1、實驗動物科學(xué) 課件模板-33,實驗動物科學(xué)：一、悉生動物的概念,一、悉生動物的概念：,悉生動物（GnotobioticAnimals）也稱已知菌動物或已知菌叢動物（AnimawithKnownBacterialFlora），是指用與無菌動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物，即凡含有已知的單菌（Monoxenie）、雙菌（Dixenie）、三菌（Trixenie）或多菌（Polyxenie）的動物。,實驗動物科學(xué)：一、悉生動物的概念,一、悉生動物的概念：,一般是將13種已知的微生物人工接種于無菌動物體內(nèi)定居，無菌動物接種一種已各菌就是單菌動物

2、，以此類推。由于此種動物和無菌動物一樣是放在無菌隔離器內(nèi)飼養(yǎng)的，因此選用此種動物作實驗準(zhǔn)確性是很高的，可排除動物體內(nèi)帶有的各種不明確的微生物對實驗結(jié)果的干擾，常用于研究微生物和宿主動物之間的關(guān)系，并可按研究目的來選擇某種微生物。,實驗動物科學(xué)：一、悉生動物的概念,一、悉生動物的概念：,悉生動物是使特定的微生物定居于無菌動物的動物，可以說是一種動物與微生物的復(fù)合體，也飼養(yǎng)于隔離器中，飼養(yǎng)方法與無菌動物相同。由于這種動物是有菌的，所以隔離器內(nèi)也有這種微生物的存在。,實驗動物科學(xué)：二、悉生動物的發(fā)展,二、悉生動物的發(fā)展：,隨著科學(xué)的發(fā)展，向?qū)嶒瀯游锾岢隽烁叩囊螅褪侨绾蜗龑嶒瀯游镒陨砑膊嶒?/p>

3、結(jié)果的干擾，實驗證明：除了剖腹產(chǎn)所獲得的仔畜，飼養(yǎng)在嚴(yán)格的無菌隔離屏障內(nèi)，沒有另外的辦法可以消除實驗動物本身所帶的傳染性疾患，從而使無菌隔離技術(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)量實驗動物的生產(chǎn)。,實驗動物科學(xué)：二、悉生動物的發(fā)展,二、悉生動物的發(fā)展：,悉生動物大規(guī)模地生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究的各個領(lǐng)域，取得了普通動物實驗所無法發(fā)現(xiàn)的豐碩成果，這就豐富了無菌動物的研究內(nèi)容?，F(xiàn)在已把無菌動物、單菌動物、雙菌動物、多菌動物和特殊病原體動物總稱為悉生動物。近二十年來是無菌動物研究的飛躍發(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

4、是以無菌隔離技術(shù)提供的各種動物為實驗對象，研究實驗動物本身以及各種動物特別是動物與微生物之間相互依存和制約關(guān)系。,實驗動物科學(xué)：二、悉生動物的發(fā)展,二、悉生動物的發(fā)展：,悉動物的發(fā)展歷史與無菌動物發(fā)展一樣，是隨著無菌動物的發(fā)展而發(fā)展的。無菌動物發(fā)展的要事年表列于表6-3。 悉生動物學(xué)的發(fā)展，大大促進(jìn)了生物醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展。國際悉生生物學(xué)討論會已召開過七次，1981年6月29日至7月3日，在日本東京召開了第七次國際悉生生物學(xué)討論會，我國第一次派出了由中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院人中組成的代表團(tuán)出席了會議。,實驗動物科學(xué)：二、悉生動物的發(fā)展,二、悉生動物的發(fā)展：,標(biāo)志著我國悉生生物學(xué)的興起和發(fā)展。,實驗動物科學(xué)：

5、三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用,三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：,悉生動物已在生物醫(yī)學(xué)的各個領(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)實驗研究的需要，將無菌動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，再來觀察這些細(xì)菌對機(jī)體的作用。 悉生動物應(yīng)用在許多微生物學(xué)研究上是一個突出的例子。只有選用悉生動物，才有可能了解到單一微生物和抗體之間的關(guān)系。,實驗動物科學(xué)：三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用,三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：,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)對某種悉生物施于物理、化學(xué)等其它致病因子

