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鲍曼不动杆菌动物模型进展论文

发布时间:2020-06-09 11:50:32 文章来源:SCI论文网 我要评论














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摘要:鲍曼不动杆菌是一种医院常见的条件致病菌,主要见于重症监护病房或免疫力低下的患者,感染后表现出高致病性及高死亡率。目前国内外对于鲍曼不动杆菌的研究主要致力于耐药性、致病分子机制、对宿主的免疫应答反应及疫苗的制备。近年来已通过多种方法成功建立鲍曼不动杆菌动物感染模型,以更进一步认识了鲍曼不动杆菌的生物学特性。本文参考相关文献,对鲍曼不动杆菌动物模型进行分类综述,为今后构建鲍曼不动杆菌动物模型提供新思路。

关键词:鲍曼不动杆菌;动物模型;综述

本文引用格式:柴媛,朝鲁门其其格,王俊瑞.鲍曼不动杆菌动物模型进展[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(63):61-62.

0引言

鲍曼不动杆菌是一种需氧、非乳糖发酵的革兰阴性杆菌,具有极高的生存力,在医院中广泛存在。可以引起呼吸系统、泌尿系统、血源性、皮肤和伤口等全身多系统感染[1]。世界卫生组织(WHO)在2017年发布的12种主要耐药性细菌排名显示,鲍曼不动杆菌赫然排在级别1-严重耐药性的第一名。以往研究表明,感染鲍曼不动杆菌的菌血症患者的粗死亡率可高达30-76%[2],由于鲍曼不动杆菌已成为对大多数抗生素不敏感的“超级细菌”,所以临床上迫切需要发展针对鲍曼不动杆菌感染的新疗法和其他干预方法。目前国内外学者都致力于研究其耐药性、致病机制及免疫应答。因此构建鲍曼不动杆菌动物模型是描述入侵病原体和宿主间反应的必要手段,为其临床研究提供坚实基础。

1实验动物的种属

1.1小鼠


最常用的是无特定病原体动物(SPF级)BALB/C或C57BL/6小鼠,近交系,雄性或雌性,4-8周龄,体重14-32g。还有少数选用CBA/J小鼠,5周,16-22g。均给予标准饮食,实验前3d开始适应实验室环境。

1.2大鼠

最常用的是清洁健康型sprugue dawley(SD)大鼠,雌性或雄性,体重约140-250g,均给予标准饲养,合理喂水。

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1.3家兔

最常用新西兰白兔,体重2.5-3kg,可以自由获取食物和水。

2鲍曼不动杆菌动物感染模型

2.1肺炎感染模型


鲍曼不动杆菌是主要的医院条件致病细菌,引起呼吸机相关性肺炎,但通常很难区分是来自上呼吸道还是真正的肺炎。目前对于鲍曼不动杆菌的治疗面临诸多困难,建立合理的感染模型可以为临床提供更多的实验基础。鲍曼不动杆菌感染的肺炎模型通常是通过大鼠和小鼠建立,由于其成本低、操作简便被国内外研究人员广泛运用。

2.1.1鲍曼不动杆菌肺炎模型制备方法

通常大鼠的菌液浓度为1×1011~1.2×1012cfu/L,菌量保持在0.1~0.2mL。小鼠的菌液浓度为1×106~1×109cfu/L,菌量为10~100L。目前常用的制备方法分别是鼻内接种、微量气管注射、气管插管及超声雾化。鼻内接种是直接用注射器将50L鲍曼不动杆菌的菌液滴入麻醉后小鼠的鼻腔,接种后将小鼠竖立10分钟,以确保接种物由于重力而顺利进入肺部[3]。微量气管注射是将麻醉后的小鼠颈部切开4~7mm切口,钝性分离暴露气管后用微量注射器将50L的菌液注入气管内,注射后立即将小鼠垂直悬吊10分钟,之后将创口逐层缝合,继续正常喂养[4]。气管插管是将麻醉的小鼠固定于啮齿动物台上,牵拉小鼠舌头,并通过耳窥镜将导管插入小鼠气管,注入10L菌液后吹打3次确定菌液进入小鼠,最后将小鼠分笼饲养[5]。超声雾化是将麻醉后的小鼠置于密闭的塑料容器中,将菌液置于超声雾化器中,以2mL/min的速度开启雾化器,雾化30min后分笼正常喂养[4,6]。

2.1.2鲍曼不动杆菌肺部感染模型的测定方法

目前对于肺感染模型的判定主要是肺组织病理学及细菌学。肺组织的病理学肉眼改变可见肺组织颜色变深红色或暗红色,弹性变差,表现为严重的充血、出血和水肿。显微镜下,肺泡结构明显受损,正常肺泡结构较少,腔内可见炎性渗出物,肺泡隔增厚破裂、血管扩张出血。各级支气管周围可见大量炎性细胞,纤毛黏连、倒伏。当肺组织匀浆菌落数为>1×105cfu/g,并且存在相应的细菌性肺炎的表现时,可认为模型建立成功。

