利用實驗室病原微生物抽檢控制實驗動物質量

汪 斌，王 倩

（華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院科研處實驗動物中心，武漢 430100）

作為建立人類疾病模型篩選評價的重要載體，實驗動物是從事科學研究、教學、生產、檢定等工作的重要工具，在生命醫學科學研究中起重要作用［1-3］。小鼠基因組與人類高度同源，且小鼠生殖能力強、繁育快、飼養成本低，因此是生命科學和醫學研究中重要的模式動物［4，5］，但是實驗小鼠在生產、使用以及運輸過程中存在感染病原體的可能，尤其是某些隱性感染，很有可能存在向環境擴散的危害，造成生物安全問題，甚至引起疾病流行、暴發，危及人類的健康［6-8］。因此，加強對外來購入小鼠的病原微生物檢測，無疑是加強生物安全的有力手段［9］。為了確保實驗動物生產機構提供合格的實驗動物，確保科研工作的順利進行，防止人畜共患病對動物及飼養、科研人員的健康影響，華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院科研處實驗動物中心堅持對外購實驗動物進行抽檢監測。本研究對2022 年抽檢的714 只實驗小鼠進行了病原菌、寄生蟲檢測，分析病毒檢測結果，為保障科研工作的開展和相關人員的安全提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗動物來源

2022 年華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院科研處實驗動物中心共檢測境內市售實驗動物生產機構的實驗小鼠714 只，分別來自7 家不同的生產機構。

1.2 主要試劑

美國Xpress Bio 公司的ELISA 診斷試劑盒，蘇州西山生物有限公司的ELISA 診斷試劑盒和小鼠病毒熒光定量PCR 檢測試劑盒，梅里埃公司的API 20E型腸桿菌鑒定試劑盒、API STAPH 型葡萄球菌鑒定試劑盒、API 20NE 型非腸道革蘭氏陰性桿菌鑒定試劑盒，廣州迪景公司的哥倫比亞血瓊脂，青島海博生物科技公司的多種細菌鑒別培養基等。

1.3 儀器設備

Bio-Rad CFX96 型實時熒光PCR 儀（Bio-Rad 美國伯樂生命醫學產品有限公司）；生物安全柜（海爾生物醫療公司）；酶標儀、自動洗板機（Thermo 賽默飛世爾科技公司）；生物顯微鏡（LEICA 徠卡儀器有限公司）、電熱恒溫培養箱（上海博迅醫療生物儀器股份有限公司）。

1.4 方法

1.4.1 實驗鼠的抽檢 對每家機構售賣的不同品系實驗鼠進行抽檢，每個品系抽取1 只進行采樣解剖，隔離檢疫7 d后，檢測結果均為陰性才判為檢測合格。

1.4.2 隔離檢疫室的設置 傳遞倉作為運輸通道傳遞檢疫動物及其飼養所需器具和材料。隔離檢疫室配有無菌IVC 2 臺。

對進入本動物中心的外來小鼠都有隔離檢疫期，時長7 d，在此期間對實驗鼠進行動物行為學和臨床癥狀觀測。若發現小鼠有被毛雜亂無光澤、皮膚潰爛、眼部炎性反應、口鼻黏膜潮紅、耳部青紫、四肢運動不協調、肛門紅腫潰爛、體型消瘦、精神萎靡、步態失常、躁郁不安等癥狀，按照GB 14922.2—2011《實驗動物微生物學等級及監測》和GB 14922.1—2001《實驗動物寄生蟲學等級及監測》的要求進行取樣檢測。

1.4.3 病理剖檢 對在隔離檢疫過程中隨機抽樣檢測的實驗鼠及有臨床表現的實驗鼠實施剖檢，并對其各組織器官的病變情況進行觀察。

1.4.4 寄生蟲檢測 采用透明膠帶粘取法粘取小鼠眼周、腹股溝及肛周樣本，刀片刮取皮層物取樣后顯微鏡下觀察，進行體外節肢寄生蟲檢測；取血后收集血清，采用ELISA 法對弓形蟲進行檢測；將回盲內容物或糞便直接涂片，顯微鏡下觀察檢測蠕蟲、腸道鞭毛蟲和纖毛蟲。

1.4.5 病原菌檢測 將氣管內容物接種于血平皿；回盲內容物接種于膽硫乳（DHL）瓊脂、高鹽甘露醇（SP）瓊脂以及NAC 液體培養基。篩選可疑菌后分離純化，革蘭氏染色鏡檢后，接種到相對應的API 20E 型腸桿菌鑒定試劑盒、API STAPH 型葡萄球菌鑒定試劑盒、API 20NE 型非腸道革蘭氏陰性桿菌鑒定試劑盒中進行生化反應。使用API 微生物系統檢測國家標準要求必檢的沙門菌、鼠棒狀桿菌、嗜肺巴斯德桿菌、肺炎克雷伯桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌。對于國家標準未明確要求檢測的潛在病原菌采取伴隨檢測和取病灶于哥倫比亞血瓊脂涂板，在恒溫箱中37 ℃培養24 h 后，挑取可疑菌，采用哥倫比亞血瓊脂純培養后取樣的方式進行細菌鑒定。使用Elisa 法對支原體和泰澤病原體進行檢測。

