小鼠病原微生物控制演化歷程
2023.05.12
Part 01
自孟德爾遺傳定律被重新發(fā)現(xiàn)以來，上個世紀初小鼠以驗證孟德爾遺傳學(xué)和腫瘤移植排斥等實驗研究進入了實驗室。但早期小鼠繁殖種群多源自于寵物飼養(yǎng)場或由野外捕捉而來，因此攜帶多種病原體。此時，諸如仙臺病毒、淋巴細胞性脈絡(luò)叢腦膜炎病毒、鼠肝炎病毒、鼠痘病毒和鼠傷寒病毒等病毒性傳染病在小鼠種群中廣泛流行，經(jīng)常會引發(fā)大規(guī)模的動物群體死亡事件。如利特爾培育的第一個近交系小鼠DBA就曾因為鼠傷寒感染而幾乎全軍覆沒。雖然大多數(shù)細菌感染不會導(dǎo)致小鼠急性死亡，但也有例外，例如，一種梭狀芽胞桿菌---泰澤病原體就可導(dǎo)致斷奶階段的幼鼠突然死亡。再比如支氣管敗血博德特氏菌經(jīng)?？梢詮母腥緞游锏姆位驓夤芙M織中分離出來，而它通常與其他機會性病原體如多殺性巴氏桿菌或肺炎鏈球菌同時感染，嚴重威脅著小鼠的健康，也可導(dǎo)致死亡。從1900到1950年這個階段，實驗小鼠和這些病原微生物經(jīng)歷了一個早期的馴化階段，彼此相互適應(yīng)，此時幾乎沒有什么好的手段可以去除這些病原體的污染，故這一階段的從業(yè)人員和小鼠研究者最為關(guān)注的問題是如何確保動物存活。
Part 02
此后，從1950到1985年，在血清學(xué)檢測技術(shù)和衛(wèi)生條件改善的雙重驅(qū)動下，小鼠微生物質(zhì)量進入了新的階段。這一時期多數(shù)危害動物健康的病原體得到了控制或得以清除。但此時，一些設(shè)施因為監(jiān)控技術(shù)不健全或因無法開展微生物監(jiān)控而導(dǎo)致部分條件治病性病原體繼續(xù)流行，特別是成年免疫健全動物群體更是如此，而這些病原體會導(dǎo)致斷奶后失去母源抗體保護的幼鼠發(fā)病。如輪狀病毒和嚙齒類絲狀桿菌（也稱為呼吸道纖毛桿菌）等就屬于這類病原體。因此，這一時期業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點問題是如何確保動物的健康。
Part 03
之后，伴隨著PCR技術(shù)的出現(xiàn)，病原微生物檢測技術(shù)不斷完善，外加剖腹產(chǎn)技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用，基本消除了小鼠群體中的外源性病毒，至此小鼠的健康狀況也得到了極大改善。由于大部分病原體已從小鼠群落中根除，條件致病微生物成了小鼠健康的最常見威脅。它們通常會對免疫缺陷小鼠和特定的遺傳工程小鼠的健康產(chǎn)生影響，如綠膿桿菌可導(dǎo)致囊性纖維變性模型發(fā)生小鼠肺炎、封閉群小鼠中金黃色葡萄球菌感染引發(fā)葡萄球菌病和面部膿腫及幽門螺桿菌感染導(dǎo)致免疫缺陷小鼠嚴重的腸道炎癥和肝螺桿菌感染誘發(fā)Rag2基因缺陷小鼠發(fā)生肝炎甚至結(jié)腸癌等。
在小鼠健康問題已經(jīng)不再是主要關(guān)注對象時，如何確保生物醫(yī)學(xué)研究數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要性就凸顯出來。從上個世紀90年代開始，歐美國家的動物設(shè)施幾乎都制定了標準化和最新的健康監(jiān)測策略，其宗旨就是如何在確保動物生命和健康的同時兼顧科學(xué)研究的質(zhì)量。到本世紀初，實驗動物設(shè)施衛(wèi)生條件的改善和微生物監(jiān)測程序的設(shè)立極大地提高了實驗動物的微生物質(zhì)量，形成了以不含致病性病原體甚至不含大多數(shù)機會病原體的小鼠繁殖種群，即無特定病原體（SPF）小鼠。到了這一階段，業(yè)界對小鼠所攜帶微生物的關(guān)注點也隨之轉(zhuǎn)向了如何確?？茖W(xué)研究的有效性上。
微生物感染對科學(xué)研究結(jié)果和有效性影響的文獻數(shù)量不計其數(shù)。如小鼠細小病毒，雖然其感染非常普遍，但其危害卻經(jīng)常被低估。與大多數(shù)細小病毒科一樣，嚙齒動物細小病毒同樣是在分裂或分化的細胞中生存，因此主要在內(nèi)皮細胞、淋巴細胞和造血前體細胞中復(fù)制。雖然細小病毒自然感染通常沒有癥狀，但如感染發(fā)生在胎兒期則會導(dǎo)致生殖系統(tǒng)發(fā)育異常。此外，小鼠細小病毒具有強大的腫瘤抑制潛力，常會導(dǎo)致接種的腫瘤發(fā)生排斥或生長速度下降。另一個普遍流行的病毒是2003年才首次被發(fā)現(xiàn)的小鼠諾如病毒。通常，小鼠諾如病毒感染不僅在免疫健全小鼠中沒有癥狀，在免疫缺陷動物中臨床癥狀也非常罕見。然而，諾如病毒感染會導(dǎo)致易感小鼠胃腸道病理學(xué)改變，例如，破壞白細胞介素-10敲除小鼠腸上皮屏障，并在微生物刺激下發(fā)展為慢性結(jié)腸炎。因此諾如病毒的存在可能對胃腸道研究數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。此外，螺桿菌屬、金黃色葡萄球菌和嚙齒桿菌屬（即原來的嗜肺巴斯德桿菌）細菌則是實驗室嚙齒動物群體中最普遍的細菌類病原體。它們不僅會通過在易感品系中引起機會病原體感染而影響動物健康，而且還可能以亞臨床感染形式干擾研究結(jié)果。
綜上，小鼠在100多年的演化過程中，隨著科學(xué)的進步和微生物檢測技術(shù)及衛(wèi)生控制手段的不斷提升，大體上可以分為四個階段：即1900-1950年以確保動物存活為目標的馴化期，1950-1985年間以排除了主要致命性病原體為標志的病原體凈化期，1985-1996年間消除外源性病毒為標志的質(zhì)量提升期和到本世紀初以清除了條件致病菌的無特定病原體小鼠廣泛使用為標志的標準化小鼠時期。
當(dāng)下小鼠微生物監(jiān)控的焦點是如何在確保小鼠生命健康的基礎(chǔ)上，關(guān)注其所攜帶微生物對科學(xué)研究準確性和可重復(fù)性的影響。讀者朋友們不妨依據(jù)攜帶微生物和健康監(jiān)控標準及執(zhí)行情況上了解一下你所在動物設(shè)施處于哪個時期。
參考文獻
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