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 来源:实验动物那些事儿 日期:2026.08.18 

你的NSG小鼠还在莫名腹泻吗?当心 “潜伏者”

在面对重度免疫缺陷小鼠时,最让兽医和饲养员头疼的,常常是一摊稀软甚至带血的粪便。当“腹泻”成为某个品系(尤其是NSG、NOD-scid等重度免疫缺陷小鼠)的“流行病”时,它背后藏着的可能不是一个“凶手”,而是一群厌氧的“潜伏者”——梭菌。

近年,国际顶级机构从宾夕法尼亚大学到斯坦福大学接连报道了多起发生在重度免疫缺陷小鼠中的肠炎疫情。这些案例不约而同地将矛头指向了肠道微生态的崩溃和梭菌属细菌。

今天,我们就从这些“血泪教训”出发,深扒一下让实验人员心惊胆战的肠道梭菌。

• 2015年,宾夕法尼亚大学报道一起 NSG 小鼠腹泻疫情,疾病特征为高发病率、低死亡率,超过 75% 的动物发病。鉴于疫情持续传播、严重干扰科研开展,该设施淘汰实验区内全部约2000只NSG小鼠。后续粪便宏基因组测序提示肠道菌群失调是核心诱因。

• 2020年,美国癌症中心联合威尔康奈尔医学院报道两起艰难拟梭菌诱发的盲结肠炎疫情:第一起发生于阿莫西林给药后的 NSG 及其衍生品系,182 只小鼠出现典型临床症状;抗生素破坏肠道定植抗性,菌群竞争关系减弱、利于致病菌增殖的代谢产物蓄积,最终造成菌群失衡,诱发艰难拟梭菌大量增殖。第二起暴发于同一设施未使用任何药物干预的 NOD-scid 繁育种群。两起疫情均分离到了艰难拟梭菌,并在肠内容物或粪便检出毒素 A、毒素 B。

• 2022年,美国国家环境健康科学研究所(NIEHS)报道在实验动物天然原料饲料中检出产气荚膜梭菌。该实验室曾发生产气荚膜梭菌所致小鼠自发性肠炎;溯源发现,饲料分离菌株大多为 A 型,另有 2 株携带 β 毒素。该研究证实,未灭菌天然原料饲料可携带产气荚膜梭菌,能够成为小鼠自发性肠炎潜在传染源。

• 2023年,斯坦福大学报道 NSG 及其衍生小鼠小肠结肠炎疫情。设施对剩余动物全部清群并开展系统性环境消杀,重新引种后统一饲喂高压灭菌饲料,此后未再发生发病与死亡。经分析可能是更换饲料导致肠道稳态失调,从而引发梭菌过度生长,继发小肠结肠炎。值得注意的是,同房间、相同饲养条件下,接触污染垫料与患病小鼠粪便的免疫健全ICR哨兵小鼠,在整个动物疫情期间均保持临床健康状态。这些结果表明,NSG及其相关品系的小鼠可能对肠道微生态紊乱表现出很高的敏感性。

以上病例共同证实:NOD-scid小鼠及其衍生小鼠腹泻暴发很少由单一病原体造成,多为肠道菌群稳态失衡、多种菌群微生物协同作用引发。相较于免疫健全小鼠,各类免疫缺陷小鼠对梭菌属细菌易感度显然更高。

01、小鼠常见的肠道梭菌

梭菌为厌氧、产芽孢革兰氏阳性杆菌,广泛存在于垫料、粪便与动物肠道;菌群平衡时不致病。长期抗生素使用、饲养应激、免疫缺陷、断奶刺激、高密度饲养等条件下,梭菌过度增殖并释放毒素,诱发坏死性肠炎,严重时动物急性猝死。引起小鼠肠炎的梭菌主要分为4种。

1. 艰难梭菌 Clostridioides difficile(CDI,伪膜性盲结肠炎)艰难梭菌是一种肠道病原体,可在特定条件下造成人类和动物发病,该菌在小鼠中自然发病的情况较为罕见,但长期使用抗生素后的重度免疫缺陷小鼠很容易暴发(克林霉素、头孢西丁等广谱抗生素是最主要诱因)。

艰难梭菌的致病因子主要是TcdA 肠毒素、TcdB 细胞毒素,部分菌株还产生二元毒素CdtA和CdtB,破坏肠上皮紧密连接。患病小鼠通常表现为肛周污粪、稀软便、渐进减重、产仔母鼠泌乳下降等。

解剖可见盲肠、结肠高度水肿,肠壁增厚,弥漫充血出血;可见“火山口样”黏膜糜烂与伪膜,组织学表现为中性粒细胞性盲肠结肠炎。

2. 兔梭菌 Clostridium cuniculi(免疫缺陷小鼠腹泻)兔梭菌是一种产毒型厌氧梭菌,亲缘贴近产气荚膜梭菌和肉毒梭菌,自带多种细胞毒素。自然感染发病主要见于 NSG、NOD-scid 等重度免疫缺陷小鼠。

以高发病率、低死亡率(仅泌乳高峰期母鼠可出现重症死亡)、慢性迁延水样腹泻为发病特点。患病 NSG 小鼠症状温和,水样软便、体重下降幅度小、整体死亡率低。解剖可见肠胀气、肠黏膜坏死、部分肠段呈暗红色至灰黑色、溃疡性肠炎。环境交叉污染、饲养扰动、繁育泌乳生理应激是主要诱因。

