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?研究悉生生物 (gnotobiotes)是由悉生生物造成的悉生態(tài)(gnoto-biosis)的生物學(xué)分支學(xué)科。凡在某一生物體中沒有任何可檢出的其他生物，或者除少數(shù)棲息其中的已知生物外，不能再檢出其他生物的，稱為悉生生物。前者即所謂無菌生物，如培養(yǎng)的無菌藻類、在無菌條件下培育的不帶細菌或任何其他生物的小鼠等。如果將細菌如大腸桿菌，或其他生物如痢疾變形蟲，引入上述的無菌小鼠體內(nèi)，使小鼠和體內(nèi)的大腸桿菌或痢疾變形蟲共同生活，此時小鼠和大腸桿菌或和痢疾變形蟲之間的關(guān)系，無論是互利的或有害的，均形成一種悉生態(tài)，而小鼠、大腸桿菌和痢疾變形蟲也均屬悉生生物，即除這三種生物外，再無可檢出的其他生物參加這一悉生態(tài)。?

高等動物體內(nèi)，包括人體內(nèi)，總棲息一些細菌和其他微生物。這些微生物群和寄主的關(guān)系以及它們彼此的關(guān)系十分錯綜復(fù)雜。用這樣的動物做生物學(xué)研究，例如，研究動物的消化機能，或研究某一種細菌或寄生蟲對動物的影響等,不能排除存在于動物體內(nèi)微生物群的干擾,因而所得結(jié)論只能是有條件的。

只有使用悉生動物實驗，才能得到準(zhǔn)確結(jié)論。例如，枯草桿菌(B.subtilis)對普通的雞無致病性，但對無菌的雞則能引起心臟損傷，甚至死亡;痢疾變形蟲能引起普通豚鼠阿米巴痢疾，但對無菌豚鼠卻無致病性;將痢疾變形蟲和枯草桿菌或產(chǎn)氣莢膜桿菌 (Clostridium perfringens)同時輸給無菌豚鼠，就可引起豚鼠發(fā)病。

由此可見，痢疾變形蟲對豚鼠本無致病性,只有在某些其他微生物作用下才有致病性。動物體內(nèi)的共棲生物對動物的代謝、生長發(fā)育起什么作用?寄主和它們?nèi)绾尉S持平衡以達到共存的關(guān)系?這些都是需要利用悉生生物學(xué)的手段育成無菌動物，再利用無菌動物制造悉生態(tài)來進行研究的。

1899年M.肖特利烏斯培育了無菌雞，但僅活了17天，失敗的原因是飼料營養(yǎng)不足。

1912年，M.科恩迪經(jīng)一再改進飼料，終于培養(yǎng)成功無菌雞。

60年代獲得無菌豬、羊和牛。1971年培育成功無菌馬。

悉生動物的發(fā)展

隨著科學(xué)的發(fā)展，向?qū)嶒瀯游锾岢隽烁叩囊?，就是如何消除實驗動物自身疾病對實驗結(jié)果的干擾，實驗證明:除了剖腹產(chǎn)所獲得的仔畜，飼養(yǎng)在嚴格的無菌隔離屏障內(nèi)，沒有另外的辦法可以消除實驗動物本身所帶的傳染性疾患，從而使無菌隔離技術(shù)的應(yīng)用，從研究微生物與宿主之間的相互依存關(guān)系。推廣到高質(zhì)量實驗動物的生產(chǎn)。

悉生動物大規(guī)模地生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究的各個領(lǐng)域，取得了普通動物實驗所無法發(fā)現(xiàn)的豐碩成果，這就豐富了無菌動物的研究內(nèi)容。已把無菌動物、單菌動物、雙菌動物、多菌動物和特殊病原體動物總稱為悉生動物。近二十年來是無菌動物研究的飛躍發(fā)展階段，形成了跨越生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)學(xué)的新興學(xué)科--悉生生物學(xué)(Gnotobiology)，它是以無菌隔離技術(shù)提供的各種動物為實驗對象，研究實驗動物本身以及各種動物特別是動物與微生物之間相互依存和制約關(guān)系。

悉動物的發(fā)展歷史與無菌動物發(fā)展一樣，是隨著無菌動物的發(fā)展而發(fā)展的。

悉生動物學(xué)的發(fā)展，大大促進了生物醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展。國際悉生生物學(xué)討論會已召開過七次，1981年6月29日至7月3日，在日本東京召開了第七次國際悉生生物學(xué)討論會，中國第一次派出了由中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院組成的代表團出席了會議。標(biāo)志著我國悉生生物學(xué)的興起和發(fā)展。

1885年，法國微生物學(xué)家L.巴斯德提出動物的生存離不開腸道細菌的存在。這一意見在生物學(xué)

界引起了爭論。

1895年，柏林大學(xué)的G.H.F.納托爾和H.蒂爾費爾特把剖腹生豚鼠放在無菌的玻璃罩內(nèi)飼養(yǎng)，喂滅菌牛奶，第八天處死豚鼠后檢查，腸道內(nèi)不存在細菌。無菌豚鼠是可以生存的，但必須喂以純動物來源的飼料。

