第六章-无菌动物、悉生.ppt

第六章实验动物微生物控制的特点及应用 按对微生物的控制的程度 可以将实验动物分为五类 即 无菌动物 GF 悉生动物 GN 无特定病原体动物 SPF 清洁动物 CL 5 普通动物 CV 无菌动物和悉生动物饲养于隔离器中 隔离系统 无特殊病原体动物饲养于屏障系统 通常动物饲养于开放系统 近交系动物遗传均一 个体差异小 实验结果比较准确 但是只从遗传上加以控制 如不进行微生物控制 没有排除自然感染的微生物和寄生虫的影响 实验结果仍可能不准确 因此 在精度要求高的实验中 无菌动物 悉生动物和无特殊病原体动物就成了理想的实验动物 按微生物控制程度的实验动物分类原则 第一节无菌动物一 无菌动物的基本概念所谓无菌动物 就是指在机体的任何部位均检不出任何活的微生物和寄生虫的动物 无菌动物的 菌 主要是指细菌 而严格来说 还包括真菌 立克次氏体 支原体和病毒等微生物及各种寄生虫 用大量抗菌素可以使普通动物暂时无菌 但是这种动物不是无菌动物 因为这种无菌状态往往是一过性的 某些残存的细菌在适当的条件下又会在体内增殖 即使能把体内细菌全部杀死 它们给动物造成的影响却是无法消除的 例如 特异性抗体的存在 单核吞噬细胞系统的活化 某些组织或器官的病理变化等 因此 无菌动物必须是生来就无菌的动物 现在无菌动物的品种已经很多 不仅小鼠 大鼠 豚鼠和家兔等小动物已有无菌动物 而且狗 猫 猴 猪 山羊 绵羊和牛等大动物以及鸡 火鸡 鹌鹑 青蛙 蛇甚至蚕 苍蝇 白蚁等也都有了无菌动物 这些都是为了适应科学发展的需要而培育的 其中的小鼠 大鼠 豚鼠 国外一些发达国家已能大量生产 并比较方便地应用于日常研究中了 三 无菌动物的特征只要饲料配备适当 无菌动物发育正常 外观和普通动物相同 但是其机能 结构和普通动物有很大的不同 无菌动物受两个因素影响 即微生物和因饲养比较聚集而致的肾上腺增大 无菌动物的形态特征 无菌动物的功能特征 四 无菌动物的应用1 在微生物研究中的应用 某些疾病的病原研究 微生物间的拮抗作用 病毒病的研究 细菌学研究 如霍乱弧菌 福氏痢疾杆菌 真菌感染研究 原虫感染研究 2 在免疫学研究中的应用 无菌动物血中无特异性抗体 很适合于各种免疫现象的研究 3 在放射医学研究中的应用 4 在营养代谢研究中的应用 5 在胆固醇代谢研究中的应用 6 在毒理学研究中的应用 7 在肿瘤研究中的应用 8 在老年病学研究中的应用 9 在宇航学研究中的应用 10 在寄生虫研究中的应用 11 在口腔医学研究中的应用 健康动物处死浸在37 灭菌液中送进无菌隔离器剖腹手术切除子宫将子宫浸消毒液即送到另一只隔离器中切开子宫取胎 用灭菌纱布揩拭仔体并电刀断脐放入隔离器内人工喂乳或保姆代养 五 无菌动物技术 豚鼠因在一定程度上能自力饮乳 故人工哺乳较容易 另外 禽类 鱼类 昆虫类等 因是在卵中无菌的前提下作出的 故用药物将卵周围灭菌后移入灭菌隔离器内使其孵化即可 而且 这些动物 一般在出生后就能自力采食 故较易育成 无菌动物的理论基础和实践依据在于胎盘屏障和屏障观念 根据这个基础开展了无菌动物工作 在无菌条件下取仔 一切操作在无菌隔离器内进行 塑料无菌隔离器大小为1 80米 0 65米 0 5米 第二节悉生动物 一 悉生动物的概念悉生动物 GnotobioticAnimals 也称已知菌动物或已知菌丛动物 是指用与无菌动物相同的方法取得饲养 剖腹取胎 在隔离器内饲养 但明确体内所给予的已知微生物的动物 即凡含有已知的单菌 双菌 三菌或多菌的动物 一般是将1 3种已知的微生物人工接种于无菌动物体内定居 以此类推 由于此种动物和无菌动物一样是放在无菌隔离器内饲养的 因此选用此种动物作实验准确性是很高的 可排除动物体内带有的各种不明确的微生物对实验结果的干扰 并可按研究目的来选择某种微生物 常用于研究微生物和宿主动物之间的关系 悉生动物是使特定的微生物定居于无菌动物的动物 饲养方法与无菌动物相同 由于这种动物是有菌的 所以隔离器内也有这种微生物的存在 二 悉生动物的发展随着科学的发展 向实验动物提出了更高的要求 就是如何消除实验动物自身疾病对实验结果的干扰 实验证明 除了剖腹产所获得的仔畜 饲养在严格的无菌隔离屏障内 没有另外的办法可以消除实验动物本身所带的传染性疾患 从而使无菌隔离技术的应用 从研究微生物与宿主之间的相互依存关系 推广到高质量实验动物的生产 悉生动物大规模地生产和广泛应用于医学研究的各个领域 取得了普通动物实验所无法发现的丰硕成果 这就丰富了无菌动物的研究内容 近二十年来是无菌动物研究的飞跃发展阶段 形成了跨越生物学 医学 兽医学的新兴学科一悉生生物学 三 悉生动物的特性1 肠道内存在能合成维生素和氨基酸的细菌 2 悉生动物可以弥补无菌动物的某些缺点 悉生动物的生活力较强 