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1、第二章第二节微生物学质量控制实验第二章第二节微生物学质量控制实验动物学动物学现在学习的是第1页，共49页一、实验动物的微生物学分类n n（一）实验动物按微生物学控制的分类（一）实验动物按微生物学控制的分类n n（二）实验动物微生物控制的国家标准（二）实验动物微生物控制的国家标准现在学习的是第2页，共49页实验动物按微生物学控制的分类按对微生物学质量的控制，可将实验动物分为四类：n无菌动物无菌动物(germ free animal,GFA)悉生动物悉生动物(gnotobiotic animal,GNA)n无特定病原体动物无特定病原体动物(specific patho-gen free anima
2、l,SPFA)n清洁动物清洁动物(clean animal,CLA)n普通动物普通动物(conventional animal,CVA)现在学习的是第3页，共49页实验动物在我国分为四类实验动物在我国分为四类普通动物（普通动物（CVACVA），一级动物），一级动物清洁动物（清洁动物（CLACLA），二级动物），二级动物无特殊病原体动物（无特殊病原体动物（SPFASPFA），三级动物），三级动物无菌动物（无菌动物（GFAGFA）和悉生动物（）和悉生动物（GNAGNA），四级动），四级动物物现在学习的是第4页，共49页现在学习的是第5页，共49页现在学习的是第6页，共49页现在学习的是第7页，共4
3、9页二、无菌动物与悉生动物现在学习的是第8页，共49页(一一)无菌动物无菌动物（germ free animalgerm free animal，简称，简称GFAGFA）1.1.定义：定义：指用现有的实验手段检测，动物的体表指用现有的实验手段检测，动物的体表体内不携带其它生命体（包括一切微生物和寄生体内不携带其它生命体（包括一切微生物和寄生虫）的实验动物。虫）的实验动物。饲养条件：饲养条件：无菌隔离器内无菌隔离器内来源：来源：第一代通过无菌剖腹产术，人工哺乳获第一代通过无菌剖腹产术，人工哺乳获得。得。维持：维持：通过无菌剖腹产术，人工哺乳或无菌动物通过无菌剖腹产术，人工哺乳或无菌动物代乳饲育扩
4、群。代乳饲育扩群。现在学习的是第9页，共49页2.2.无菌动物的发展过程无菌动物的发展过程 1895189519101910年年 解决了无菌生命能否生存的问题。解决了无菌生命能否生存的问题。无菌豌豆无菌豌豆 动物没有肠道菌参与下不能生存动物没有肠道菌参与下不能生存 无菌豚鼠无菌豚鼠 无菌鸡无菌鸡 1910191019401940年年 解决了无菌生命必须供给解决了无菌生命必须供给B B族维生族维生 素才能正常生长素才能正常生长 19401940年至今系统饲养无菌动物推广应用年至今系统饲养无菌动物推广应用现在学习的是第10页，共49页种 类 培育者及育成时间小 鼠 Pleasants,1959大鼠
5、 Reyniers1946；Gustafsson,1948豚鼠 Miyakawa1958;Tanami,1959;兔 Wostmann1959;Luckey,1963狗 Glimsedt,1946猫 Bleby,1969山羊、绵羊 Smith,1961,1966猪 Whitenair,1960马 Drummond等,1973猴 Reyniers,1942鸡 Reyniers,1943鹌鹑 Woodard等,1965;Miles,1966现在学习的是第11页，共49页 无菌动物饲养装置的改进无菌动物饲养装置的改进不锈钢隔离器不锈钢隔离器不锈钢隔离器不锈钢隔离器 塑料隔离器塑料隔离器塑料隔离器塑料
