第六章 无菌动物、悉生

生长率
生殖 代谢 营养
抗辐射能力 寿命
大鼠和小鼠繁殖率高；豚鼠及兔繁殖力低， 肠管对水的吸收率低，代谢周期比普通动物长. 体内不能合成维生素B和K，故易缺乏 抗辐射能力增强，受辐射后存活时间较长
无菌动物比普通者长寿
四、无菌动物的应用 1、在微生物研究中的应用： ⑴某些疾病的病原研究； ⑵微生物间的拮抗作用； ⑶病毒病的研究； ⑷细菌学研究：如霍乱弧菌、福氏痢疾杆菌； ⑸真菌感染研究； ⑹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；
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
资 料 来 源 病原微生物种类 沙门氏杆菌 绿脓杆菌 魏氏梭菌D型 枸椽酸杆菌 大肠杆菌 假性结核杆菌 李司忒杆菌 巴氏杆菌 支气管败血性鲍特氏菌 细 菌 性 疾 病 肺炎雷伯克氏菌 肺炎双球菌 鼠棒状杆菌 泰泽氏杆菌 结核杆菌 钩端螺旋体 念珠状链球菌 溶血性链球菌 金黄色葡萄球菌 淋巴细胞性脉络丛脑膜炎 鼠肝炎 鼠肺炎 呼肠弧Ⅲ 仙台病毒 仔鼠流行性腹泻 小鼠脊髓灰质炎 脱脚病 K病毒 鼠细小病毒 胸腺病毒 多瘤病毒 啮齿动物腺病毒 啮齿动物巨细胞病毒 美 √ √ √ √ 日美 √ √ 日 √ 英 √ 英美日 √ 日 √ √ 美 √ √ √ √ √
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。
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。
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。
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。
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（Gnotobiotic Animals）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。
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病 毒 性 疾 病
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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。
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。
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。
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。
免疫系统
脾脏缩小，无二级滤泡，单核吞噬细胞功能降 低，胸腺内以小淋巴细胞为主，吞噬细胞内泡 状结构和溶酶体少，胸腺和淋巴结处于功能不 活跃状态。白细胞数恒定
无菌动物的功能特征
功 能 改 变
免疫功能
吞噬细胞系统、淋巴组织发育不良，淋巴小结 内缺乏生发中心，产生丙种球蛋白的能力很弱， 血清抗体水平低，免疫功能处于原始状态，应 答速度慢，过敏反应和排异反应及自身免疫现 象消失或减弱 因种属而不同。无菌鸟类生长率升高，大小鼠 无变化；豚鼠和兔生长率变慢。因无菌不能帮 助消化纤维素所致
可能好 很少 约100% 可能 很高
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
种类 无菌动物 饲养方法 隔离系统 说 明 附 记 以封闭的无菌技术取得，用 无法检出任 现有方法不能检出任何微生 何生命体 物和寄生虫的动物 确知所带的微生物丛（植物 确知所带有 的和动物的）经特殊饲养 的微生物 没有指定的致病性微生物和 确知不带有 寄生虫的动物。 的微生物
悉生动物
SPF动物
隔离系统
屏障系统
除普通动物要求外，没有对 确知不带有 清洁动物 半屏障系统 动物危害大和对研究干扰大 的微生物 的微生物
普通动物 开放系统
不得带有主要人畜共患和烈 对微生物带 性传染病病原体的动物 有情况不明 确
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。
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
系 统 消化系统 血液循环系统 改 变
盲肠肥大（5-6倍），肠壁菲薄，常因盲肠扭转 或肠壁破裂而死亡。肠粘膜绒毛增多。肝脏重 量下降。 心脏相对缩小。白细胞数少。数值恒定
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。
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： （１）无菌动物（GF）； （２）悉生动物（GN）； （３）无特定病原体动物（SPF）； （４）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。
无菌动物、无特殊病原体动物和普通动物特点比较
实验项目 传染病 寄生虫 无菌动物 无 无 SPF动物 无 无 清洁动物 无 无 普通动物 有或可能有 有或可能有
实验结果
应用动物数
明确
少量
明确
少量
明确
较少
有疑问
多（或大量）
统计价值
长期实验 自然死亡率 长期实验存活率 实验的准确设计 结果的讨论价值
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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。
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。
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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。
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
五 、 无 菌 动 物 技 术
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。
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。