支原体是一类简单的原核生物,大小介于病毒和细菌之间,约0.1-0.6um,能通过除菌滤器,没有细胞壁,仅有三层结构且富含胆固醇的细胞膜。目前被正式命名的支原体就有一百多种,且分布广泛,但其中大多数都不具有致病性。大多数支原体都具有种属特异性,例如猪肺炎支原体仅对猪有致病性,牛支原体仅对牛有致病性。
支原体附着于细胞膜表面,可以释放有毒代谢物,使宿主细胞受损;也可产生广泛的异常免疫反应,造成组织损伤;还可引起细胞免疫功能下降,从而影响宿主健康,干扰试验数据。因此,国内外啮齿类实验动物生产和使用单位、行业团体、各类标准都将(特定的)支原体列为必须排除的病原体。
目前,我国国标GB 14922.2 实验动物微生物学等级监测标准中要求大小鼠应排除支原体(Microplasma spp),国外主要实验动物供应企业和FELASA等机构要求大小鼠应排除肺支原体(M. pulmonis)。
尽管支原体种类繁多,但目前已知和实验动物相关的支原体种类只有十几种,详见下表。
除上表所列支原体外,还有一类支原体也可感染多种实验动物,即嗜血支原体,但由于篇幅限制,本文不做介绍。
目前确认可感染实验啮齿类动物的支原体有五种,分别是肺支原体(M. pulmonis), 关节炎支原体 (M. arthritidis) , 溶神经支原体 (M. neurolytium) , 鼠支原体 (M. muris) 和希尔氏支原体 (M. collis)。
其中肺支原体(M. pulmonis)最为常见,通常定植于小鼠、大鼠的呼吸道、泌尿生殖道、消化道黏膜表面,感染大多数情况下是慢性的,没有症状或症状很轻微,但偶尔也会导致动物出现呼吸道支原体病、化脓性鼻炎、中耳炎、慢性肺炎等。
此外,仓鼠、豚鼠和家兔中也可分离到肺支原体。肺支原体感染还可导致动物对其他病原体对易感性增加,感染严重程度增加等。
肺支原体主要通过呼吸道和生殖道传播,大鼠的胎儿也可在子宫内感染。
需要注意的是,尽管肺支原体和感染人的肺炎支原体(M. pneumoniae)只有一字之差,但它们不是同一种,肺支原体不会感染人。
关节炎支原体(M. arthritidis)可自然感染大鼠和小鼠,其毒力似乎较低,感染的动物只有极少数会表现临床症状并发展为多发性关节炎。
早期的典型病变是关节充血、水肿,最常发生感染的是跗关节和腕关节,患病动物可出现跛行和行走困难。
病原不仅可从感染动物的关节处分离到,也可从中耳、咽部、生殖器、消化道、哈氏腺、结膜等处分离到。肺支原体和关节炎支原体都可污染供移植的肿瘤。
溶神经支原体(M. neurolytium)在小鼠中很少自然流行,其对青霉素敏感,可产生外毒素。
在静脉内接种溶神经支原体的外毒素后,1小时内就会出现临床体征,头部痉挛性伸展过度,举起一前肢,随后沿躯体长轴发生间歇性旋转, 所以又叫“转圈病”。在旋转1 -2 小时之后,变得昏迷不醒,通常在4 小时内死亡。
溶神经支原体外毒素可通过血管系统破坏血脑屏障,固定在神经胶质细胞受体上。被感染动物如果急性死亡,病变通常不显著,但如果感染后存活8小时以上,会出现星形细胞内液体聚集,发生海绵状变性,20小时后神经组织会呈现空泡化。因此,可通过特征性临床表现如星形细胞肿胀或检测到病原作出诊断。
鼠支原体(M. muris)和希尔氏支原体(M. collis)较少见,尚不清楚前者与哪种疾病相关,后者可导致动物结膜炎。
培养法
由于支原体基因组较小,合成代谢能力十分有限,营养物质需要依靠外界获得,因此在体外培养时除了基础营养物质外还要加入10-20%人或动物血清以提供所需的胆固醇。
可以用缓冲盐溶液或液体培养基冲洗气管、咽喉和鼻道后取样培养,如果发生生殖道、中耳或其他部位的感染也可用相应感染病灶的样本进行培养。
在条件适宜的情况下,可形成典型的“荷包蛋”样菌落。
但培养法的敏感性较低,特别是感染菌量少的样本,更不容易通过培养法检出,而且由于培养过程耗时长、成本高,因此实际应用较少。
血清学实验
ELISA和 IFA方法都是常用的支原体抗体检测方法,特别是ELISA方法,由于其检测通量高,敏感性和特异性相对较好,是最常用的方法。
但漏检的情况也时有发生,有文献报道,子宫感染肺支原体的动物ELISA检测结果为阴性;2-4月龄的小鼠也有ELISA漏检的情况发生。
此外,还应评估和考虑与同宿主其他支原体的交叉反应,例如,肺支原体抗原可与关节炎支原体及鼠支原体都可发生交叉反应。
核酸检测
PCR方法目前也普遍应用于支原体的检测,且可以很好的对不同种类支原体进行分型鉴定。
但需要注意的是,在使用PCR方法检测时应该谨慎地评估和验证所选择的引物,避免出现非特异性检出。
任何传染性疾病都应坚守防重于治的原则,对采购的动物和已经在设施内饲养的动物应制定有效的监测计划,定期检测,及时发现潜在的感染。如果发现阳性动物则应及时采取隔离措施,避免感染范围的进一步扩大。
另外,细胞系、肿瘤组织中的支原体污染率较高,因此应谨慎检测每一批进入动物设施的生物制品。
对于啮齿类实验动物,剖腹产能消除感染,但必须对胎膜和子代进行检测确认没有发生子宫内感染。
参考文献
[1]闰艳丽, 李学志, 李阳. 常见动物源致病性支原体概述[J]. 现代畜牧兽医, 2012, 000(007):77-80.
[2] Masoumalinejad Z , Zinatizadeh M R , Tahmasebiabdar N . A Review of Mycoplasma in Laboratory Mice[J]. 2018.
[3] Schoeb T R , Mcconnell E E . Commentary: further comments on Mycoplasma pulmonis and lymphoma in bioassays of rats.[J]. Veterinary Pathology, 2011, 48(2):420-426.
[4] Cahill J F , Cole B C , Wiley B B , et al. Role of Biological Mimicry in the Pathogenesis of Rat Arthritis Induced by Mycoplasma arthritidis[J]. Infection & Immunity, 1971, 3(1):24-35.