6、時則可觀察機(jī)體、微生物、致病因子三方面相互作用關(guān)系。 表6-3無菌動物發(fā)展的要事年表 年學(xué)者姓名項目1895Schottellius倡議應(yīng)用豚鼠培育無菌動物，但未獲成功。,實驗動物科學(xué)：三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用,三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：,1895Nuital,Thierfelder以無菌牛奶喝養(yǎng)經(jīng)剖腹產(chǎn)獲得的豚鼠仔畜成活達(dá)10天。1895Kijanizin試圖在無菌代謝籠內(nèi)養(yǎng)育無菌兔，未成功。1899Schottellius將雞在無菌條件下養(yǎng)活17天。1902Schottellius又將無菌雞養(yǎng)活到30天。1908Cohendy育成無菌雞，且生長情況良好。,實驗動物科學(xué)：

7、三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用,三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：,1912Kuster育成無菌雞。1913Kuster在柏林大學(xué)養(yǎng)育了1只無菌羊。1914Cohendy,Wallman把無菌豚鼠養(yǎng)活到29天。1922Cohendy,Wallman使用無菌豚鼠做感染病毒的短期試驗。1922Baeot,Harden發(fā)現(xiàn)無菌蠅蛆必須飼喂B族維生素才正常生長。,實驗動物科學(xué)：三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用,三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：,1928Glimstedt在瑞共Lund大學(xué)開始做無菌動物研究。1928Reyniers在美國圣母大學(xué)創(chuàng)造了不銹鋼制無菌隔離器。1929Matsum

8、ura在日本千葉大學(xué)開始無菌動物研究。1930Reyniers在美國NotreDame大學(xué)作無菌動物研究。1932Glimstedt發(fā)表關(guān)于無菌豚鼠工作的初步報告。,實驗動物科學(xué)：三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用,三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：,1932Reyniers獲得無菌豚鼠。1933Glimstedt無菌豚鼠能生存5-30天。1942Reyniers無菌猴的試驗報告。1943ReyniersTrexler獲得無菌大鼠、兔、小鼠和雞。1943Reyniers制成新型不銹鋼大型無菌隔離器。1946Glimstedt獲得無菌狗。,實驗動物科學(xué)：三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用,三、

9、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：,1948Reyniers,Guistafsson無菌大白鼠繁殖群培育成功。1957Trexler和Reyniers試制成塑料薄膜無菌隔離器養(yǎng)育無菌動物。1959Pleasant育成了小鼠、家兔、豚鼠、雞、貓、羊、狗等無菌動物。1960Whitenair等在美國Michigan大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院，使用塑料隔離器開始研究養(yǎng)育無菌豬和綿羊。,實驗動物科學(xué)：三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用,三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：,1969Bleby育成無菌貓 悉生動物可以彌補(bǔ)無菌動物的某些缺點。無菌動物抵抗力很弱，飼養(yǎng)管理的難度大。使無菌動物感染某種細(xì)菌后（即成為悉生動物）

10、其抵抗力明顯增強(qiáng)。所感染的微生物寄生蟲的種類可以根據(jù)實驗?zāi)康男枰ǎ虼诉m宜作某些特定的實驗，如在免疫學(xué)實驗中，無菌動物不能發(fā)生遲發(fā)性過敏反應(yīng)，而敏感一種大腸菌的悉生動物就可以發(fā)生了。,實驗動物科學(xué)：三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用,三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：,醫(yī)學(xué)研究中使用悉生動物的優(yōu)點見表6-4 由于悉生動物有上述優(yōu)點，所以成功為當(dāng)前醫(yī)學(xué)研究中大力提倡使用的實驗動物。開斯（RKissig）比較了使用各種動物的實驗結(jié)果，提出了在醫(yī)學(xué)研究中選擇實驗動物的原則，可拱我們的研究工作中參考（見表6-5）。 悉生動物現(xiàn)在已成為醫(yī)學(xué)生物學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。,實驗動物科學(xué)：三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研

11、究中的應(yīng)用,三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：,一些科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的國家一般都已成立了悉生動物學(xué)會，這是一個實驗動物和實驗動物技術(shù)在醫(yī)學(xué)生物各學(xué)科中應(yīng)用的協(xié)會。1979年在日本東京召開的第17次年會上報告的論文有：人和動物的骨髓移植；人類和實驗動物腫瘤及其治療；免疫學(xué)；病毒學(xué)和腫瘤疾病；營養(yǎng)、代謝和生理學(xué)；菌叢和宿主抗力；悉生動物技術(shù)；外科病人感染控制等十個方面。,實驗動物科學(xué)：三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用,三、悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：,表6-4無菌動物、無特殊病原體動物和普通動物特點比較 實驗項目無菌動物無特殊病原體動物普通動物傳染病無無有或可能有寄生蟲無無有或可能有實驗結(jié)果明

