眾所周知，實驗動物微生物質量控製是（shì）確保研究（jiū）數據準確有效的基礎。經過（guò）一個多世（shì）紀的發展，科學（xué）家們很少再為人獸共患病（bìng）、引（yǐn）發實驗動物大量異常死亡的感染或其它健康問題而憂慮。許多（duō）實驗動物群體中甚（shèn）至不攜帶大（dà）多數條件致病菌，以確保研究所用實驗動物的微生物狀態不會成為混淆研究結果的因素。以科研中使（shǐ）用最多的實驗（yàn）動物-小鼠（shǔ）為例，這在很大程度上得益於實驗小鼠供應商和使用單位都采用了屏障係統加獨立通風籠具構成的隔離飼養體係和嚴格的（de）消毒滅菌措施來控製動物群體的整體健康狀況。然而，也正是這種做法，塑造了動物腸道菌（jun1）群的（de）有限多樣性（xìng）以及在不同的動物設施之（zhī）間動物腸道菌群種類和數量的巨大差異，而這種差（chà）異在（zài）多個維（wéi）度上影響了（le）動物實驗的可重複性。

隨著16s rRNA測序分析、宏基（jī）因組測序分析等技術的應用（yòng），越來越多的研究證明常見的共生菌會對（duì）動物模型產生顯（xiǎn）著影響（xiǎng），不同動物群體間的嚴格隔（gé）離措施也導致它（tā）們的微生物組成（chéng）的顯著差異，也（yě）進（jìn）一步影響研究的可重複性。一些（xiē）廣泛存在於動物（wù）粘膜表麵的微生物在（zài）特定（dìng）的模（mó）型中被（bèi）認為具有致病性或會加劇某些疾病（bìng）的表型。例如（rú），奇異變形（xíng）杆菌被（bèi）證明可以誘導小鼠多巴胺能神經元和運動功能的損傷，從（cóng）而對帕金森病模型的表型展示產（chǎn）生嚴重影響。類似的例（lì）子還有很多，其中被討論較多的共生菌對動物模型的影響（xiǎng）見下表：

以上所述都是單一的細菌對動物模型的影響，但實際（jì）上動物體內所有的微生物組成的整體（即微（wēi）生物組，Microbiome）和宿主的相互作用是十分複雜的。動物模型會受到體內所有微生物的影響，特別是消化道菌群。胃（wèi）腸道是種類繁多數量巨大的細菌、真菌、原生動物、古細菌、病毒的（de）主要定植地。這（zhè）些微生物與宿主（zhǔ）形成相（xiàng）互作用，進（jìn）而影響宿主的生理功能（néng），並因（yīn）此成了研究熱（rè）點。最近幾年（nián）使用分子生物學技術進行的（de）相關（guān）研（yán）究證明動物個體的微（wēi）生物組對其表型和疾病（bìng）發生及（jí）進（jìn）展有（yǒu）顯著影響。如白介素10基因（yīn）敲除小（xiǎo）鼠是最（zuì）常用的（de）結腸炎模（mó）型，但在不（bú）同實（shí）驗室，其結腸炎發展的嚴重程度不盡相同，腸道微生物的組成則是（shì）產生（shēng）這些差異的主要因（yīn）素。除此之（zhī）外，多篇報道還指出，化（huà）學誘導的結（jié）腸炎模型等多種其他小鼠結腸炎模型的疾病嚴（yán）重程（chéng）度也依賴腸道微生（shēng）物組成。除（chú）了胃腸道研究領域外，動（dòng）物的（de）微生（shēng）物（wù）組在（zài）神經係統中也發揮著（zhe）重要作用（yòng），不僅對焦慮和自閉症等模型（xíng）的表型產生影響，也會影響實驗誘導的（de）自身免疫（yì）性腦脊（jǐ）髓（suǐ）炎模型的表型。此（cǐ）外，微生物組還會影響腸（cháng）道腫瘤的發生（shēng）、糖尿病表型和（hé）肝髒疾病的嚴重程度等。

