紀(jì)秋宇
(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150030)
動(dòng)物微生物檢驗(yàn)是生命科學(xué)研究的主要方式之一,其與常規(guī)的微生物檢驗(yàn)存在一定的差異性,主要在于其檢驗(yàn)結(jié)果受到多方面因素的影響。為了保障檢驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性和有效性,必須對影響檢驗(yàn)結(jié)果的因素進(jìn)行分析,并在檢驗(yàn)過程中對其科學(xué)合理地消除[1]。本文以相關(guān)文獻(xiàn)資料以及多年工作經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),對導(dǎo)致微生物檢驗(yàn)結(jié)果受到影響的動(dòng)物因素、環(huán)境因素以及人文因素分別進(jìn)行分析,以提高微生物檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性以及科學(xué)性。
不同種屬的哺乳動(dòng)物個(gè)體均由相同的基本元素構(gòu)成,其生物的生命過程則需要通過不同的器官、細(xì)胞以及組織經(jīng)過多種生化反應(yīng)以及生理反應(yīng)形成,不同種族屬之間的生物存在著相似或相同的生理生化現(xiàn)象,并且種屬的相似性越高,其能夠體現(xiàn)的生命現(xiàn)象也就越相似[2]。但與此同時(shí),屬于不同種屬的動(dòng)物之間在生理現(xiàn)象、生化代謝等多方面又各自具有相應(yīng)的特點(diǎn),例如對于外界化合物的代謝、排泄等均存在顯著的差異,由此,就導(dǎo)致微生物檢驗(yàn)結(jié)果存在顯著的差異。根據(jù)相關(guān)研究顯示,在毒性試驗(yàn)中,對154種化合物進(jìn)行應(yīng)用,其中小鼠敏感者為38種、狗敏感者為44種、家兔敏感者為28種。在通常情況下,人對于毒物作用的敏感性相對于其他動(dòng)物來說更高,約有90%的毒物能夠?qū)е氯祟愔滤赖膭┝烤陀趧?dòng)物[3]。需要注意的是,不同動(dòng)物對于毒物的反應(yīng)性能存在多方面的差別,而導(dǎo)致差別出現(xiàn)的主要原因則是其自身生理、生化、遺傳等方面的差異,引起毒物的吸收、分布、代謝等多方面均存在不同,最終導(dǎo)致動(dòng)物對于毒物所產(chǎn)生的反應(yīng)各不相同。
1.1.1 生理差異
在通常情況下,動(dòng)物的脈率與其體重呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系,其體重越大,脈率就越低,例如馬(38次/min)、羊43(次/min)、狗120(次/min)、家兔251(次/min)、貓240(次/min)、小鼠600(次/min)等,可見小鼠心臟每分鐘的輸出量與總血量之比在人類的20倍以上,所以毒物能夠更加快速地從其血漿中得到清除,能夠在一定程度上避免毒物對小鼠產(chǎn)生作用。
1.1.2 代謝酶差異
對于不同種屬的動(dòng)物來說,其體內(nèi)酶的種類以及活性均各不相同,并且能夠?qū)е峦庠椿衔镌趧?dòng)物體內(nèi)進(jìn)行代謝的途徑、速度以及性質(zhì)等各方面存在顯著的差異。以2-AFF為例,其在地鼠、家兔以及大鼠體內(nèi)為致癌物質(zhì),對于豚鼠或是猴子,則屬于非致癌物質(zhì),出現(xiàn)該情況的主要原因就是2-AFF在不同動(dòng)物體內(nèi)的代謝途徑各不相同[4]。
對于同一種屬不同品系的動(dòng)物來說,其對于外源化合物的敏感性也各不相同。以實(shí)驗(yàn)為例,將不同品系的雌性小鼠暴露于同一濃度的氯仿蒸汽中,BALC死亡率為10.00%,C3H死亡率為32.00%,DBA死亡率為51.00%,DBA2死亡率則高達(dá)75.00%[5]。導(dǎo)致死亡率差異性的主要原因在于不同品系小鼠體內(nèi)的代謝酶存在較大的差異。另外,不同品系的動(dòng)物在畸胎以及腫瘤方面的發(fā)生率均具有顯著差異。
1.1.3 毒物排出速度差異
在不同動(dòng)物體內(nèi),同一種類的外源化合物的半衰期各不相同,導(dǎo)致化合物對于人體靶器官的作用時(shí)間存在差異,例如對于人類,保泰松的半量期為72 h,家兔僅為 3 h,而狗為 6 h。
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物機(jī)體的年齡、性別、健康狀態(tài)以及營養(yǎng)情況等,均對其對于外源化合物的反應(yīng)產(chǎn)生重要影響。研究顯示,對于毒物,雌性動(dòng)物的敏感性高于雄性動(dòng)物,但差異性并非十分顯著,同時(shí)幼年動(dòng)物對于毒物的敏感性高于成年動(dòng)物,特別是在外源性化合物與動(dòng)物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)、血腦屏障以及腎功能具有密切關(guān)聯(lián)的情況下,幼年動(dòng)物與成年動(dòng)物之間的敏感性差異更加顯著。在營養(yǎng)狀況以及飲食因素兩個(gè)方面,動(dòng)物的胃腸吸收以及代謝酶活性最能夠體現(xiàn)對外源性化合物所產(chǎn)生的影響,處于饑餓狀態(tài)中的大鼠會(huì)存在血糖下降的情況,也就能夠?qū)ζ浠钚悦府a(chǎn)生影響,其胃腸對于外源性化合物的吸收速度趨于增加。
環(huán)境溫度發(fā)生變化,會(huì)對動(dòng)物的生理、生化系統(tǒng)以及內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性造成不利影響,并對通氣、循環(huán)、體液以及中間代謝等相關(guān)生理情況造成一定程度的改變,進(jìn)而對外源性化合物的吸收、代謝以及排泄等產(chǎn)生影響。研究顯示,58種化學(xué)物分別在8 ℃、26 ℃以及36 ℃的環(huán)境下對大鼠進(jìn)行作用,其中55種化學(xué)物在36 ℃環(huán)境下毒性最大,并且在26 ℃環(huán)境下的毒性最小。
