《實(shí)驗(yàn)動物科學(xué)》 二、無菌動物的發(fā)展

無菌動物的產(chǎn)生和發(fā)展，已有近百年的歷史，許多學(xué)者曾對肖椎動物和脊椎動物的無菌狀態(tài)進(jìn)行過反復(fù)的研究。無菌動物的研究，起源于19世紀(jì)后期，1885-1886年間，確立了在動物體內(nèi)沒有微生物也能生存的概念。1885年，Dudeaux曾將豌豆在無菌條件下進(jìn)行栽培，證明無菌植物不能利用供給的養(yǎng)分。同年P(guān)asteur認(rèn)為，動物在沒有腸道細(xì)菌參與條件下不能生存。1886年Neucki提出相反的看法，認(rèn)為細(xì)菌對于動物的生存不是必需的。因此展開了一場爭論。約10年后，1895年Kijanizin在無菌代謝試驗(yàn)籠內(nèi)飼養(yǎng)兔，給予無菌空氣、飼料和水，兔的體重逐漸下降，并因負(fù)氮平衡而死亡。同年Nuttall和Thierfelder經(jīng)剖腹產(chǎn)獲得豚鼠，飼養(yǎng)于玻璃罩內(nèi)，每小時人工哺以滅菌牛奶和純動物性飼料一次，共計8天，動物外觀健康，將此動物于第8天處死，其腸內(nèi)容物沒有檢出細(xì)菌。1914年Cohendy也曾飼養(yǎng)過無菌豚鼠，但是沒有獲得成功。14年后Glimstedt繼續(xù)開展無菌豚鼠的研究，于1932年，終于把無菌豚鼠養(yǎng)活兩個月，取得了初步進(jìn)展，至1959年Teah在Notre　Dame大學(xué)已能使無菌豚鼠繁殖。

關(guān)于無菌雞的培育，早在1897年Schottelius就曾獲得，但沒有繼續(xù)養(yǎng)活。1908年Cohendy育成無菌雞，且生長情況良好。1935年Kimura，Naito和Kobayashi在日本京都大學(xué)飼養(yǎng)了無菌雞。1944年Luckey和Lakey又開始進(jìn)行無菌雞飼料營養(yǎng)的研究。1948年美國Lobund小組飼養(yǎng)的無菌雞，成長后第一次產(chǎn)卵，并孵化出新的一代，從此飼養(yǎng)無菌雞獲得完全的成功。

由于1922年Baeot和Harden發(fā)現(xiàn)無菌蠅蛆必須飼喂B族維生素才能正常生長，證明了無菌動物對B族維生素的需要，因?yàn)闊o菌動物腸內(nèi)沒有細(xì)菌存在，自身不能合成B族維生素，從而找到了過去的飼養(yǎng)無菌動物失敗的原因。1937年Balzam在無菌雞的維生素B族缺乏癥及在雞體內(nèi)能否合成B族維生素的研究中，更加清楚地證明了這個問題。無菌動物對B族維生素需要的發(fā)現(xiàn)是很有價值的，它推動了無菌動物培養(yǎng)工作的發(fā)展，并使之走向成功。

第一個無菌大白鼠群是美國Lobund小組于1951年建立的。第二個無菌大白鼠群是Gustafsson于1956年在瑞典建成。1959年Reyniers在Tempa大學(xué)建立無菌動物實(shí)驗(yàn)室。印度的無菌動物群于1959年在印度大學(xué)醫(yī)學(xué)中心建立。

隨著無菌動物研究的開展，無菌動物的飼養(yǎng)裝置也不斷地改進(jìn)。1915年德國的科斯特首次創(chuàng)造無菌動物培育隔離器。1928年美國圣母大學(xué)細(xì)菌學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Reyniers創(chuàng)造了不銹鋼制的無菌動物大型隔離器。從此開展了無菌動物的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)在美國有48個無菌動物研究單位，僅國立衛(wèi)生研究院的5個研究所里，就分別設(shè)有無菌動物研究室。1930年Gustafsson設(shè)計了第二型隔離器，整個隔離器的原料是不銹鋼的。在日本，自1946年開始培育無菌動物，1959年宮川用不銹鋼做隔離器的主體部分，并附有小的玻璃觀察窗和靈敏的機(jī)械手，使不銹鋼隔離器達(dá)到比較完善的地步。但這種隔離器既笨重造價又昂貴，不可能大量推廣使用，因而也限制了無菌動物工作的開展。在日本現(xiàn)有24個單位從事無菌動物研究工作，僅在東京就有9個無菌動物研究單位。50年代，發(fā)明了用過氧乙酸進(jìn)行表面滅菌的方法以后，1957年P(guān).C.Trexler在美國印第安那州圣母大學(xué)Lobund研究室里創(chuàng)造了塑料膜隔離器，用無毒聚氯乙烯薄膜制造隔離器的主體部分。由于這類隔離器制作方便，既輕便又實(shí)用，所需用費(fèi)用又不高，僅為不銹鋼隔離器的幾十分之一，滅菌方法也大為簡便，因此日漸廣泛地得到應(yīng)用，促進(jìn)了無菌動物研究的發(fā)展。

1978年Lobund研究室的Morris　Pollard博士來華講學(xué)時給我國贈送了一具Trexler隔離器，中國醫(yī)科院動物中心已仿制成功，上海、蘇州等地也已制作成功，并已小批量生產(chǎn)。近二年來，Trexler教授親自來華講學(xué)，傳授隔離器和無菌動物飼養(yǎng)繁殖技術(shù)，促進(jìn)了我國無菌動物研究的發(fā)展?，F(xiàn)在北京、上海等地已有幾個單位在研究無菌動物。

此外，澳大利亞、比利時、西德、蘇聯(lián)、捷克、英國、法國、意大利等國和地區(qū)，都已建立了包括無菌動物在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)動物中心。

對無菌動物的研究最初只是為了探討高等動物與體內(nèi)微生物之間的關(guān)系。19世紀(jì)末,Nattal氏及Thierfelder氏用剖腹術(shù)取出了妊娠豚鼠的胎兒，在無菌環(huán)境下飼養(yǎng)了10天。隨后，Schettelus發(fā)現(xiàn)雞的胚胎是無菌的，后來成功地進(jìn)行了雛雞的無菌化。無菌動物所具有的獨(dú)特優(yōu)越性使其成為一種新型的實(shí)驗(yàn)動物。隨著生物學(xué)的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，試行了各種動物的無菌化，現(xiàn)在無菌動物的品種已經(jīng)很多，不僅小鼠、大鼠、豚鼠和家兔等小動物已有無菌動物，而且狗、貓、猴、豬、山羊、綿羊和牛等大動物以及雞、火雞、鵪鶉、青蛙、蛇甚至蠶、蒼蠅、白蟻等也都有了無菌動物。這些都是為了適應(yīng)科學(xué)發(fā)展的需要而培育的，其中的小鼠、大鼠、豚鼠，國外一些發(fā)達(dá)國家已能大量生產(chǎn)，并比較方便地應(yīng)用于日常研究中了。已育成的無菌動物見表6-2。

表6-2　已育成的無菌動物

種　類培育者及育成時間小　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貓Bleby,1969山羊、綿羊Smith,1961,1966豬Whitenair,等,1960馬　駒Drummond等,1973猴Reyniers,1942雞Reyniers,1943鵪　鶉Woodard等,1965;Miles,1966