1.4.6 病毒檢測 小鼠心臟取血后離心收集血清，使用Elisa 法檢測鼠痘病毒、小鼠肝炎病毒、小鼠仙臺病毒、小鼠肺炎病毒、呼腸孤病毒Ⅲ型、小鼠細小病毒，并使用熒光定量PCR 的方法對可疑樣本進行復檢。若抽檢小鼠為裸鼠或其他免疫缺陷小鼠，則取該小鼠的糞便以及氣管、肺、肝臟等組織提取RNA或DNA，使用熒光定量PCR 的方法進行檢測。

2 結果與分析

經檢疫，7 個不同生產機構的實驗小鼠質量不同，有兩家公司的合格率為100%，其他公司都有檢測出病原體，具體結果如表1 所示。在65 批次的小鼠中，共檢出4 種病原菌，其中綠膿桿菌和金黃色葡萄球菌是國家標準要求為陰性的人獸共患病病原菌（表2）；奇異變形桿菌是對人致病，但未被定為人獸共患病的病原菌［10-12］。木糖葡萄球菌則是在4 家公司多次檢測到（表3）。

表1 2022 年購入的實驗小鼠檢疫情況

表2 65 批次實驗小鼠的病原檢測結果

表3 國家標準未做要求但對屏障系統具有損害的病原菌檢出結果

檢出的病原菌大多以條件致病菌為主，其中金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌可導致化膿性感染，其他單位也有檢出，應引起生產機構的重視［13，14］。奇異變形桿菌是一種條件致病菌，可引起人和動物感染，主要存在于人與動物的體表黏膜與消化道，產生的相關毒素可引起食物中毒，有些可以和化膿性球菌混合感染，引起繼發性感染等，并可引起多種疾病，如尿道炎、腎盂腎炎、中耳炎和菌血癥等［15，16］。該菌廣泛存在于土壤、水和被糞便污染的物質中，在腸道和醫院環境中也大量存在，是重要的醫源性感染條件致病菌［17，18］。木糖葡萄球菌一直被認為是非致病菌或條件致病菌，但已有研究者分離出強β-溶血菌株，并結合其生化特性，推測判定該菌是導致病鼠腿部潰爛的致病菌［19，20］。4家公司的4個品系小鼠都檢測出該菌，因此木糖葡萄球菌的檢測應重點關注。

3 討論

對市售實驗小鼠的病原監測，基本針對在生產單位進行自檢或抽檢，往往忽略了運輸過程等因素對小鼠的應激而誘發疾病。本研究主要通過對來自省內外的7 個實驗動物生產機構的實驗小鼠病原菌、寄生蟲和病毒進行監測，了解不同機構之間實驗動物運輸等外界條件對實驗動物質量的影響，以期為改善和提升實驗動物質量方面提供參考。不同機構的實驗小鼠品質參差不齊，主要原因可能有以下幾種。①實驗小鼠生產環節的質量控制存在缺陷。各省區實驗動物檢驗監督機構的抽檢、復檢頻率不同，檢測資源、人員等都有所限制，市售實驗動物的送檢頻率、數量不同，導致不同生產機構的實驗動物質量不同。因此，加強對生產機構對實驗動物的自檢管理勢在必行。②實驗小鼠運輸環節的質控存在問題。從本研究統計的數據來看，本中心大部分使用的小鼠都是從外省購入，這就涉及包裝、運輸等問題，運輸是實驗動物行業的必要環節，在監測中，春季和秋季的運輸出現問題較少，夏季和冬季由于溫度問題，開箱時經常發現有小鼠死亡，尤其是裸鼠的死亡情況較為嚴重。在運輸過程中運輸盒內小鼠密度、運輸時間、禁食禁水、機場等候或車輛運輸中的環境溫度、包裝是否破損、搬運裝載等因素若處理不當，均會使實驗小鼠產生應激導致其抵抗力下降，直接影響實驗小鼠的質量，誘發條件致病菌大量繁殖甚至使小鼠死亡。因此，注意在運輸途中的動物福利問題顯得尤為重要。③隔離檢疫的質控環節存在問題。《實驗動物管理條例》中有規定明確指出，對引入的實驗動物必須進行隔離檢疫。但根據監測管理經驗，許多潛在的條件致病菌往往在隔離檢疫期過后才能被檢測出，3～5 d 的隔離檢疫期內攜帶病原的小鼠也不會發病，導致抽檢結果不夠準確，因此，延長隔離檢疫的時間、增加抽檢小鼠的數量也是非常必要的。

雖然對外購小鼠進行抽檢能夠有效避免其攜帶的病原微生物進入本中心的動物屏障設施，但也有一些問題亟待解決。①未被列入國家標準但存在致病性的病原體在抽檢過程中被檢出。如奇異變形桿菌在2022 年的抽檢中被檢出，該病原菌雖然不在國家標準要求不得檢出的病原菌范圍內，但這種菌是醫源性感染的重要條件致病菌，這種細菌很有可能會影響相關人員的身體健康，對實驗的正常進行造成干擾。因此，針對不同的實驗操作人員和實驗環境，擴大病原體的檢測項目非常重要。②細菌的致病性并不是不變的，有些非致病菌也有轉變為致病菌的可能，雖然在本中心分離得到的木糖葡萄球菌一般被認為是非致病菌，但也有文獻報道這種菌有可能是一種新的致病菌，會導致病鼠的腿部潰爛，所以也應該加強對于非致病菌致病性的跟蹤觀察。