劉軼秋,丁家波,李蓓蓓,徐 磊,張瑞婷
(1.中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所,北京 100081;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所,上海 200241)
《中國獸藥典》二〇一〇年版三部規(guī)定支原體培養(yǎng)基制成后需進行質(zhì)控檢驗,合格后方可用于生物制品的支原體檢驗[1]。用于質(zhì)控檢驗的質(zhì)控菌株分別為滑液支原體(CVCC2960)和豬鼻支原體(CVCC361)?;褐гw用于改良Frey氏液體培養(yǎng)基、改良Frey氏固體培養(yǎng)基的質(zhì)控檢驗;豬鼻支原體用于支原體液體培養(yǎng)基、支原體固體培養(yǎng)基、無血清支原體培養(yǎng)基的質(zhì)控檢驗。為了解兩種質(zhì)控菌株的生長繁殖特性,本試驗通過測定兩種菌株在不同培養(yǎng)時段的CCU(color change unit,CCU),繪制生長曲線并確定世代時間,為支原體檢驗用培養(yǎng)基的質(zhì)控檢驗提供數(shù)據(jù)參考。
1.1 材料
1.1.1 菌株 滑液支原體(CVCC2960)、豬鼻支原體(CVCC361),均由中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所提供。
1.1.2 培養(yǎng)基
1.1.2.1 改良Frey氏液體培養(yǎng)基 配方為:氯化鈉(5.0 g/L),氯化鉀(0.4 g/L),硫酸鎂(含7個結(jié)晶水)(0.2 g/L),磷酸氫二鈉(含12個結(jié)晶水)(1.6 g/L),磷酸二氫鉀(0.2 g/L),葡萄糖(10.0 g/L),乳蛋白水解物(5.0 g/L),酵母粉(5.0 g/L),1%輔酶I溶液(10.0 mL/L),1%L-半胱氨酸溶液(10.0 mL/L),2%精氨酸溶液(20.0 mL/L),馬血清(100.0 mL/L),1%酚紅溶液(1.0 mL/L),青霉素(800 IU/mL),1%醋酸鉈溶液(10.0 mL/L),用1 mol/L NaOH調(diào)pH值至7.6~7.8,濾過除菌,置4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.1.2.2 支原體液體培養(yǎng)基 配方為:PPLO肉湯粉(21.0 g/L),葡萄糖(5.0 g/L),10%精氨酸溶液(10.0 mL/L),10 倍 MEM 培養(yǎng)液(10.0 mL/L),酵母粉(5.0 g/L),青霉素(800 IU/mL),1%醋酸鉈溶液(10.0 mL/L),馬血清(100.0 mL/L),1%酚紅溶液(1.0 mL/L),用1 mol/L NaOH調(diào)pH值至7.6~7.8,濾過除菌,置4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.1.3 儀器 生物安全柜;37℃恒溫培養(yǎng)箱;電子天平;pH計;濾器;冰柜。
1.2 方法
1.2.1 菌液培養(yǎng)
1.2.1.1 滑液支原體 將-20℃凍存的滑液支原體菌株恢復(fù)原體積后,按5%比例接種到10 mL改良Frey氏液體培養(yǎng)基中培養(yǎng),取培養(yǎng)后的菌液,按照5%比例傳3代,取生長穩(wěn)定的菌液作為待測菌液,按5%比例接種培養(yǎng)基,置37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng),從0 h開始,每隔6 h進行一次活菌計數(shù)。
1.2.1.2 豬鼻支原體 將-20℃凍存的豬鼻支原體菌株恢復(fù)原體積后,按5%比例接種到10 mL支原體液體培養(yǎng)基中培養(yǎng),取培養(yǎng)后的菌液,按照3%比例傳3代,取生長穩(wěn)定的菌液作為待測菌液,按3%比例接種培養(yǎng)基,置37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng),從0 h開始,每隔6 h進行一次活菌計數(shù)。
1.2.2 生長曲線繪制 從0 h開始,每隔6 h從待測菌液中取樣,采用10倍系列稀釋計數(shù)法進行計數(shù)。具體方法是:將培養(yǎng)基分裝成每管1.8 mL,第1管加入待測菌液0.2 mL,混勻后,取0.2 mL加入第2管中,再混勻,取0.2 mL加入到第3管中,依此操作一直至第10管,將第10管中混勻后取0.2 mL棄去。每個時間點取樣3份,將試管置于37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng),試驗設(shè)未接種菌液的培養(yǎng)基作為陰性對照。每天觀察試管培養(yǎng)基顏色變化,直至培養(yǎng)基顏色不再變化時,結(jié)束觀察。判定滴度:以培養(yǎng)基顏色變化的最高稀釋度作為待測菌液的生長滴度,即CCU表示[2]。用3份樣品的平均 CCU,n=3)表示該時間點支原體CCU。以取樣時間點為橫坐標,平均 CCU的對數(shù)為縱坐標,繪制生長曲線。
1.2.3 世代時間的計算 世代時間(generation time)[3],即菌體每繁殖一代所需的時間,用 G表示。分別取滑液支原體、豬鼻支原體生長曲線對數(shù)生長期中的一段,按如下公式計算世代時間:
式中,G為世代時間,t為培養(yǎng)時間,Mo為開始時的活菌數(shù),Mt為經(jīng)t時間培養(yǎng)后的活菌數(shù)。
