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无特定病原体还是无固定病原体?

2023.05.08

在本号前文《屏障不等于SPF》中我们介绍了无特定病原体 (SPF:Specific Pathogen Free) 是一个修饰动物所携带微生物状况的修饰词。其定义依据国标GB14922.2—2010《实验动物微生物学等级及监测》可理解为:“根据实验需要在清洁级动物约定所必须排除病原体列表基础上,还需排除那些可能干扰实验进行或结果的特定微生物。”

GB14922.2—2010不仅给出了包括SPF级实验动物在内的不同微生物等级实验动物的定义,还为它们所必须排除微生物列表做了严格的规定。以SPF级小鼠为例,其必须排除微生物列表中就包括了以沙门菌和绿脓杆菌为代表的16种“病原菌”及以汉坦病毒和鼠肝炎为代表的11种病毒。这个排除列表中的微生物,从致病角度可以分为三类。

  • 第一类是人兽共患病原体,动物感染后可能发病也可能只是携带者,但却严重威胁人类健康,如鼠疫耶尔森菌、汉坦病毒和淋巴细胞脉络从脑膜炎病毒等;

  • 第二类是可对实验动物健康和生存质量构成严重威胁的病原体,如鼠痘和鼠肝炎病毒等;

  • 第三类是指通常情况下为隐性或共生感染,对动物的生存和健康不产生影响,甚至有益,但对免疫缺陷动物、或在开展免疫抑制相关实验及其它特定研究时表现为显性感染,或因改变动物生理状态而影响实验结果的“病原体”,通常被称作条件致病微生物。

从实验动物从业人员职业健康、生物安全及实验动物福利和确保科学研究准确性上考量,强制要求所有机构都必须排除人兽共患、严重危害实验动物健康和生存质量的病原体是必要的,也是可以接受且必须做到的。但对那些在特定条件下才会对动物健康和生存质量产生危害或干扰实验结果的条件致病微生物也一刀切式地要求所有机构都强制排除就值得商榷了。 不同的机构有不同的科学或服务目标,对于那些主要以免疫缺陷动物为主如开展肿瘤和免疫机制研究的机构,设置一个包含所有潜在影响动物健康和实验结果的SPF级实验动物排除列表是必要的。而对那些主要以使用免疫功能健全小鼠开展如行为学研究和生殖生物学研究的动物设施,也强制要求排除诸如绿脓杆菌、噬肺巴斯德杆菌和肺炎克雷伯菌等条件致病微生物显然毫无必要。因为上述条件致病微生物的存在既不会对这些动物的健康造成危害,也不会干扰其研究结果。

反之,在强制要求排除的政策指导下,为了控制这些条件致病微生物进入设施而采取的一些管理措施,不仅会增加机构日常管理的压力,甚至还会改变动物的正常生理状态和肠道菌群结构,如为了控制绿脓杆菌,给动物喝酸化水。而一旦设施中出现上述微生物,在强制要求排除政策的指导下,机构不得不通过扑杀污染动物和剖腹产或胚胎移植等净化措施来清除这些所谓的“污染”。这样的操作不仅增加了机构经济负担,同时扑杀能够实现科学目标的实验动物显然也违反了动物福利原则。反之随着科学的发展,一些已被证明对动物的健康和实验结果有严重的影响和干扰的微生物,如本号前文介绍过的螺杆菌和小鼠肾细小病毒等(详见本号前文《药典“新宠”螺杆菌》和《一种新病毒能否解决慢性肾病的造模问题》)却不在国标约定SPF实验动物固定排除列表中,这反映了一刀切式的固定排除列表的僵化和滞后。

因此,为所有实验动物设施设置一个固定的SPF排除列表既不科学也不经济,甚至还会违反动物福利。每个动物设施的科研和服务目标及其所面对的潜在污染威胁都不尽相同,所以SPF排除列表也应随之而变,甚至在不同的时期设置不同的排除列表,而不是简单粗暴地只是设置一个固定的排除列表。因为科学真正需要的是无特定病原体动物而非无固定病原体动物。

参考文献

1.中华人民共和国国家标准 GB 14922.2-2010 《实验动物微生物学等级及监测》

2.The acidified drinking water-induced changes in the behavior and gut microbiota of wild-type mice depend on the acidification mode. Sci Rep. 2021 Feb 3;11(1):2877