細胞培養污染是指培養環境中侵入了對細胞生存有害的成分和造成細胞變異的異物。體外細胞污染可分為3類: 物理性、化學性、生物性污染[1].其中生物性污染常見且造成的后果也較為嚴重,培養的細胞一旦遭到微生物污染,將具有不可逆轉性,輕則污染細胞廢棄,重則連帶污染培養箱內的其他細胞,甚至整個實驗室的環境,給科研工作帶來嚴重的損失和威脅。以下對細胞培養過程中常見的微生物污染及防控作以介紹。
1 細菌污染
細菌污染特點為污染速度快,易被發現。細菌污染后,培養基1 ~ 2 d就會變渾濁,對細胞生長影響明顯[2],p H值改變[3].常見細菌種類為大腸桿菌、枯草桿菌、假單胞菌等( 革蘭陰性菌) 葡萄球菌等( 革蘭陽性菌)[4-5],其中革蘭陽性菌較為多見[6],利用此特點可指導抗生素的應用。污染主要來源實驗室環境、實驗人員( 實驗服)、實驗用具等[4].污染后的鏡下特點為: 胞漿出現大量顆粒,細胞變圓或崩潰,從壁上脫落,污染較輕時可見小菌體在細胞間運動[5].
疑細菌污染后,可取少量培養液涂片染色檢查以證實細菌種類; 有的培養液改變不明顯而又疑有污染,可取出少量培養液用普通肉湯接種或用未加雙抗藥物 的 培 養 液 接 種,也 可 取10 m L細 胞 懸 液 以100 rpm離心5 min,沉淀中加入無抗生素的培養液2 m L,置于37 ℃培養,24 h可得結果。確定污染后,若想進行挽救可在細菌污染培養液中添加雙抗( 青鏈霉素)、西司他丁鈉+亞胺培南消除細菌污染[4,7].
2 霉菌污染
霉菌污染特點為短期內不會引起培養液的渾濁,可在培養液中形成白色或黃色漂浮物。污染的主要來源為實驗人員( 實驗服)[5].污染后的鏡下特點為: 低倍鏡下可見乳白色的團狀漂浮物,培養液無變化; 高倍鏡下可見明顯的菌絲,細胞活力變差,生長速度明顯變慢,甚至死亡[8].
疑有霉菌污染的細胞可離心后經PAS染色進行霉菌鏡檢,同時進行霉菌培養以確定污染及鑒定霉菌種類[9].霉菌污染初期,在培養液中可見漂浮的菌絲,這時將污染的細胞培養液慢慢吸出,用Hanks液清洗細胞及瓶壁2 ~ 3次,加入含有以下抗生素的培養液,即青霉素100單位/m L,鏈霉素100單位/m L,兩性霉素10 mg /L,24 h后觀察換液,若仍有菌絲可重復上述步驟進行處理,2 ~ 3次后就基本得到控制[8].但經此種方式處理后對細胞的生長影響也較大。另有報道低速離心法可清除霉菌污染,方式簡單對細胞影響小[9].但建議一般出現霉菌污染,如果不是非常珍貴的細胞一般都是扔掉,而且連相關的容器都要做嚴格的處理。
3 支原體污染
支原體污染的特點為短期無變化,具有隱蔽性。它們可以與細胞長期共存,培養基一般不發生渾濁,細胞無明顯變化,外觀上給人以正常的感覺。如果繼續使用這種已被支原體污染而貌似正常的細胞做試驗或生產,將會嚴重影響結果[1].污染的主要來源為血清[4].污染后鏡下特點: 在光鏡下??梢姷郊毎思鞍麧{內出現大小不等的顆?;蚩张輀10].
目前實驗室檢查支原體污染的金標準為DNA熒光染色法結合直接培養法[11],主要輔助檢測方法有PCR法、顯 微鏡法等[12-16],其他方法有滾環擴增技術[17]、瓜氨酸測定法[18]、免疫熒光抗體法、放射自顯影法[19]等。相對于其他污染的檢測,支原體污染的檢測方法雖多,但在價格及特異性方面差異很大,應根據實驗需要及實驗條件進行選擇。支原體的清除一般不宜用抗生素,因其對抗生素不敏感,主要的清除方法有抗血清處理法、高溫處理法、小鼠腹腔巨噬細胞清除法、選擇性殺滅哺乳動物類細胞培養物中支原體的方法,其中小鼠腹腔巨噬細胞清除法效果較好,方法是將支原體污染的細胞注射到小鼠腹腔。經24 h或48 h后,將小鼠腹水抽出( 腹水已含注入的細胞) ,經離心后收集細胞于培養瓶內培養[19].因在日常細胞培養過程中支原體的污染常被忽視,為了避免損失可 定 期 對 實 驗 室 中 的 培 養 物 進 行 支 原 體 檢測[20].