如果（guǒ）要消（xiāo）除（chú）由於微生物（wù）組差（chà）異導致的不（bú）良影響，一個可能的（de）解決方案是實現實驗（yàn）動（dòng）物的腸道菌群的標準化。其（qí）中最早的標準菌群是由Russel W. Schaedler首先（xiān）建立的（de），由五種微（wēi）生物組（zǔ）成的“Schaedler菌群（qún）”，後（hòu）由R.P. orcutt修改，產生了（le）現在常用的由8種微生物組成的“Altered Schaedler Flora”(ASF)菌群，詳見本號前文《SPF小鼠是如何起源的（de）》。然而這種人工構（gòu）建的最小微生物群落並不能模擬天（tiān）然微生物群落的複雜性。ASF定植的（de）小（xiǎo）鼠比常（cháng）規定植的動（dòng）物更類似於無菌（jun1）小鼠，這表明這種小（xiǎo）的菌群可（kě）能導致疾（jí）病表型的喪失。目前也有研究者在建立包括更多微生物的標準菌群，其中包括“Oligo Mouse Microbiota 12”(OMM12)。該菌群目前包含了小鼠（shǔ）腸道中（zhōng）12個主要細菌（jun1）種類，其創建者也在改進其組成，以提高其複雜性和（hé）多樣性。此外，使用同窩動（dòng）物或將動物共同飼養至少四周（zhōu）也可以提高不同（tóng）組別動物（wù）的微生物組相似性，其中後者被認為（wéi）是更簡單且有效的措施。

由於SPF小鼠的（de）微生物組多（duō）樣性缺失，對動物（wù）免疫功能產生了巨大（dà）影響（xiǎng），其中已經證實SPF小（xiǎo）鼠缺乏（fá）某些（xiē）記憶T細（xì）胞。有研究者發現野生小鼠和寵物鼠則具有更多樣化的菌群，其T細胞（bāo）譜係也更類似成年人類。這些小鼠的細胞免疫係統也處於更活（huó）躍的狀態，進而提高了宿主（zhǔ）的適應性和抗病能力。而實驗小鼠在和這些動物（wù）共同飼養後也能提高微生物組的多樣性（xìng），並可被誘導出和野生小鼠相似的免疫細胞譜係。盡管（guǎn）這（zhè）種嚐試看起（qǐ）來比較極端（duān），也會麵臨潛在的致病性（xìng）病原體的威脅，但不可否認這為提高實驗結果可靠性和可重複性提（tí）供（gòng）了可能的思路，也為我們更好地理解微生物組對（duì）動物模型的影響提供（gòng）了依據。

由於目前全球範圍（wéi）內的動物設施都僅針對特定的病原（yuán）體設（shè）置檢測列表，而絕大多數科研人員顯然缺乏對所用動物微生物組成的了解。因此，將微生物組監測納入常規健康監測程序（xù）可以幫助（zhù）研究者們獲得更多信息，並為（wéi）應對更多動物健康和模型表型方麵的挑戰（zhàn）提供依據。但要實現這一目標需要更長期的探索，目前對微生物組的分析盡管已經有許多技術手段，但是依然存在（zài）諸多挑戰，尤其是在數據分析方（fāng）麵。現階段更多是在特定（dìng）的研究中將微生物組成的差異或（huò）某種（些）特定細菌的豐度作為變量來考（kǎo）慮，並在此（cǐ）基礎上探究它們對研究的影響。

正（zhèng）如一（yī）枚硬（yìng）幣的兩麵，我（wǒ）們在確定（dìng）微（wēi）生物質量控製的策略和製定動物微生物質量監測方案時需要同時考慮（lǜ）兩方麵的影響，一方麵需要做到保持標準化的實驗動物不攜帶人（rén）獸共患病、對（duì）動物健（jiàn）康（kāng）有影響（xiǎng）的病原體以及某些條件致病菌，另一方麵也要考慮動物微生物組對研究數（shù）據的可重複性、可靠性的影響。

參（cān）考文獻（xiàn）：

1.Buchheister S, Bleich A. Health Monitoring of Laboratory Rodent Colonies-Talking about (R)evolution. Animals (Basel). 2021 May 14;11(5):1410.

2.Hansen, A.K.;Nielsen, D.S.,Krych,L.;Hansen,C.H.F. Bacterial species to be considered in quality assurance of mice and rats.Lab.Anim,2019,53,281-291.

3.Shi,Y;Mu,L. An expanding stage for commensal microbes in host immune regulation. Cell Mol. Immunol,2017,14,339-348