12、確明確有疑問應(yīng)用動物數(shù)少數(shù)少數(shù)多（或大量）統(tǒng)計價值很好可能好不準(zhǔn)確長期實驗可能好可能好困難自然死亡率很少少高長期實驗存活率約100%約90%約40%實驗的準(zhǔn)確設(shè)計可能可能不可能實驗結(jié)果的討論價值高中低 表6-5醫(yī)學(xué)科學(xué)各研究領(lǐng)域應(yīng)用不同類型動物的選擇（摘自RKissig） 研究領(lǐng)域不同類型的實驗動物無菌動物悉生和無特殊病原動物無傳染病和寄生蟲動物普通動物短期實驗長期實驗短期實驗長期實驗短期實驗長期實驗老年學(xué)+-微生物學(xué)+-病毒學(xué)+-腫瘤學(xué)+-免疫學(xué)+-藥理學(xué)+生化學(xué)+-生理學(xué)+營養(yǎng)生理學(xué)+-遺傳學(xué)+病理學(xué)+器官移植實驗外科學(xué)+- 注“+”可能或必須用；“-”不可能或適用；“”不用或不能用。,實

13、驗動物科學(xué)：四、悉生動物的飼養(yǎng)管理,四、悉生動物的飼養(yǎng)管理：,悉生動物和無菌動物一樣，均飼養(yǎng)在無菌隔離器中，飼養(yǎng)管理方法也與無菌動物相同。無菌動物由于腸道里沒有細(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。無菌動物飼養(yǎng)管理困難，且生活能力較差。把對機(jī)體有益的若干種腸道細(xì)菌喂給無菌動物，使之在腸道內(nèi)定居，這就成為悉生動物。,實驗動物科學(xué)：四、悉生動物的飼養(yǎng)管理,四、悉生動物的飼養(yǎng)管理：,它遠(yuǎn)較無菌動物的生活能力強(qiáng)。飼養(yǎng)管理也比較容易，在多種研究試驗中，可以代替無菌動物。 人工感染用的腸道細(xì)菌各國使用的不盡一致，它也受營養(yǎng)條件的制約。如日本使用大腸埃希氏桿菌（E

14、scherichiaColi），表皮葡萄球菌（StapbylococcusEpidermides，糞鏈球菌（StreptococcusFaecalis、脆弱似桿菌（BacteroidesFragilis和乳桿菌（Lactobacillussp.種。,實驗動物科學(xué)：四、悉生動物的飼養(yǎng)管理,四、悉生動物的飼養(yǎng)管理：,法國使用E.Coli(、白色葡萄菌（StaphylococcusAlbus、糞鏈球菌、SporulatedAnaerubes(GenusClostridium)和乳桿菌（五種。 悉生動物應(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。對未能定居的菌株還應(yīng)補(bǔ)充接

15、種。,實驗動物科學(xué)：四、悉生動物的飼養(yǎng)管理,四、悉生動物的飼養(yǎng)管理：,用缺乏葉酸的飼料飼養(yǎng)無菌大鼠，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。試驗證明，悉生小鼠的精子形成機(jī)能與通常動物無異，而無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。很多試驗證明，悉生動物生活能力比無菌動物要強(qiáng)，較易飼養(yǎng)。,實驗動物科學(xué)：一、無特定病原體動物的概念,一、無特定病原體動物的概念：,無特定病原體（SpeceficpathogenFree,SPF）動物是指機(jī)體內(nèi)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

16、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(jīng)剖胎取后，在隔離屏障設(shè)施的環(huán)境中，由SPF親代動物撫育。,實驗動物科學(xué)：一、無特定病原體動物的概念,一、無特定病原體動物的概念：,它不帶有對人或動物本身致病的微生物，但不能排除可經(jīng)胎盤屏障垂直傳播的微生物。 由于用疫苗和藥物進(jìn)行預(yù)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(shè)施中去飼育繁殖。原則上SPF動物室內(nèi)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(jìn)入動物機(jī)體中去，故亦有人把這個轉(zhuǎn)移過程稱之為通常動物化。,實驗動物科學(xué)：一、無特定病原體動物的概念,一、無特定病原體動物的概念：,SPF動物的祖先是無菌動物，按理來說，無菌動物的子宮內(nèi)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(yīng)