抵抗力明显增强 也易于饲养管理 可代作无菌动物 3 所感染的微生物寄生虫的种类可以根据实验目的需要而定 因此适宜作某些特定的实验 如在免疫学实验中 无菌动物不能发生迟发性过敏反应 而感染一种大肠菌的悉生动物就可以发生了 四 悉生动物在生物医学研究中的应用悉生动物已在生物医学的各个领域中得到了应用 取得了丰硕的成果 1 微生物学研究 可根据实验研究的需要 将无菌动物所培育的仔鼠于其断奶前后 有目的地喂给单一的或多种的细菌 再来观察这些细菌对机体的作用 只有选用悉生动物 才有可能了解到单一微生物和抗体之间的关系 多种微生物存在于同一机体内 可以观察微生物与微生物之间及机体之间相互关系和菌群失调的现象 2 抗体制备的研究 3 克山病病因学的研究 镰刀状黄曲霉菌说 4 微生物和寄生虫相互关系的研究 5 其它方面的研究 骨髓移植 肿瘤 病毒学 免疫学 营养代谢 外科的感染控制等 第三节无特定病原体动物 一 无特定病原体动物的概念无特定病原体 SPF 动物是指机体内无特定的微生物和寄生虫存在的动物 但非特定的微生物和寄生虫是容许存在的 故实际上是指无传染病的健康动物 这类动物是目前国外使用最广泛的实验动物 由于用疫苗和药物进行预防及治疗 或用淘汰带菌动物来作出SPF动物的方法并不实用 既浪费时间 又难保确除病原 故一般大多先培育无菌动物或悉生动物后 再把其移到有封闭系统设施中去饲育繁殖 亦或可剖腹取胎后在隔离屏障设施中由SPF亲代动物抚育 它不带有对人或动物本身致病的微生物 但不能排除可经胎盘屏障垂直传播的微生物 为防止由胎盘垂直传播的微生物 在培育无菌动物和SPF动物之前就应该严格选择剖腹产母体 该动物应未感染上规定的各种微生物和寄生虫 最好是通过连续几代剖腹来培育原种无菌动物 再培育SPF动物 SPF 一词的含义是不明确的 因为 1 在特定条件下 非 病原体是可以成为病原体的 2 有些病原体目前缺乏有效的检查手段 SPF 是多年来使用的名称 目前还没有更好的统一的名称 所以仍沿用 现在有COBS 经剖腹产取得并饲养在屏障中的 BS 在屏障系统中饲养 DF 无病 等不同名称 都是指 SPF 动物 二 无特定病原体动物的质量标准由于SPF动物的质量标准看法不一 所以对动物的要求也就不同 如有人认为某种实验动物没有某种病原体 不影响其实验要求 就可称为SPF动物 亦有人认为将常见的病原体全部排除 才算是真正的SPF动物 我们认为这两种看法都不够恰当 前者要求过低 太简单化 后者又要求过高 复杂化 没有统一标准 就无所适从 国外对动物的监测标准 内容和方法 尚未见公诸于世 没有统一的标准 如以小鼠为典型例子 综合英 美 日等国有关资料 列于表 以资借鉴 英 美 日等国有关实验小鼠微生物学监测内容 结合我国实际 卫生部上海生物制品研究所制定的小鼠微生物和寄生虫质量监测标准 主要着眼于排除 对小鼠群有危害的病原体及对动物实验研究有干扰的微生物 寄生虫 为原则 结合他们的具体条件 参照国外有关资料 拟订的暂定标准 由浅入深 逐步提高 以达到目前国际上若干国家所订内容 三 无特定病原体动物的用途SPF动物由于排除了传染病和寄生虫 因此实验结果准确可靠 在生物医学各个领域的研究中得到了广泛的应用和肯定 国际上公认SPF动物适用于除特殊要求外的所有科研实验 已成为国际标准级别的实验动物 其使用量不断增加 SPF动物和普通动物在实验中的使用优点和医学科学各研究领域应用不同类型动物的选择可参见表 无菌动物 无特殊病原体动物和普通动物特点比较 自然界中的绿脓杆菌通常对动物不致病 对大小鼠的繁殖也无影响 但用污染本菌的动物进行放射性照射试验时 能诱发动物致死性的败血症 污染大肠埃希菌 变形菌 葡萄球菌或某些普通细菌的动物 经照射 实验性烧伤或可的松处理也能出现上述情况 等等 因此SPF动物在放射 烧伤等研究中比普通动物更具特殊的应用价值 SPF动物的培育必须注意以下几点 1 必须饲养在屏障系统内 2 必须严格选择原种 3 必须严格控制SPF的质量标准 第四节清洁动物 清洁动物 Cleananimal CL 要求在CV的基础上 还须不带有对动物危害大和对科学研究干扰大的病原体 清洁动物是根据我国国情而设定的等级动物 其种群来自屏障系统的SPF动物或剖腹产动物 清洁动物比普通动物要求排除的微生物和寄生虫多 但比SPF动物少 除肉眼观察无病外 尸体解剖时 主要脏器 组织无论是眼观还是病理组织切片均没有病变 国际上普遍认为清洁动物仅适合于短期或部分科研实验 但清洁动物近年来在我国得到较广泛的应用 它较普通动物健康 又较SPF动物易达到质量标准 在动物实验中可免受动物疾病的干扰 其敏感性和重复性亦较好 目前在我国已适用于大多数科研实验 是国内科研工作主要要求的标准级别的实验动物 可应用于生物研究的各个领域 第五节普通动