6、隔离器 现在学习的是第12页，共49页3.3.无菌动物特点：无菌动物特点：无菌动物特点：无菌动物特点：微生物特点：在动物体内外任何部位均检不出任何活的微生物和寄生虫。“无菌”是个相对的概念，只是根据现有的科学知识和检验方法在一定时期内不能检出病原体而已。随着科学技术的发展，现在认为是无菌的动物或许将来可以检出病原体而不是无菌动物。现在学习的是第13页，共49页形态学特点：n消化系统(1)盲肠肥大，(2)肠道肌层薄，肠绒毛变细变短(3)肝脏变小现在学习的是第14页，共49页n循环系统(1)心脏变小(2)白细胞数变少，且数量波动范围小n免疫系统(1)胸腺，淋巴组织，网状内皮系统发育不良(2)脾脏小
7、，无二级滤泡现在学习的是第15页，共49页生理学特点：n免疫功能 (1)血清中IgG、IgM水平低，几乎不存在丙种球蛋白和特异性抗体 (2)免疫应答速度慢，过敏反应、对异体移植物的排斥反应以及自身免疫现象消失或减弱现在学习的是第16页，共49页n生长率(1)不同种属不同(2)无菌鸟类生长率高于同种普通鸟(3)无菌大、小鼠与普通鼠差不多(4)无菌豚鼠和无菌兔比普通的慢现在学习的是第17页，共49页n生殖(1)无菌大、小鼠略高于普通大小鼠(2)豚鼠和兔繁殖能力比普通级低现在学习的是第18页，共49页n代谢和营养无菌动物血中含氮量少，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，
8、易产生这两种维生素的缺乏症现在学习的是第19页，共49页n抗辐射能力无菌动物抗辐射能力强，抗实验性烫伤和抗休克死亡能力也强于普通动物n寿命无菌动物的寿命普遍长于普通动物现在学习的是第20页，共49页4.4.无菌动物的应用无菌动物的应用微生物学研究免疫学研究放射医学研究营养、代谢研究老年病学研究心血管疾病研究心血管疾病研究毒理学研究毒理学研究肿瘤学研究肿瘤学研究宇航医学研究宇航医学研究寄生虫学研究寄生虫学研究口腔医学研究口腔医学研究现在学习的是第21页，共49页 某种疾病的病原研究某种疾病的病原研究无菌猫 猫瘟病毒 不易受感染普通猫普通猫 猫瘟病毒猫瘟病毒 易感易感接种接种说明感染受肠道微生物影
9、响说明感染受肠道微生物影响现在学习的是第22页，共49页微生物间的拮抗作用研究微生物间的拮抗作用研究n菌群之间的拮抗作用是生物屏障的一种，生物屏障有时比物理屏障更有效。现在学习的是第23页，共49页1）霍乱弧菌口服无菌幼豚鼠霍乱弧菌死亡口服无菌幼豚鼠霍乱弧菌+产气荚膜杆菌存活说明产生拮抗作用，产气荚膜杆菌去除了霍乱杆菌，使动物不死亡。现在学习的是第24页，共49页2）福氏痢疾杆菌口服无菌幼豚鼠福氏痢疾杆菌死亡口服无菌幼豚鼠大肠杆菌福氏痢疾杆菌存活，只检出大肠杆菌现在学习的是第25页，共49页 口服产生无菌雏鸡白色念珠菌菌丝体侵入肠道粘膜 口服产生普通雏鸡白色念珠菌酵母型菌体很少发病 口服口服
10、口服口服无菌雏鸡无菌雏鸡 大肠杆菌大肠杆菌 白色念珠菌白色念珠菌 得到保护得到保护现在学习的是第26页，共49页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。现在学习的是第27页，共49页丙种球蛋白和特异性抗体研究n无菌动物体内既无抗原也无特异性抗体，处于一种“原始状态”，很适合用于各种免疫功能的研究。n如果用无抗原性的饲料喂无菌动物，体内可完全无抗体。n无菌动物暴露于微生物，先产生球蛋白，再产生球蛋白，最后产生球蛋白。制备高效价，无交叉反应的特异性抗体现在学习的是第28页，共49页在宇航医学研究中的应用（利用悉生动物研究肠道菌群的作用及相互关系，从而研制出一种只有
