁多,在嚙齒類動物中,小鼠的自然感染率遠較豚鼠、家兔危害性小,但可引起多種癥狀,特別是侵犯鼠關節(jié)炎的霉形體,如伴隨繼發(fā)感染,易與鼠痘癥狀混淆,因此,亦應注意監(jiān)測。