悉生生物

如果將細菌如大腸桿菌，或其他生物如痢疾變形蟲，引入無菌小鼠體內，使小鼠和體內的大腸桿菌或痢疾變形蟲共同生活，此時小鼠和大腸桿菌或和痢疾變形蟲之間的關係，無論是互利的或有害的，均形成一種悉生態，而小鼠、大腸桿菌和痢疾變形蟲也均屬悉生生物，即除這三種生物外，再無可檢出的其他生物參加這一悉生態。

高等動物體內，包括人體內，總棲息一些細菌和其他微生物。這些微生物羣和寄主的關係以及它們彼此的關係十分錯綜複雜。用這樣的動物做生物學研究（例如研究動物的消化機能）不能排除存在於動物體內微生物羣的干擾，因而所得結論只能是有條件的。只有使用悉生動物實驗，才能得到準確結論。

例如，枯草桿菌對普通的雞無致病性，但對無菌的雞則能引起心臟損傷，甚至死亡；痢疾變形蟲能引起普通豚鼠阿米巴痢疾，但對無菌豚鼠卻無致病性；將痢疾變形蟲和枯草桿菌或產氣莢膜桿菌同時輸給無菌豚鼠就可引起豚鼠發病。由此可見，痢疾變形蟲對豚鼠本無致病性，只有在某些其他微生物作用下才有致病性。動物體內的共棲生物對動物的代謝、生長髮育起什麼作用？寄主和它們如何維持平衡以達到共存的關係？這些都是需要利用悉生生物學的手段育成無菌動物，再利用無菌動物製造悉生態來進行研究的。 ^[1] 

悉生生物研究最多的是無菌生物。細菌、藻類和原生動物等的單種純淨培養都是無菌生物。培育無菌的高等植物和各種多細胞動物的研究也都在進行並取得成果。無菌脊椎動物在悉生生物研究中佔據重要的地位。

1899年，肖特利烏斯培育了無菌雞，但僅活了17天，失敗的原因是飼料營養不足。1912年，科恩迪經一再改進飼料，終於培養成功無菌雞；1932年，格利姆斯泰特培養無菌豚鼠獲得成功。隨着無菌操作和飼養技術的日趨完善，二十世紀40年代，前後培育成功無菌的猴、大鼠，家兔、小鼠和狗；60年代獲得無菌豬、羊和牛；1971年培育成功無菌馬。

飼養無菌動物的環境必須是絕對沒有微生物以及其他可能感染動物的生物。根據這個要求，美國賴尼瑟在1943年用金屬材料製成能耐受高壓蒸氣滅菌的隔離器，隔離器上有玻璃觀察窗和操作橡皮手套，他用這種隔離器飼養出了無菌雞。1946年日本宮川為隔離器增設遙控的精密的機械手。1959年特雷克斯勒使用無毒塑料薄膜製成無菌隔離器的主體部分。這種隔離器製造工藝較為簡單，易於觀察操作，造價僅為金屬製的幾十分之一，滅菌簡便。

輸入無菌隔離器的空氣要經過0.3微米的濾除率達99.97%以上的高效濾過器，排氣口亦同樣裝有高效濾過器，以免空氣逆流時帶入細菌。飼料、飲水和墊料都要經過真空高壓或鈷60照射滅菌後輸入器內。

培育無菌卵生動物，如禽類，要從微生物傳染病最少的健康動物羣中，選擇未被糞便污染的受過精的蛋，並將蛋的表面徹底滅菌後送入無菌隔離器內孵化育雛。

培育胎生動物如哺乳類，要用無菌的剖腹產手術，將已成熟的胎兒從無菌的子宮內取出，通過滅菌液浸泡槽輸入無菌隔離器內，用人工配製的初乳飼餵。人工乳的營養成份和飼餵技術，是無菌動物飼養成功的關鍵。離乳後餵給滅菌的飼料和飲水。對無菌動物要定期檢查，以確保無菌狀態。一般每兩週檢查一次，發現污染立即淘汰。

無菌脊椎動物雖然不帶各種細菌，但不能排除極少數能通過母體胎盤垂直感染胎兒的微生物，如病毒和弓形蟲等。

悉生生物因為無微生物的刺激，其淋巴系統發育不全，體液和細胞防禦系統不如常態動物；淋巴漿細胞少，脾較小，白細胞缺乏和吞噬反應差，血清內殺菌活性差，球蛋白含量低，很少含有抗細菌的凝集素，因而無菌動物易於感染疾病。但是當無菌動物受了抗原刺激後即可具有與通常動物同樣的免疫效應。

無菌動物從未接觸微生物，當試以特異感染因子——致病菌等時，常可獲得一致的感受性，產生較純的特異的抗血清，有助於傳染病病因學研究。在實驗動物(小鼠、狗等)和家禽、家畜繁育、飼養中，為了控制傳染病，可應用無菌動物或餵給一種或多種非致病細菌的無菌動物(悉生動物)做為建羣的種子動物。

無菌動物的體內抗原少，由它提供的，無菌器官、組織、細胞是研究天然免疫性或免疫機理的良好模型。把一種或多種由動物體分離出的真菌、細菌、病毒等接種給無菌動物，即可探索它們與宿主之間共生、寄生、拮抗、變異等相互關係，並進行有關生理學、生物化學、細胞學、胚胎學、病理學以及臨牀治療、腫瘤、免疫、代謝、營養等方面研究。

悉生生物研究發展較快而廣。醫學研究需要無病毒和無抗原動物模型，以及悉生猿猴的培育；畜牧業發展悉生牛、馬、羊、豬以排除各種病原體；悉生植物已應用在生物固氨基因的重組，促使更多農作物帶有固氮苗，並對苗根和根際微生物以及農藥和殺蟲劑的無害化的研究。悉生生物亦應用在微生態的研究中，為防治人、畜和植物的生態病以求達到健康長壽和增產。 ^[2]