2.1.3各类肺炎模型制备方式的优缺点

目前,鼻内接种法多用于小鼠,但是可引起菌液的误吸,也可导致菌液进入消化道,故不能保证全部菌液进入肺组织,故其稳定性差。微量气管注射一般适用于大鼠,通过暴露气管可以准确掌握注入气管的菌液量,但对动物的有创伤害较大,要求实验人员熟练掌握动物解剖技能,操作不规范可能导致动物死亡。雾化吸入能够很好的模拟正常的感染途径,但雾化的设备较复杂,并且易引起病原菌在空气中传播,造成实验人员的污染[5,7-8]。

2.2脓毒症模型

脓毒症模型是通过腹膜内注射鲍曼不动杆菌感染的动物建立的全身感染模型,大鼠的菌液浓度通常为1×107~1×109cfu/L,菌量通常保持在0.1~0.2mL。小鼠的菌液浓度通常为1×107~1×108cfu/L,菌量通常为100~500L[8-9]。利用分光光度计将准备注射的菌液调整到0.4 Mac,再将菌液在PBS中分别按10-1~10-7进行梯度稀释,最后将500uL细菌培养液通过腹腔注射到小鼠体内,形成细菌感染和全身炎症反应,最终导致脓毒症表现[10]。在腹腔接种后,细菌快速扩散到远处的器官(脾、肾和肺),感染后1小时,这些组织中的细菌负荷约为组织的1×105 CFU/mL。感染后,血清炎症细胞因子(TNF-α、IL-6)水平升高。进而,细菌在远处的器官中继续繁殖,直到在18~48小时内出现死亡,这取决于用于感染的菌株和细菌的数量。在脓毒症模型中,不同的鲍曼不动杆菌的半数致死剂量存在显著差异(检测菌株差异高达80倍),说明该模型可以用来表征不同菌株的毒力[8,11-12]。由于脓毒症模型使用小剂量的细菌感染可导致小鼠死亡,因此便于评估疫苗的有效性。但就临床而言,感染通常为进展性,故脓毒症模型不能很好地模拟临床疾病。

2.3皮肤、软组织感染模型

常用的是Balb/c小鼠,雌性,14-20g,6-10周龄,在感染前第4天首先给予环磷酰胺150mg/kg,在感染前1天给予环磷酰胺100mg/kg将小鼠进行免疫抑制。实验当天给予小鼠麻醉后,用电动剃须刀将被毛从颈部剪到腰背部中部,用碘伏擦洗皮肤,然后用乙醇冲洗。使用6.0毫米的一次性皮肤活检穿孔机在胸椎柱和邻近的肌肉组织上创建一个全层皮肤缺损。用镊子取出圆形皮肤,用虹膜剪切开上皮下结缔组织,将50L的5×104 CFU/mL的菌液接种于小鼠皮肤内,并保留吸收3分钟,之后给予小鼠正常摄食及喂水,观察小鼠体况[8,13]。

2.4骨髓炎模型

使用小鼠建立骨髓炎模型,以研究鲍曼不动杆菌引起的骨髓炎的病理变化以和治疗。建立骨髓炎模型较困难,研究者使用小鼠建立鲍曼不动杆菌的骨髓炎模型,给予小鼠戊巴比妥钠麻醉,给小鼠的小腿剃毛乙醇消毒。将浸泡过菌液的钢针插入小鼠胫骨干骺端,并用周围皮肤覆盖以防钢针暴露在环境中。通过整体观察、病理组织学检查、影像学检查评估模型,成功构建骨髓炎模型。该建模方法操作简单、成功率高、动物死亡率低[8、14-17]。

2.5脑膜炎模型

最近报道了建立兔鲍曼不动杆菌脑膜炎模型。在该模型中,麻醉兔被固定在立体定向框架内,接种剂被注入到脑脊液内。12h后通过胸骨穿刺采集标本,定量检测脑脊液中细菌载量、乳酸脱氢酶浓度、白细胞计数。此外,通过测定脱水后的脑重量来量化脑水肿。该模型中兔子的体型较大,可以重复采集脑脊液样本,以监测单个动物脑膜炎的演变[8]。

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2.6心内膜炎模型

在本模型中,为了确定感染,新西兰兔在接种前4天将心内导管插入左心室。之后通过将含有鲍曼不动杆菌的细菌悬液注射到耳静脉。与对照组相比,接种细菌的家兔24h后均发生感染,并从所有感染动物的瓣膜中分离出鲍曼不动杆菌。用于通过定量血液培养及瓣膜细菌负荷和瓣膜无菌率评估抗生素的疗效[8]。

3展望

目前,多重耐药及泛耐药鲍曼不动杆菌的出现给临床治疗带来很大困难。因此,动物模型在研究细菌致病性、免疫性及评估新疫苗和抗微生物药物方面发挥重要作用。近年来,成功建立了鲍曼不动杆菌的有肺感染模型(大鼠、小鼠)、烧伤及软组织感染模型(大鼠、小鼠)、脓毒血症模型(大鼠、小鼠)、脑膜炎及心内膜炎模型(兔子)、骨髓炎模型(大鼠、小鼠)。建立鲍曼不动杆菌动物模型可以更好地模拟人体感染的过程,但也有部分局限性。因此,我们应该根据不同的实验目的选择适合我们实验的动物,或者根据原始动物模型进行适当的优化改进,以利于更好地模拟人体条件。

参考文献

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