2.1 質(zhì)控菌株在培養(yǎng)基中不同生長時段的CCU結(jié)果如表1、表2所示。從表1可以看出,滑液支原體在改良Frey氏液體培養(yǎng)基中最高可生長至7.0×108CCU/mL,54 h后活菌數(shù)開始下降,直至96 h滴度為0。從表2看出,豬鼻支原體在支原體液體培養(yǎng)基中最高可生長至1.0×109CCU/mL,且在126 h之后活菌數(shù)開始下降,直至216 h滴度為0。
表1 滑液支原體不同生長時段的CCU及對數(shù)值
表2 豬鼻支原體不同生長時段的CCU及對數(shù)值
續(xù)表
2.2 質(zhì)控菌株的生長曲線圖 從圖1可知,滑液支原體菌株在接種后6 h內(nèi)為遲緩期,6~36 h為對數(shù)期,36~54 h為穩(wěn)定期,54 h之后為衰老期。從圖2可知,豬鼻支原體菌株在接種后6 h內(nèi)是遲緩期,6~18 h為對數(shù)期,18~126 h為穩(wěn)定期,126 h之后為衰老期。
2.3 質(zhì)控菌株的世代時間 滑液支原體對數(shù)期在6~36 h,t1=12 h,t2=30 h,代入公式,滑液支原體世代時間G=231.8 min;豬鼻支原體對數(shù)期在6~18 h,t1=6 h,t2=18 h,代入公式,豬鼻支原體世代時間G=117.1 min。
3.1 《中國獸藥典》[1]規(guī)定滑液支原體和豬鼻支原體作為支原體培養(yǎng)基檢驗用質(zhì)控菌株,傳代培養(yǎng)均不得超過5代。支原體質(zhì)控菌株開啟后,在適宜液體培養(yǎng)基上培養(yǎng),為使支原體在培養(yǎng)基中生長穩(wěn)定,連續(xù)培養(yǎng)直至第3代,用第3代菌液培養(yǎng)物作為培養(yǎng)基質(zhì)控菌株的種子液,在用于質(zhì)控檢驗時,將種子液繼續(xù)傳代,用第4代或第5代菌液培養(yǎng)物作為質(zhì)控菌株對培養(yǎng)基進行檢驗。為了保證質(zhì)控菌株在培養(yǎng)過程中生長速度穩(wěn)定、均一,菌液繁殖到第5代終止,不再繼續(xù)傳代。
3.2 支原體是一類缺乏細胞壁的原核微生物,它在液體培養(yǎng)基的生長曲線與細菌相同,可分為遲緩期、對數(shù)生長期、穩(wěn)定期、衰老期[4]。為保證質(zhì)控菌株生長穩(wěn)定,菌株培養(yǎng)后每次傳代,均按照豬鼻支原體3%、滑液支原體5%的比例接種培養(yǎng)基,且每次傳代培養(yǎng)均在108CCU/mL數(shù)量級收獲菌液。從兩個質(zhì)控菌株生長曲線圖分析,滑液支原體菌株最佳收獲時間在培養(yǎng)后36~54 h,豬鼻支原體菌株最佳收獲時間在培養(yǎng)后18~126 h,在此時段內(nèi)收獲的菌液,其CCU均維持在108~109CCU/mL數(shù)量級。但在研究中發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)時間相差6~12 h的支原體菌液顏色幾乎沒有差別,而CCU卻相差1~2個數(shù)量級,這就提示在培養(yǎng)菌液過程中,把握好收獲時間至關(guān)重要。如果質(zhì)控菌株不在穩(wěn)定期中收獲,可能導(dǎo)致菌液滴度不夠高,即使使用的是合格的培養(yǎng)基,滴度也達不到合格的標準。所以,本研究提示在穩(wěn)定期及時收獲菌液、及時保存,才能保證支原體檢驗培養(yǎng)基質(zhì)控菌株滴度的穩(wěn)定和均一,保證支原體培養(yǎng)基檢驗結(jié)果的準確。
3.3 培養(yǎng)基質(zhì)量直接影響生物制品檢驗結(jié)果的準確性,所以質(zhì)控菌株作為一個衡量培養(yǎng)基合格與否的標尺,更是起到了至關(guān)重要的作用。目前,現(xiàn)行《中國獸藥典》在質(zhì)控菌株標準化方面還沒有十分具體的規(guī)定。雖然試驗初次通過繪制生長曲線和確定世代時間來探索質(zhì)控菌株的生長規(guī)律,為培養(yǎng)基檢驗及質(zhì)控菌株的使用提供了一定的數(shù)據(jù)參考,但是質(zhì)控菌株的標準化工作還需大量試驗進行驗證,例如質(zhì)控菌株的傳代次數(shù)、菌液接種培養(yǎng)基的適宜比例、生長滴度變化等方面還需進一步確證并作詳細規(guī)定。另外,在質(zhì)控菌株培養(yǎng)方面,傳統(tǒng)上一直采用肉眼觀察的方式對培養(yǎng)液顏色進行判斷,試驗中發(fā)現(xiàn)此方法準確性不高,且不同試驗人員判斷亦存在差異,建議采用酸度計測定取代肉眼觀察方法,使試驗結(jié)果更可信。
[1]中國獸藥典委員會.中華人民共和國獸藥典二○一○年版三部[S].
[2]Loens K,Mackay W G,Scott C,et al.A multicenter pilot external quality assessment programme to assess the quality of molecular detection of Chlamydophila pneumoniae and Mycoplasma pneumoniae[J].J Microbiol Meth,2010,82(2):131-135.
[3]武漢大學(xué),復(fù)旦大學(xué)生物系微生物學(xué)教研室.微生物學(xué)[M].3版.北京:高等教育出版社,1989.
[4]吳移謀,葉元康.支原體學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2008:38.