浅谈几种实验动物在兽用生物制品试验研究中的应用

摘要:兽用生物制品的研究、开发、生产和检验离不开各种实验动物。简单介绍了几种实验动物在兽用生物制品试验研究中的应用,对于在兽用生物制品试验研究中加深对实验动物作用的进一步认识具有一定的意义。

关键词:实验动物;兽用生物制品;试验;研究;应用

中图分类号:S865.1文献标识码:B文章编号:1007-273X(2010)08-0010-03

兽用生物制品是用于动物传染病和其他有关疾病的预防、诊断和治疗的生物制剂。包括疫(菌)苗、毒素、类毒素、免疫血清、血液制品、抗原、抗体、微生态制剂等。实验动物作为“活的试剂与度量器”在许多领域中广泛应用[1]。在生物制品领域,没有实验动物,人类就不能研制出具有划时代意义的天花、狂犬病、牛瘟、禽流感、口蹄疫等疫苗[2]。在兽用生物制品的研究、开发、生产和检验中,都离不开各种实验动物。本文就几种常用的实验动物在兽用生物制品试验研究中的应用进行介绍,仅供参考。

1小鼠

1.1常用品系

1.1.1近交系小鼠国内培育的近交系小鼠主要有TA1(津白1号)、TA2(津白2号)、615等;国外引进的近交系小鼠主要有BALB/c、C3H/He、AKR、C57BL等。目前全球已培育成500多个独立的近交系。

1.1.2封闭群小鼠主要有KM、ICR、CFW、LACA、NIH等。其中KM(即昆明鼠)是我国生产量、使用量最大的远交群小鼠。

1.1.3突变系小鼠主要有裸小鼠、Beige小鼠、Scid小鼠、白内障小鼠、糖尿病小鼠等400多个突变系。主要用于医学研究。

1.1.4杂交F1小鼠主要有B6D2F1、C3D2F1、BC3F1、CD2F1等。

1.2小鼠在兽用生物制品试验研究中的应用

1.2.1兽用生物制品菌(毒、虫)种子的筛选和鉴定小鼠对许多动物病原微生物敏感,除用于复制动物传染病模型外,还常用于毒力测定、最小致死量测定(MLD)、半数致死剂量(LD50)测定、中和试验等;也用于疫苗弱毒(菌)种子的安全检查和毒力返强试验;对产气荚膜梭菌、肉毒梭菌、破伤风梭菌等毒素敏感,用于毒素测定和兽用疫苗脱毒鉴定等。

1.2.2病毒增殖和抗原制备乙型脑炎病毒和狂犬病病毒于乳鼠脑内可以获得高滴度的病毒,因此常用于毒株的传代和抗原生产。如猪乙型脑炎灭活疫苗就是将乙脑病毒种毒接种小鼠脑内,收获鼠脑制成。乙型脑炎鼠脑毒还可制备诊断用抗原。

1.2.3抗体制品的制备使用BALB/c、AKR、C57BL/6J等小鼠免疫后的脾细胞与骨髓瘤细胞融合,进行单克隆抗体的制备和研究。如抗猪瘟病毒单克隆抗体的制备等。单克隆抗体已广泛用于疾病诊断、治疗和分子生物学研究。

1.2.4新型兽用疫苗免疫效果评价兽用新型疫苗在试验研究阶段,小鼠常作为动物模型进行疫苗免疫效果评价。如用于针对口蹄疫的基因工程亚单位疫苗、伪狂犬病的基因工程活载体疫苗、禽流感和猪瘟的DNA疫苗、新城疫和弓形虫病的抗独特型抗体疫苗、禽流感和PRRS的抗独特型疫苗等的免疫效果评价[3-5]。

1.2.5兽用生物制品的检验在多种兽用生物制品的实验室安全检验、效力检验或效价测定中,除使用靶动物外,常使用小鼠等小型实验动物替代靶动物进行试验。

2大鼠

2.1常用品系

常用品系主要有SD大鼠、Wistar大鼠、F344大鼠、SHR大鼠、ACL大鼠等,其中常用的Wistar大鼠,既有近交系,也有远交群。

2.2大鼠在兽用生物制品试验研究中的应用

大鼠在生物医学研究中的应用占20%以上,主要用于人类医药学方面的研究。在我国兽用生物制品试验研究中,除猪旋毛虫传代保种等少数试验研究应用大鼠外,其他报道的不多。国外目前正利用大鼠进行双特异性单克隆抗体的研究,其广阔的前景有望在兽用生物制品的相关研究中得到应用。

