實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué):第二節(jié)　悉生動(dòng)物

一、悉生動(dòng)物的概念

悉生動(dòng)物（Gnotobiotic　Animals)也稱(chēng)已知菌動(dòng)物或已知菌叢動(dòng)物（Anima　with　Known　Bacterial　Flora)，是指用與無(wú)菌動(dòng)物相同的方法取得飼養(yǎng)（剖腹取胎，在隔離器內(nèi)飼養(yǎng))、但明確的物體內(nèi)所給予的已知微生物的動(dòng)物，即凡含有已知的單菌（Monoxenie)、雙菌（Dixenie)、三菌（Trixenie)或多菌（Polyxenie)的動(dòng)物。一般是將1～3種已知的微生物人工接種于無(wú)菌動(dòng)物體內(nèi)定居，無(wú)菌動(dòng)物接種一種已各菌就是單菌動(dòng)物，以此類(lèi)推。由于此種動(dòng)物和無(wú)菌動(dòng)物一樣是放在無(wú)菌隔離器內(nèi)飼養(yǎng)的，因此選用此種動(dòng)物作實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性是很高的，可排除動(dòng)物體內(nèi)帶有的各種不明確的微生物對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，常用于研究微生物和宿主動(dòng)物之間的關(guān)系，并可按研究目的來(lái)選擇某種微生物。

悉生動(dòng)物是使特定的微生物定居于無(wú)菌動(dòng)物的動(dòng)物，可以說(shuō)是一種動(dòng)物與微生物的復(fù)合體，也飼養(yǎng)于隔離器中，飼養(yǎng)方法與無(wú)菌動(dòng)物相同。由于這種動(dòng)物是有菌的，所以隔離器內(nèi)也有這種微生物的存在。

二、悉生動(dòng)物的發(fā)展

隨著科學(xué)的發(fā)展，向?qū)嶒?yàn)動(dòng)物提出了更高的要求，就是如何消除實(shí)驗(yàn)動(dòng)物自身疾病對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，實(shí)驗(yàn)證明：除了剖腹產(chǎn)所獲得的仔畜，飼養(yǎng)在嚴(yán)格的無(wú)菌隔離屏障內(nèi)，沒(méi)有另外的辦法可以消除實(shí)驗(yàn)動(dòng)物本身所帶的傳染性疾患，從而使無(wú)菌隔離技術(shù)的應(yīng)用，從研究微生物與宿主之間的相互依存關(guān)系。推廣到高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生產(chǎn)。

悉生動(dòng)物大規(guī)模地生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，取得了普通動(dòng)物實(shí)驗(yàn)所無(wú)法發(fā)現(xiàn)的豐碩成果，這就豐富了無(wú)菌動(dòng)物的研究?jī)?nèi)容�，F(xiàn)在已把無(wú)菌動(dòng)物、單菌動(dòng)物、雙菌動(dòng)物、多菌動(dòng)物和特殊病原體動(dòng)物總稱(chēng)為悉生動(dòng)物。近二十年來(lái)是無(wú)菌動(dòng)物研究的飛躍發(fā)展階段，形成了跨越生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)學(xué)的新興學(xué)科一悉生生物學(xué)（Gnotobiology)，它是以無(wú)菌隔離技術(shù)提供的各種動(dòng)物為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究實(shí)驗(yàn)動(dòng)物本身以及各種動(dòng)物特別是動(dòng)物與微生物之間相互依存和制約關(guān)系。

悉動(dòng)物的發(fā)展歷史與無(wú)菌動(dòng)物發(fā)展一樣，是隨著無(wú)菌動(dòng)物的發(fā)展而發(fā)展的。無(wú)菌動(dòng)物發(fā)展的要事年表列于表6-3。

悉生動(dòng)物學(xué)的發(fā)展，大大促進(jìn)了生物醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展。國(guó)際悉生生物學(xué)討論會(huì)已召開(kāi)過(guò)七次，1981年6月29日至7月3日，在日本東京召開(kāi)了第七次國(guó)際悉生生物學(xué)討論會(huì)，我國(guó)第一次派出了由中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院人中組成的代表團(tuán)出席了會(huì)議。標(biāo)志著我國(guó)悉生生物學(xué)的興起和發(fā)展。

三、悉生動(dòng)物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用

悉生動(dòng)物已在生物醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，取得了豐碩的成果�？蒲泄ぷ髡呖筛鶕�(jù)實(shí)驗(yàn)研究的需要，將無(wú)菌動(dòng)物所培育的仔鼠于其斷奶前后，有目的地喂給單一的或多種的細(xì)菌，再來(lái)觀察這些細(xì)菌對(duì)機(jī)體的作用。

悉生動(dòng)物應(yīng)用在許多微生物學(xué)研究上是一個(gè)突出的例子。只有選用悉生動(dòng)物，才有可能了解到單一微生物和抗體之間的關(guān)系。多種微生物存在于同一機(jī)體內(nèi)，可以觀察微生物與微生物之間及機(jī)體之間相互關(guān)系和菌群失調(diào)的現(xiàn)象。當(dāng)對(duì)某種悉生物施于物理、化學(xué)等其它致病因子時(shí)則可觀察機(jī)體、微生物、致病因子三方面相互作用關(guān)系。