1899年M.肖特利烏斯培育了無菌雞，但僅活了17天，失敗的原因是飼料營養(yǎng)不足。

1912年，M.科恩迪經(jīng)一再改進飼料，終于培養(yǎng)成功無菌雞。

1932年G.格利姆斯泰特培養(yǎng)無菌豚鼠獲得成功，隨著無菌操作和飼養(yǎng)技術(shù)的日趨完善，20世紀(jì)40年代，前后培育成功無菌的猴、大鼠、家兔、小鼠和狗。

60年代獲得無菌豬、羊和牛。1971年培育成功無菌馬。

無菌脊椎動物的培育

飼養(yǎng)無菌動物的環(huán)境必須是絕對沒有微生物以及其他可能感染動物的生物。根據(jù)這個要求，

美國J.A.賴尼瑟在1943年用金屬材料制成能耐受高壓蒸氣滅菌的隔離器，隔離器上有玻璃觀察窗和操作橡皮手套，他用這種隔離器飼養(yǎng)出了無菌雞。1946年日本宮川為隔離器增設(shè)遙控的精密的機械手。1959年P(guān).C.特雷克斯勒使用無毒塑料薄膜制成無菌隔離器的主體部分。這種隔離器制造工藝較為簡單,易于觀察操作,造價僅為金屬制的幾十分之一，滅菌簡便。輸入無菌隔離器的空氣要經(jīng)過0.3微米的濾除率達99.97%以上的高效濾過器。排氣口亦同樣裝有高效濾過器，以免空氣逆流時帶入細菌。飼料、飲水和墊料都要經(jīng)過真空高壓或鈷60照射滅菌后輸入器內(nèi)。

培育無菌卵生動物，如禽類，要從微生物傳染病最少的健康動物群中,選擇未被糞便污染的受過精的蛋,并將蛋的表面徹底滅菌后送入無菌隔離器內(nèi)孵化育雛。

培育胎生動物如哺乳類,要用無菌的剖腹產(chǎn)手術(shù),將已成熟的胎兒從無菌的子宮內(nèi)取出，通過滅菌液浸泡槽輸入無菌隔離器內(nèi)，用人工配制的初乳飼喂。人工乳的營養(yǎng)成份和飼喂技術(shù)，是無菌動物飼養(yǎng)成功的關(guān)鍵。離乳后喂給滅菌的飼料和飲水。

對無菌動物要定期檢查，以確保無菌狀態(tài)。一般每兩周檢查一次，發(fā)現(xiàn)污染立即淘汰。

無菌脊椎動物雖然不帶各種細菌，但不能排除極少數(shù)能通過母體胎盤垂直感染胎兒的微生物，如病毒和弓形蟲等。

無菌脊椎動物的特性

因為無微生物的刺激，其淋巴系統(tǒng)發(fā)育不全，體液和細胞防御系統(tǒng)不如常態(tài)動物; 淋巴漿細胞少，脾較小，白細胞缺乏和吞噬反應(yīng)差，血清內(nèi)殺菌活性差，球蛋白含量低，很少含有抗細菌的凝集素，因而無菌動物易于感染疾病。但是當(dāng)無菌動物受了抗原刺激后即可具有與通常動物同樣的免疫效應(yīng)。

嚙齒類和兔類無菌動物的小腸壁薄盲腸比通常動物擴大4~10倍,可達體重的30%。膨大的盲腸和大腸內(nèi)的容物含水量較多，成棕色液體，糞軟而無定型，易下痢;排尿量較大。

無菌脊椎動物的應(yīng)用

傳染病研究控制 無菌動物從未接觸微生物，當(dāng)試以特異感染因子──致病菌等，?？色@得一致的感受性，產(chǎn)生較純的特異的抗血清，有助于傳染病病因?qū)W研究。在實驗動物(小鼠、狗等)和家禽、家畜繁育、飼養(yǎng)中，為了控制傳染病，可應(yīng)用無菌動物或喂給一種或多種非致病細菌的無菌動物(悉生動物)做為建群的種子動物。

悉生動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用

悉生動物已在生物醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，取得了豐碩的成果。科研工作者可根據(jù)實驗研究的需要，將無菌動物所培育的仔鼠于其斷奶前后，有目的地喂給單一的或多種的細菌，再來觀察這些細菌對機體的作用。

悉生動物應(yīng)用在許多微生物學(xué)研究上是一個突出的例子。只有選用悉生動物，才有可能了解到單一微生物和抗體之間的關(guān)系。多種微生物存在于同一機體內(nèi)，可以觀察微生物與微生物之間及機體之間相互關(guān)系和菌群失調(diào)的現(xiàn)象。當(dāng)對某種悉生物施于物理、化學(xué)等其它致病因子時則可觀察機體、微生物、致病因子三方面相互作用關(guān)系。

悉生生物學(xué)的研究發(fā)展較快而廣。醫(yī)學(xué)研究需要無病毒和無抗原動物模型,以及悉生猿猴的培育;畜牧業(yè)發(fā)展悉生牛、馬、羊、豬以排除各種病原體;悉生植物已應(yīng)用在生物固氮基因的重組，促使更多農(nóng)作物帶有固氮菌，并對菌根和根際微生物以及農(nóng)藥和殺蟲劑的無害化的研究。悉生生物亦應(yīng)用在微生態(tài)的研究中，為防治人、畜和植物的生態(tài)病以求達到健康長壽和增產(chǎn)。