3豚鼠

3.1常用品系

目前世界上有12个近交品系,其中近交系2和近交系13等主要用于生物医学研究。国内使用的豚鼠多为短毛英国种豚鼠,也称荷兰猪,属封闭群。

3.2豚鼠在兽用生物制品试验研究中的应用

3.2.1血清学诊断制剂制备豚鼠是实验动物血清中补体含量最高的动物,补体与免疫反应有关,因此广泛用于血清学诊断。兽用生物制品中的冻干补体就是来自豚鼠血清,补体结合试验常用于诊断多种动物传染病。

3.2.2传染病模型研究豚鼠对很多致病菌和病毒十分敏感,是进行各种传染性疾病研究的重要实验动物[6]。如对结核杆菌、鼠疫杆菌、布氏杆菌、炭疽杆菌等人兽共患病原微生物敏感。豚鼠尤其对人和牛型结核杆菌敏感,是结核杆菌分离、鉴定、诊断的最佳模型,也应用于牛型、禽型结核菌素的效价标定。

3.2.3兽用生物制品检验常用于兽用疫苗和治疗制剂的安全检验和效力检验,如口蹄疫疫苗、破伤风类毒素、抗炭疽血清、抗气肿疽血清等。

3.2.4过敏反应试验豚鼠是致敏试验反应程度最高的实验动物,常用于变态反应的研究。由于疫苗在临床应用有可能引起过敏反应,因此在临床使用前应进行豚鼠主动过敏试验。

3.2.4兽用弱毒活疫苗菌种的培育如猪丹毒制苗用弱毒株(GC42)是将猪丹毒强毒株通过豚鼠连续传370代培育而成,禽霍乱制苗用弱毒株(G190E40)是禽霍乱强毒株通过豚鼠连续传190代培育而成等。

4兔

4.1常用品种

实验研究用兔有38种不同的类型。我国医学科研和教学中最常用的是中国白兔、青紫兰兔和日本大耳白兔等3个品种,其次是新西兰白兔、比利时兔等。

4.2实验兔在兽用生物制品试验研究中的应用

4.2.1发热研究及热源试验兔体温变化十分敏感,最易产生发热反应,发热反应典型、恒定,广泛应用于兽用生物制剂的热源质检查。如感染性发热:给兔皮下注射杀死的大肠杆菌培养液,几小时内即可引起发热,并持续12h。热源检查:热源是微生物及其崩解代谢物,如大肠杆菌的热源仅0.002μg/kg即能使兔发热。猪瘟弱毒效力检验:猪瘟病毒弱毒株能使兔产生典型的热反应,其效力检验的结果主要依据兔的热型反应进行判定,是目前猪瘟活疫苗效力检验的“金标”方法。

4.2.2兽用疫苗菌(毒)种的培育和疫苗生产兔常用于猪瘟活疫苗、兔瘟灭活疫苗毒种的鉴定、传代和保种,也是生产猪瘟活疫苗(兔源)和兔瘟灭活疫苗的主要原材料。同时我国广泛应用的猪瘟兔化弱毒株(C株)就是石门强毒通过兔体连续传几百代而培育成的;另外猪肺炎支原体弱毒疫苗株、口蹄疫病毒弱毒疫苗株、牛瘟病毒弱毒疫苗株、狂犬病病毒的“固定毒”等都是经过兔体传代培育而成的。

4.2.3抗体制品的制备兔免疫反应灵敏,血清量产生较多,被广泛用于各种高效价和特异性强的免疫血清的制备。如病原体免疫血清、间接免疫血清(如兔抗羊IgG抗血清)、抗补体抗体血清以及抗组织免疫血清等的制备。

4.2.4免疫学研究和生物制品检验兔对多种微生物都非常敏感,可建立乙型脑炎、狂犬病、伪狂犬病、血吸虫、弓形体等传染病的动物模型。进行各种兽用生物制品中的毒素和类毒素反应试验、过敏性试验、免疫试验。同时兔广泛应用于兽用生物制品的安全检验、效力检验或效价测定等。

5鸡

5.1常用品种

鸡作为实验动物是从1789年Rastaur用鸡研究禽霍乱开始,它的品种很多,目前世界标准品种就有80余个,如来航鸡、洛克鸡、澳洲黑等,有的品种建立了自己的SPF种鸡群。我国于1979年开始进行SPF鸡的研究,已成功选育多个家系的SPF种鸡群[7]。