11、极低残渣的食品，宇航员食后，不会产生腹泻或胃肠涨气。现在学习的是第29页，共49页(二)悉生动物现在学习的是第30页，共49页1.1.悉生动物的定义悉生动物的定义（gnotobiotic animalgnotobiotic animal，简称，简称GNAGNA）定义：定义：又称已知菌动物，指动物体内带有明又称已知菌动物，指动物体内带有明确的微生物种类的动物。确的微生物种类的动物。饲养条件：饲养条件：无菌隔离器内无菌隔离器内来源：来源：人为将已知的微生物投给无菌动物，使人为将已知的微生物投给无菌动物，使其体内带有已知菌其体内带有已知菌 单菌动物单菌动物 双菌动物双菌动物 多菌动物多菌动物现在学习
12、的是第31页，共49页2.2.悉生动物特点：悉生动物特点：n微生物特点体内携带有已知微生物n来源无菌动物接种或投入微生物n饲养管理 必须饲养在温湿度恒定的百级空气净化的隔离系统中，实行严格的微生物控制。现在学习的是第32页，共49页n其他 与无菌动物比较。悉生动物肠道内存在细菌可以合成维生素，不会像无菌动物一样发生维生素缺乏症。抵抗力、生活力较强，易于饲养管理。现在学习的是第33页，共49页3.悉生动物的应用从悉生动物的来源我们知道，悉生动物来源于无菌动物，所从悉生动物的来源我们知道，悉生动物来源于无菌动物，所以无菌动物在应用于微生物学研究和抗体制备等领域的时候以无菌动物在应用于微生物学研究和
13、抗体制备等领域的时候已经是属于悉生动物的范畴了。已经是属于悉生动物的范畴了。微生物学中的研究微生物学中的研究 (1)微生物间的拮抗作用微生物间的拮抗作用 (2)微生物和宿主之间关系微生物和宿主之间关系 (3)病毒学研究病毒学研究用于药物鉴定：中国药检所利用五联菌悉生动物（大肠埃希用于药物鉴定：中国药检所利用五联菌悉生动物（大肠埃希氏杆菌、表皮葡萄球菌、白色葡萄球菌、粪链球菌和乳酸杆氏杆菌、表皮葡萄球菌、白色葡萄球菌、粪链球菌和乳酸杆菌）可替代无菌动物进行药物检定菌）可替代无菌动物进行药物检定 现在学习的是第34页，共49页三、无特定病原体动物现在学习的是第35页，共49页1.1.无特定病原体动
14、物的定义无特定病原体动物的定义（specific pathogen-free animalspecific pathogen-free animal，简称，简称SPFA)SPFA)定义：定义：指不携带特定病原体（细菌、病毒、寄生虫），指不携带特定病原体（细菌、病毒、寄生虫），但带有未知的微生物群的动物。但带有未知的微生物群的动物。饲养条件：饲养条件：屏障系统内大规模生产屏障系统内大规模生产/隔离器内隔离器内 保种保种最初来源：最初来源：将无菌动物将无菌动物/悉生动物转移到屏障悉生动物转移到屏障 系统中饲养繁殖系统中饲养繁殖现在学习的是第36页，共49页2.SPF动物特点：微生物特点 SPF动物
15、除一、二级动物应排除的病原体外，不携带主要潜在感染或条件致病和对研究实验干扰大的病原。来源 SPF动物来源于无菌动物或剖腹产动物。现在学习的是第37页，共49页3.SPF动物的应用：目前国际上公认SPF动物适用于所有科研实验，是国际标准级别的实验动物。它的应用价值在于它无人畜共患病，无主要传染病，无对实验研究可能产生干扰的微生物。各种疫苗生产所采用的动物应为SPF动物。现在学习的是第38页，共49页四、清洁动物和普通动物现在学习的是第39页，共49页（一）清洁动物（一）清洁动物1.1.清洁动物的定义清洁动物的定义 （clean animalclean animal，简称，简称CLACLA）定义