不同種屬或是不同品系的動(dòng)物最適溫度也是各不相同的。在通常情況下,應(yīng)將動(dòng)物飼養(yǎng)室內(nèi)的溫度控制在±3 ℃的范圍之內(nèi)。就目前的情況來看,我國常用的幾種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的最適溫度如下:靈長類動(dòng)物 20~ 24 ℃、貓 15~20 ℃、犬15~ 20 ℃、家兔15 ~ 20 ℃、豚鼠 15 ~ 20 ℃、大鼠 18 ~ 22 ℃、小鼠15 ~ 20 ℃[6]。
若環(huán)境中的濕度過高,其中微生物的生長繁殖速度將會(huì)大幅度加快,動(dòng)物發(fā)生多種疾病的可能性也就相對更高;若環(huán)境中的濕度過低,則極易出現(xiàn)塵灰飛揚(yáng)的情況,不利于動(dòng)物的健康。在環(huán)境濕度較高的情況下,揮發(fā)性化合物能夠通過動(dòng)物的皮膚以及呼吸道等途徑對動(dòng)物造成感染,從而對微生物檢驗(yàn)結(jié)果造成影響。在通常情況下,常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物能夠完全適應(yīng)40%~70%的濕度,最為適應(yīng)的濕度為50%~60%,但是對于貓來說,其更加適應(yīng)濕度更低的環(huán)境。
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物主要于狹小的籠具中飼養(yǎng),排泄物可能無法得到及時(shí)的清理,導(dǎo)致空氣污濁,并引起動(dòng)物發(fā)生呼吸道傳染疾病。如果空氣中的氮含量過多,動(dòng)物黏膜受到刺激,會(huì)出現(xiàn)流淚、咳嗽的情況,情況嚴(yán)重的動(dòng)物甚至可能出現(xiàn)肺水腫或是肺炎等疾病,并且雄性小鼠存在汗腺分泌物過多的情況,可能導(dǎo)致其發(fā)生性周期紊亂。所以,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)注意進(jìn)行通風(fēng)換氣,保持室內(nèi)空氣清新,保障空氣中得到氮含量在2×10-4以下[7]。
光照會(huì)對動(dòng)物的性周期產(chǎn)生重要的影響。如果光照過長,會(huì)對動(dòng)物造成不利影響,極易引起部分雌性動(dòng)物的哺育不良以及吃崽情況出現(xiàn)。噪音可引起動(dòng)物的緊張情緒,甚至導(dǎo)致動(dòng)物受到刺激,是動(dòng)物出現(xiàn)生理學(xué)以及行為學(xué)方面的異常反應(yīng)。特別是對于豚鼠來說,其不安與騷動(dòng)情況相對于其他動(dòng)物更加明顯,流產(chǎn)以及放棄哺育的情況相對更加常見。
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的飼養(yǎng)密度應(yīng)該能夠與相關(guān)的衛(wèi)生要求相符合,保障每一個(gè)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物個(gè)體都能夠具有一定的活動(dòng)面積,避免實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的健康受到影響,并導(dǎo)致微生物檢驗(yàn)結(jié)果受到直接的影響。行為學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)需要特別注意,避免將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)于過分擁擠的環(huán)境中,以降低實(shí)驗(yàn)動(dòng)物出現(xiàn)煩躁、不安等異常行為。另外,相對于普通實(shí)驗(yàn)動(dòng)物而言,處于哺乳期的動(dòng)物所需的個(gè)體面積相對更大,例如家兔需0.675 m2、豚鼠需 0.141 m2、大鼠需 0.063 m2、小鼠需 0.016 m2[8]。
保持動(dòng)物健康以及促使生物學(xué)檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性得到提高的重要前提之一,就是給予實(shí)驗(yàn)動(dòng)物充分的營養(yǎng)供應(yīng)。需要注意的是,不同種屬不同品系的動(dòng)物具有不同的消化系統(tǒng)形態(tài)以及消化機(jī)能,所以對于營養(yǎng)的需求也各不相同,例如,豚鼠需要在其飼料中加入足夠量的維生素C,以避免豚鼠發(fā)生壞血?。粚τ诩彝?,則需注意給予其適量的干草,以促使其飼料中的粗纖維含量得到提高,從而避免家兔發(fā)生腹瀉等情況[9]。
對于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物來說,毒物最大一次給予量通常在動(dòng)物體重的1%~2%,如果不對毒物的給予量進(jìn)行有效控制,將引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)生胃腸紊亂的情況,甚至導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物死亡。對于給予動(dòng)物的毒物濃度,同樣需要注意控制,以避免動(dòng)物之間出現(xiàn)毒性差異的情況。另外,通常體型較小的動(dòng)物主要采用靜脈注射的方式,體型較大的動(dòng)物則主要采用皮下注射的方式[10]。