5.2鸡在兽用生物制品试验研究中的应用

5.2.1疫苗弱毒株的培育许多动物病毒疫苗弱毒株就是通过鸡胚连续接种传代培育而成。如鸡胚化羊痘病毒株、鸡胚化乙型脑炎毒株、鸡胚化狂犬病毒株等都曾成功地用作疫苗毒株。另外还有鸭肝炎病毒可通过鸡胚传代致弱、传染性法氏囊病毒野毒株可通过鸡胚成纤维细胞传代致弱,而番鸭呼肠孤病毒弱毒疫苗株则是通过番鸭胚成纤维细胞和鸡胚成纤维细胞交替传代选育而成。

5.2.2疫苗弱毒株毒力返强试验鸡胚来源的弱毒疫苗株在鸡体连续传代后有可能导致其毒力增强,因此鸡常用于鸡胚来源的弱毒疫苗株的毒力返强试验。

5.2.3禽类病毒疫苗毒种的鉴定鸡(包括SPF鸡胚、鸡胚成纤维细胞、鸡红细胞等)常用于禽类病毒疫苗毒种的鉴定。如新城疫活疫苗种毒株的脑内致病指数(ICPI)的测定、静脉致病指数(IVPI)的测定、半数致死量(ELD50)、半数感染量(EID50)、鸡胚最小致死量的平均致死时间(MDT/MLD)测定以及中和试验等;鸡红细胞还可用于病毒的血凝及血凝抑制试验。

5.2.4生物制品的生产和质量鉴定SPF鸡胚常用作禽类病毒活疫苗毒种的繁殖、培养和保种,是进行病毒学研究和禽用疫苗、高免蛋黄抗体生产的高标准原材料,同时SPF鸡胚成纤维细胞还可以生产伪狂犬活疫苗、狂犬病疫苗、动物衣原体疫苗等。SPF鸡(包括鸡胚及成纤维细胞)广泛用于禽用疫苗及诊断制剂的安全检验、效力检验或效价测定。

5.2.5疫苗免疫效果评价SPF鸡和鸡胚排除了非研究病原及其抗体的干扰作用,有利于实验结果的准确性,常用于基因工程疫苗以及多联多价禽用新型疫苗的免疫试验研究。另外普通鸡群常应用于禽用疫苗的田间试验和区域试验,以确保疫苗存在母源抗体和循环抗体时依然有效。

6猪和小型猪

6.1常用品种

当今世界上有四大著名猪种,即大白猪、长白猪、杜洛克猪、汉普夏猪。我国地方品种有48个,培育品种有20多个。目前用作生物医学研究用的小型猪主要有戈廷根小型猪、明尼苏达小型猪、育克坦小型猪等。我国小型猪主要有西双版纳近交系小型猪、贵州小型香猪、广西巴马小型猪、五指山小型猪等。

6.2猪和小型猪在兽用生物制品试验研究中的应用

目前小型猪主要用于生物医学研究,如开展人类疾病模型培育、进行人类异种器官移植研究、生产猪源性人用生物制品和功能食品等[8]。我国少数几个农业系统的科研单位已开展小型猪的选育和相关研究工作,但在兽用生物制品的试验研究中应用较少,国内主要应用普通级或清洁级的非免疫猪,有的应用普通猪群,尤其在猪用生物制品的实验室安全试验、效力试验、攻毒试验、临床试验、区域试验、疫苗评价以及建立动物传染病模型等方面作为供试动物大量应用。随着我国动物医学科学事业发展以及小型猪标准化和SPF化程度的提高,小型猪及SPF猪在兽用生物制品试验研究中必将得到广泛应用。

7其他实验用动物在兽用生物制品试验研究中的应用

其他实验用动物在兽用生物制品试验研究中的应用详见表1。

参考文献:

[1]汤宏佳,孔利佳.实验动物学[M].武汉:湖北人民出版社,2006.

[2]宁宜宝.兽用疫苗学[M].北京:中国农业出版社,2008.

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[4]任慧英,杨汉春.繁殖与呼吸综合征疫苗研究进展[J].河北畜牧兽医,2005,21(6):13-14.

[5]贾洪林,仇华吉,李娜.新型猪瘟疫苗研究现状[J].中国预防兽医学报,2005,27(4):312-315.

[6]常宝,杜建华.浅谈几种实验动物在医学生物学中的应用[J].河北北方学院学报,2005,22(3):47-48.

[7]文力正,任文陟.我国禽类实验动物研究进展[J].现代农业科技,2008(13):258-262.

[8]张德福,刘东.国内外小型猪实验动物化研究[J].生物学通报,2004,39(10):14-16.