在生物醫學(xué)研究中，無(wú)菌(germ free，GF)動(dòng)物具有十分廣泛的應用，包括免疫學(xué)、微生物學(xué)、老年醫學(xué)、藥理學(xué)、照射病學(xué)等許多領(lǐng)域。鑒于GF動(dòng)物的特殊價(jià)值，利用GF動(dòng)物發(fā)表 SCI 論文近年來(lái)在國內外快速增加( 以無(wú)菌小鼠為例，見(jiàn)圖 1)[1]。

　　圖 1 無(wú)菌小鼠應用發(fā)表 SCI 論文快速增加

　　GF動(dòng)物主要通過(guò)無(wú)菌剖宮產(chǎn)手術(shù)或無(wú)菌胚胎移植進(jìn)行無(wú)菌化而獲得，并且利用無(wú)菌飼養方法維持于無(wú)菌隔離器中[2]。由于 GF動(dòng)物體內外不攜帶任何生物體，由此可排除生物對于實(shí)驗結果的干擾，從而明顯提高實(shí)驗的敏感性、重復性，并有利于探究生命活動(dòng)基本規律。目前GF動(dòng)物的應用研究大體形成了四種通用模式( 如圖2所示) [1, 3]，各種研究模式可交叉綜合應用于研究中，為綜合研究菌群在疾病發(fā)生發(fā)展中的作用提供了技術(shù)途徑及研究模式。

　　圖2無(wú)菌動(dòng)物應用研究的四種通用模式

　　能否飼養出質(zhì)量合格的GF動(dòng)物的關(guān)鍵是有無(wú)適合GF動(dòng)物生長(cháng)發(fā)育的營(yíng)養配方飼料。鑒于GF動(dòng)物的生長(cháng)環(huán)境為無(wú)菌環(huán)境， GF動(dòng)物的飼料也需要做無(wú)菌化處理。目前應用于飼料行業(yè)的主流滅菌方法為高壓滅菌和輻照滅菌，但兩者對飼料的營(yíng)養成分均有一定的影響。有研究報道121 ℃ 60分鐘左右滅菌后可達無(wú)菌要求，精氨酸、賴(lài)氨酸、異亮氨酸、酪氨酸損失在25%以下，維生素A、B1、B2、B6損失較多，一般成分和無(wú)機鹽無(wú)明顯變化，室溫下隔離器內最高保存10天 [4];飼料經(jīng)50 KGy60CO-γ射線(xiàn)輻照滅菌后可達無(wú)菌要求，飼料粗蛋白、蛋氨酸明顯減少，維生素A、E、B1、B6少量減少，其它營(yíng)養成分無(wú)明顯變化[5]，密封可保存12個(gè)月，且GF動(dòng)物飼料輻照殺菌的最低有效劑量為25KGy，最高耐受劑量為 50 KGy[6]。

　　當然GF動(dòng)物飼料除了保證無(wú)菌外也應結合GF動(dòng)物特點(diǎn)關(guān)注無(wú)菌動(dòng)物的營(yíng)養需要，但目前國內外并沒(méi)有關(guān)于無(wú)菌動(dòng)物飼料營(yíng)養的有關(guān)標準。早期有研究指出GF小鼠的采食量比普通小鼠采食量大，但其糞中排泄的營(yíng)養物質(zhì)也較普通小鼠多[7]。后續也有研究表明，GF動(dòng)物的能量需求同普通動(dòng)物一致，但是其代謝率比普通動(dòng)物低20%-30%[8]。也有人指出，利用普通小鼠2/3的賴(lài)氨酸添加水平飼料飼喂GF小鼠能夠得到最大生長(cháng)速率[9]。

　　由于GF動(dòng)物的腸道內沒(méi)有微生物，其自身無(wú)法合成 B 族維生素及維生素 K[10]，所以GF動(dòng)物的飼料中應尤其關(guān)注維生素的添加水平。李文霞等人[11]利用輻照后的AIN-93G飼料飼喂GF昆明小鼠導致小鼠體型瘦弱，出現明顯的脊柱凸起，毛發(fā)粘染臟亂;而在A(yíng)IN-93G飼料基礎上提高維生素水平，經(jīng)高劑量輻照后(50KGy)飼喂GF昆明小鼠發(fā)現生長(cháng)繁殖情況均正常，表明額外添加維生素能夠滿(mǎn)足繁殖階段GF小鼠的身體需求。

　　截止至今，關(guān)于GF動(dòng)物的營(yíng)養需要研究并不多，多數研究距今比較久遠且結論不一，基于GF動(dòng)物培育及營(yíng)養需求研究現狀，我們需要進(jìn)行更多的研究來(lái)確定一個(gè)GF動(dòng)物的營(yíng)養標準。

　　參考文獻

　　1. 曾本華，魏泓, 建立我國規?；療o(wú)菌動(dòng)物高效研究應用體系 ， 中國實(shí)驗動(dòng)物學(xué)報 2017. 25(6): p. 648-653.

　　2. Jose′ Inzunza, T.M., Mona Fartoo , Elisabeth Norin Germfree status of mice obtained by embryo transfer in an isolator environment. 2005. 39(4): p. 421-427.

　　3. 魏泓, 曾本華, 無(wú)菌動(dòng)物與微生態(tài)學(xué)專(zhuān)題教學(xué)改革實(shí)踐. 中國微生態(tài)學(xué)雜志, (3).

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　　7. Coates, M.E., H.A. Gordon, B.S. Wostmann, The germ-free animal in research. 1968.

　　8. Sewell, D.L., et al., Oxidative energy metabolism in germ-free and conventional rat liver mitochondria. 1975. 228(2): p. 526-9.

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　　10. Wostmann, B.S., THE GERMFREE ANIMAL IN NUTRITIONAL STUDIES. 1981. 1(1): p. 257-279.

　　11. 李文霞, 無(wú)菌小鼠營(yíng)養配方的初步研究. 第三軍醫大學(xué).