3. 产气荚膜梭菌 Clostridium perfringens(A 型为主,急性出血性肠炎)

产气荚膜梭菌可诱发哺乳高峰期ICR母鼠坏死性肠炎,该菌产生的α、β肠毒素可致肠壁液化,重症引发休克死亡。

濒死或死亡的小鼠均可见脱水、眼球凹陷;透过腹壁可见腹腔脏器发黑,尾部血管扩张、颜色加深,部分动物肢端色素沉着;泌乳母鼠乳腺充血发红或呈暗紫色。

剖检可见胃肠道充满气体并呈现“水样”外观,小肠至大肠存在恶臭红棕色至绿色内容物,肠壁菲薄,多脏器淤血肿大。

除了小鼠,兔、豚鼠、SPF 鸡、羊也是易感动物。

4. 泰泽菌 Clostridium piliforme(泰泽氏病,全身性梭菌病)

泰泽菌为严格胞内寄生、产芽孢丝状厌氧菌,革兰染色多变,无法在普通无细胞厌氧培养基上分离培养。

断奶幼鼠、兔、豚鼠、仓鼠高度易感;NSG、NOD-scid、荷瘤、放疗等免疫抑制小鼠很容易暴发。免疫健全小鼠多呈隐性亚临床感染,持续排菌;遭遇应激或免疫抑制后转为显性发病。

发病动物被毛蓬乱、弓背、食欲不振、水样腹泻、肛周污秽、脱水死亡,幼鼠常无先兆批量猝死。

剖检可见回盲结肠局灶溃疡、黏膜坏死、出血性肠炎;肝脏肿大瘀血,散在针尖大小灰白色坏死灶;重症病例可伴心肌白色坏死斑点。

02、对研究的影响

梭菌(艰难梭菌、产气荚膜梭菌、泰泽菌、兔梭菌等)在 NSG、NOD-scid 等免疫缺陷小鼠群体很容易暴发,梭菌感染不单单是动物福利问题,更会破坏动物模型稳定性,造成实验数据失真、项目延期,主要影响如下:

• 肠道炎症改变细胞因子、免疫细胞基线,免疫、炎症模型数据完全失真;

• 艰难梭菌、泰泽菌可造成肝、肠脏器损伤,毒理、肿瘤、代谢实验终点指标偏移,难以区分病变是造模 / 药物效应还是感染继发损伤;

• 持续腹泻导致体重波动、产仔率下降、动物淘汰率升高,造模失败的风险增加;

• 梭菌芽孢抵抗力很强,持续污染环境,跨笼、跨批次交叉感染,造成实验重复性差。

容易被忽视的关键点:

• 不一定出现大规模腹泻猝死,很多是亚临床、轻度发病,仅表现生长迟缓、组内数据离散度变大,常被误认为个体差异;

• 抗生素使用、更换饲料、饲养应激等常规实验操作,均可能成为梭菌暴发诱因;

• 免疫健全小鼠大多不表现临床症状,但可携带、排出梭菌芽孢,成为设施内持续隐匿传染源。

03、防控与治疗

梭菌常见的发病诱因包括:长期/反复使用广谱抗生素导致的菌群紊乱;放疗/荷瘤;幼龄、孕哺期造成的免疫力低下;更换饲料、频繁换笼、垫料潮湿等饲养应激;笼具交叉污染;消杀方案不当无法杀灭芽孢等。因此,防控也从这几点入手:

1、严格管控抗生素:非必要不使用克林霉素、头孢菌素、林可酰胺类抗生素;发病个体治疗可以用万古霉素、四环素饮水饲喂,给药后同步补充益生菌,但无法系统性清除芽孢,治疗仅缓解临床症状,停药很容易复发,大规模群体暴发不建议治疗,易形成长期带菌种群,优先考虑胚胎移植/剖宫产净化种群。

2、分群饲养:免疫缺陷鼠、断奶幼鼠单独隔离饲养,降低交叉接触。

3、日粮管控:合理调控日粮粗蛋白水平,减少高糖高脂配方,哺乳期母鼠可适当增加营养补给,降低发病与死亡风险;定期更换新鲜垫料,保持干燥。

4、消毒规范:芽孢污染区域使用1:100 次氯酸钠或过氧乙酸消毒笼具;系统性杀灭芽孢依靠 160℃干热 2h 或 121℃高压蒸汽灭菌;酒精、季铵盐类消毒剂无法灭活梭菌芽孢。

总结

面对梭菌,我们既要警惕其作为条件致病菌的隐匿性(平时隐于肠道,一旦有机会就致病),也要正视其作为环境污染物的顽固,芽孢消杀不系统,则很容易卷土重来。从抗生素的谨慎使用,到饲料的灭菌管控,再到笼具的规范消毒,每一环都是对实验人员耐心与专业的双重考验。

或许您所在的设施此刻风平浪静,但历史疫情反复提醒我们:重度免疫缺陷小鼠的肠道稳态,比我们想象的更脆弱;而梭菌的威胁,也比我们感知的更近。 唯有将监测常态化、防控精细化,才能让那些承载着科研希望的小鼠,远离腹泻困扰,也让我们的实验数据,经得起时间的推敲。