表6-3　無(wú)菌動(dòng)物發(fā)展的要事年表

悉生動(dòng)物可以彌補(bǔ)無(wú)菌動(dòng)物的某些缺點(diǎn)。無(wú)菌動(dòng)物抵抗力很弱，飼養(yǎng)管理的難度大。使無(wú)菌動(dòng)物感www.med126.com染某種細(xì)菌后（即成為悉生動(dòng)物)其抵抗力明顯增強(qiáng)。所感染的微生物寄生蟲(chóng)的種類(lèi)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康男枰�而定，因此適宜作某些特定的實(shí)驗(yàn)，如在免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)中，無(wú)菌動(dòng)物不能發(fā)生遲發(fā)性過(guò)敏反應(yīng)，而敏感一種大腸菌的悉生動(dòng)物就可以發(fā)生了。

醫(yī)學(xué)研究中使用悉生動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)見(jiàn)表6-4

由于悉生動(dòng)物有上述優(yōu)點(diǎn)，所以成功為當(dāng)前醫(yī)學(xué)研究中大力提倡使用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。開(kāi)斯（R·Kissig)比較了使用各種動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了在醫(yī)學(xué)研究中選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的原則，可拱我們的研究工作中參考（見(jiàn)表6-5)。

悉生動(dòng)物現(xiàn)在已成為醫(yī)學(xué)生物學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。一些科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家一般都已成立了悉生動(dòng)物學(xué)會(huì)，這是一個(gè)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)在醫(yī)學(xué)生物各學(xué)科中應(yīng)用的協(xié)會(huì)。1979年在日本東京召開(kāi)的第17次年會(huì)上報(bào)告的論文有：人和動(dòng)物的骨髓移植；人類(lèi)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腫瘤及其治療；免疫學(xué)；病毒學(xué)和腫瘤疾�。粻I(yíng)養(yǎng)、代謝和生理學(xué)；菌叢和宿主抗力；悉生動(dòng)物技術(shù)；外科病人感染控制等十個(gè)方面。

表6-4　無(wú)菌動(dòng)物、無(wú)特殊病原體動(dòng)物和普通動(dòng)物特點(diǎn)比較

表6-5　醫(yī)學(xué)科學(xué)各研究領(lǐng)域應(yīng)用不同類(lèi)型動(dòng)物的選擇（摘自R·Kissig)

注“+”可能或必須用；“-”不可能或適用；“×”不用或不能用。

四、悉生動(dòng)物的飼養(yǎng)管理

悉生動(dòng)物和無(wú)菌動(dòng)物一樣，均飼養(yǎng)在無(wú)菌隔離器中，飼養(yǎng)管理方法也與無(wú)菌動(dòng)物相同。無(wú)菌動(dòng)物由于腸道里沒(méi)有細(xì)菌，所以不能在腸內(nèi)合成機(jī)體所需要的某些維生素和氨基酸，而必須由日常的飼料中補(bǔ)給。無(wú)菌動(dòng)物飼養(yǎng)管理困難，且生活能力較差。把對(duì)機(jī)體有益的若干種腸道細(xì)菌喂給無(wú)菌動(dòng)物，使之在腸道內(nèi)定居，這就成為悉生動(dòng)物。它遠(yuǎn)較無(wú)菌動(dòng)物的生活能力強(qiáng)。飼養(yǎng)管理也比較容易，在多種研究試驗(yàn)中，可以代替無(wú)菌動(dòng)物。

人工感染用的腸道細(xì)菌各國(guó)使用的不盡一致，它也受營(yíng)養(yǎng)條件的制約。如日本使用大腸埃希氏桿菌（Escherichia　Coli)，表皮葡萄球菌（Stapbylococcus　Epidermides，糞鏈球菌（Streptococcus　Faecalis、脆弱似桿菌（Bacteroides　Fragilis和乳桿菌（Lactobacillus　sp.種。法國(guó)使用E.Coli　(、白色葡萄菌（Staphylococcus　Albus、糞鏈球菌、Sporulated　Anaerubes(Genus　Clostridium)和乳桿菌（五種。

悉生動(dòng)物應(yīng)定期作微生物檢查，一方面檢查是否被污染，另方面檢查接種的微生物是否定居。對(duì)未能定居的菌株還應(yīng)補(bǔ)充接種。

用缺乏葉酸的飼料飼養(yǎng)無(wú)菌大鼠，則出現(xiàn)葉酸缺乏癥，但在悉生大鼠，則不出現(xiàn)癥狀。用缺乏維生素缺乏癥狀。試驗(yàn)證明，悉生小鼠的精子形成機(jī)能與通常動(dòng)物無(wú)異，而無(wú)菌小鼠的形成能力較低。有的學(xué)者認(rèn)為微生物菌叢是育成期雌性小鼠性機(jī)能正常發(fā)育的重要因素。很多試驗(yàn)證明，悉生動(dòng)物生活能力比無(wú)菌動(dòng)物要強(qiáng)，較易飼養(yǎng)。