无菌动物的发展

 

二、无菌动物的发展

无菌动物的产生和发展，已有近百年的历史，许多学者曾对肖椎动物和脊椎动物的无菌状态进行过反复的研究。无菌动物的研究，起源于19世纪后期，1885-1886年间，确立了在动物体内没有微生物也能生存的概念。1885年，Dudeaux曾将豌豆在无菌条件下进行栽培，证明无菌植物不能利用供给的养分。同年Pasteur认为，动物在没有肠道细菌参与条件下不能生存。1886年Neucki提出相反的看法，认为细菌对于动物的生存不是必需的。因此展开了一场争论。约10年后，1895年Kijanizin在无菌代谢试验笼内饲养兔，给予无菌空气、饲料和水，兔的体重逐渐下降，并因负氮平衡而死亡。同年Nuttall和Thierfelder经剖腹产获得豚鼠，饲养于玻璃罩内，每小时人工哺以灭菌牛奶和纯动物性饲料一次，共计8天，动物外观健康，将此动物于第8天处死，其肠内容物没有检出细菌。1914年Cohendy也曾饲养过无菌豚鼠，但是没有获得成功。14年后Glimstedt继续开展无菌豚鼠的研究，于1932年，终于把无菌豚鼠养活两个月，取得了初步进展，至1959年Teah在Notre Dame大学已能使无菌豚鼠繁殖。

关于无菌鸡的培育，早在1897年Schottelius就曾获得，但没有继续养活。1908年Cohendy育成无菌鸡，且生长情况良好。1935年Kimura，Naito和Kobayashi在日本京都大学饲养了无菌鸡。1944年Luckey和Lakey又开始进行无菌鸡饲料营养的研究。1948年美国Lobund小组饲养的无菌鸡，成长后第一次产卵，并孵化出新的一代，从此饲养无菌鸡获得完全的成功。

由于1922年Baeot和Harden发现无菌蝇蛆必须饲喂B族维生素才能正常生长，证明了无菌动物对B族维生素的需要，因为无菌动物肠内没有细菌存在，自身不能合成B族维生素，从而找到了过去的饲养无菌动物失败的原因。1937年Balzam在无菌鸡的维生素B族缺乏症及在鸡体内能否合成B族维生素的研究中，更加清楚地证明了这个问题。无菌动物对B族维生素需要的发现是很有价值的，它推动了无菌动物培养工作的发展，并使之走向成功。

第一个无菌大白鼠群是美国Lobund小组于1951年建立的。第二个无菌大白鼠群是Gustafsson于1956年在瑞典建成。1959年Reyniers在Tempa大学建立无菌动物实验室。印度的无菌动物群于1959年在印度大学医学中心建立。

随着无菌动物研究的开展，无菌动物的饲养装置也不断地改进。1915年德国的科斯特首次创造无菌动物培育隔离器。1928年美国圣母大学细菌学实验室的Reyniers创造了不锈钢制的无菌动物大型隔离器。从此开展了无菌动物的系统实验。现在美国有48个无菌动物研究单位，仅国立卫生研究院的5个研究所里，就分别设有无菌动物研究室。1930年Gustafsson设计了第二型隔离器，整个隔离器的原料是不锈钢的。在日本，自1946年开始培育无菌动物，1959年宫川用不锈钢做隔离器的主体部分，并附有小的玻璃观察窗和灵敏的机械手，使不锈钢隔离器达到比较完善的地步。但这种隔离器既笨重造价又昂贵，不可能大量推广使用，因而也限制了无菌动物工作的开展。在日本现有24个单位从事无菌动物研究工作，仅在东京就有9个无菌动物研究单位。50年代，发明了用过氧乙酸进行表面灭菌的方法以后，1957年P.C.Trexler在美国印第安那州圣母大学Lobund研究室里创造了塑料膜隔离器，用无毒聚氯乙烯薄膜制造隔离器的主体部分。由于这类隔离器制作方便，既轻便又实用，所需用费用又不高，仅为不锈钢隔离器的几十分之一，灭菌方法也大为简便，因此日渐广泛地得到应用，促进了无菌动物研究的发展。

1978年Lobund研究室的Morris Pollard博士来华讲学时给我国赠送了一具Trexler隔离器，中国医科院动物中心已仿制成功，上海、苏州等地也已制作成功，并已小批量生产。近二年来，Trexler教授亲自来华讲学，传授隔离器和无菌动物饲养繁殖技术，促进了我国无菌动物研究的发展。现在北京、上海等地已有几个单位在研究无菌动物。

此外，澳大利亚、比利时、西德、苏联、捷克、英国、法国、意大利等国和地区，都已建立了包括无菌动物在内的实验动物中心。

对无菌动物的研究最初只是为了探讨高等动物与体内微生物之间的关系。19世纪末,Nattal氏及Thierfelder氏用剖腹术取出了妊娠豚鼠的胎儿，在无菌环境下饲养了10天。随后，Schettelus发现鸡的胚胎是无菌的，后来成功地进行了雏鸡的无菌化。无菌动物所具有的独特优越性使其成为一种新型的实验动物。随着生物学的进步和技术的发展，试行了各种动物的无菌化，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。已育成的无菌动物见表6-2。

表6-2　已育成的无菌动物

种　　类

培育者及育成时间

小　鼠 Pleasants,1959

大　鼠 Reyniers等，1946:Gustafsson,1948;Pleasants,1959

豚　鼠 Miyakawa等,1958;Tanami,1959;Pnillips等,1959;Horton和Hickey,1961;Newton和Dewitt,1961

兔 Wostmann和Pleasants,1959;Luckey,1963

狗 Glimsedt,1946

猫 Bleby,1969

山羊、绵羊 Smith,1961,1966

猪 Whitenair,等,1960

马　驹 Drummond等,1973

猴 Reyniers,1942

鸡 Reyniers,1943

鹌　鹑 Woodard等,1965;Miles,1966