16、：定义：微生物控制级别介于微生物控制级别介于SPFSPF动物和普通动动物和普通动物之间的动物物之间的动物饲养条件：饲养条件：屏障系统大规模生产屏障系统大规模生产来源：来源：其种群来源于其种群来源于SPFSPF动物或剖宫产动物。清动物或剖宫产动物。清洁动物的引种应来源于微生物控制更高级别的实洁动物的引种应来源于微生物控制更高级别的实验动物。验动物。应用：应用：各种科研、教学用大小鼠各种科研、教学用大小鼠现在学习的是第40页，共49页2.清洁级动物特点：清洁级动物比普通级动物要求排除的微生物和寄生虫多，但比SPF动物少。清洁级动物除肉眼观察无病外，尸体解剖时，主要脏器、组织无论是肉眼观看还是病理组
17、织切片均应无病变。现在学习的是第41页，共49页3.清洁级动物的应用：清洁级动物是根据我国国情而设立的等级动物。它较普通级动物健康，又较SPF级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，其敏感性与重复性亦较好。目前在我国已成为适用于科研的标准级别的实验物。现在学习的是第42页，共49页（二）普通动物现在学习的是第43页，共49页1.1.普通动物的定义普通动物的定义 （conventional animalconventional animal，简称，简称CVACVA）定义：定义：不带有严重危害动物自身健康和人兽不带有严重危害动物自身健康和人兽共患病病原体的动物。共患病病原体的动物。
18、饲养条件：饲养条件：普通开放环境普通开放环境来源：来源：经微生物学检查不带有上述病原体的动物，经微生物学检查不带有上述病原体的动物，或或SPFSPF动物降级动物降级。应用：应用：豚鼠、兔、犬、猴等大动物的实验研究。豚鼠、兔、犬、猴等大动物的实验研究。现在学习的是第44页，共49页普通动物特点：1、微生物学特点 要求不携带所规定的人兽共患病病原和动物烈性传染病的病原。2、饲养管理 饲养于开放系统。但仍然对温度，湿度，饲料，垫料，饮水，卫生等有一定控制。3、生理学特点 外观健康，饮食排泄正常，无异常分泌物，无临床症状，脏器无眼观病灶。现在学习的是第45页，共49页普通动物的应用：n仅可作为生物医学
19、中教学示教之用，n或作为某些科学研究为探索方法而从事的予试验之用，n不可供科研、生产和检定之用，n由于普通级动物繁殖力强，生产量大，生产成本低，适宜作一般性的教学实验和预实验用。现在学习的是第46页，共49页（三）洁净动物与普通动物的比较洁净动物通常是指来源于剖腹产、实行严格的微生物控制、饲养于空气净化系统设施内的动物，包括清洁动物、SPF动物、悉生动物和无菌动物。现在学习的是第47页，共49页1、微生物控制比较 种 类 饲育 说 明无菌动物 隔离系统 无法检出任何生命体悉生动物 隔离系统 确知带有的微生物SPF动物 屏障系统 确知不带有的微生物清洁动物 屏障系统 确知不带有的微生物普通动物 开放系统 微生物情况不明确 现在学习的是第48页，共49页2、对科研实验结果影响的比较 GF SPF CL CV传染病 无 无 无 未知寄生虫 无 无 无 未知试验结果 明确 明确 明确 有疑问用动物数 少 少 较少 多或大量统计价值 很好 可能好 较好 不准确长期实验 好 好 可能好 困难死亡率 很少 少 较少 高长期实验 100%90%80%40%成活率实验标准 可能 可能 可能 不可能设计结果讨论 很高 高 较高 有疑问价值现在学习的是第49页，共49页