劉鼎闊,董惠峰,寧未萌,劉闊,劉芳,李源,胡鵬程*
(1.鼎正新興生物技術(shù)(天津)有限公司,天津 300383;2.天津農(nóng)學(xué)院,天津 300393;3.天津市生物飼料添加劑企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300383;4.天津市飼用小分子蛋白工程中心,天津 300383)
蘇云金芽胞桿菌(Bacillus thuringiensis,Bt)在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段會(huì)產(chǎn)生外泌型的VIP 蛋白,進(jìn)入出芽生殖期后在芽孢內(nèi)會(huì)伴生一種特殊的伴孢晶體CRY 蛋白,這些蛋白均具有殺蟲效果,統(tǒng)稱BT 蛋白[1]。BT 蛋白的殺蟲機(jī)制已經(jīng)得到廣泛研究,基本途徑為蟲體的中腸上皮細(xì)胞存在特異位點(diǎn),可以在與BT 蛋白結(jié)合后引起膜穿孔,最終導(dǎo)致蟲體死亡[2-4]。該機(jī)制主要作用于鱗翅目昆蟲,因哺乳動(dòng)物的腸細(xì)胞表層不含BT 蛋白受體,所以人和家畜動(dòng)物對(duì)這種蛋白不敏感,因此BT 蛋白作為一種無害殺蟲劑在殺蟲領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[5-6]。但是BT 蛋白的毒理作用是否會(huì)因?yàn)槠湓隗w內(nèi)積累而引起哺乳動(dòng)物的病變目前尚無確定結(jié)論,所以本文旨在通過加大蘇云金芽孢桿菌濃度,選擇健康小鼠為靶動(dòng)物,了解BT 蛋白純化液對(duì)動(dòng)物的臨床表現(xiàn)、生理生化指標(biāo)的影響,為該產(chǎn)品在臨床上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
雌性健康小鼠40 只(實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證:SYXK(京)2020-0053),體重18 ~22 g;蘇云金發(fā)酵BT 蛋白純化液,鼎正新興生物技術(shù)(天津)有限公司;蛋白胨、酵母粉,天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司。
SHY-2A 恒溫水浴搖床,上海比郎儀器制造有限公司;H1850R 低溫離心機(jī),湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司;Countess 3 血球計(jì)數(shù)儀,賽默飛世爾科技公司;FDC NX500iVC 血生化儀,富士膠片醫(yī)療系統(tǒng)有限公司;HS-3315 組織切片機(jī),北京萊博瑞杰科技有限公司;ECLIPSE SI 顯微鏡,尼康精機(jī)(上海)有限公司。
1.2.1 試驗(yàn)動(dòng)物分組
將試驗(yàn)小鼠隨機(jī)分為4 組,每組10 只,分組情況見表1。
表1 試驗(yàn)動(dòng)物分組與處置
1.2.2觀察指標(biāo)
一般動(dòng)物安全性實(shí)驗(yàn)觀察周期在7 ~28 d,本實(shí)驗(yàn)考慮發(fā)酵制品儲(chǔ)存周期不宜過久,且儲(chǔ)存期越長(zhǎng),污染風(fēng)險(xiǎn)越高;另考慮BT 蛋白在胃腸環(huán)境極易吸收,7 d足以產(chǎn)生足夠的積累,所以確定第7 d 觀察相關(guān)指標(biāo)。
1.2.2.1臨床觀察
試驗(yàn)期間每日觀察受試動(dòng)物是否出現(xiàn)與藥物相關(guān)的不良反應(yīng),如呼吸與行為異常、精神抑制及排糞異常等情況。
1.2.2.2體重
對(duì)試驗(yàn)前及試驗(yàn)結(jié)束后受試小鼠稱量體重,做好記錄。
1.2.2.3血樣分析
(1)采血及處理方法。所有動(dòng)物分別在給藥前和給藥結(jié)束后采血,分兩管放置;其中1 管為帶抗凝劑的離心管,用于血常規(guī)分析;另一管不帶抗凝劑,血液樣品于室溫下靜置2 h,2 500 r/min 離心5 min,取上層血清,-20 ℃保存,用于血液生化指標(biāo)分析。
(2)血常規(guī)分析。取加抗凝劑管全血進(jìn)行白細(xì)胞計(jì)數(shù)(WBC)、白細(xì)胞分類[嗜中性粒細(xì)胞(NE)、淋巴細(xì)胞(LY)、單核細(xì)胞(MO)、嗜酸性粒細(xì)胞(EO)、嗜堿性粒細(xì)胞(BA)]、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)(RBC)、血紅蛋白(HGB)、紅細(xì)胞壓積(HCT)、血小板計(jì)數(shù)(PLT)等指標(biāo)分析。
(3)血液生化指標(biāo)分析。取血清進(jìn)行丙氨酸氨基轉(zhuǎn)換酶(ALT)、天門冬氨酸轉(zhuǎn)換酶(AST)、尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)、白蛋白(ALB)、總蛋白(TP)、總膽固醇(CHO)、甘油三酯(TG)等指標(biāo)分析。
1.2.2.4解剖學(xué)檢查
對(duì)靶動(dòng)物進(jìn)行大體解剖學(xué)檢查,對(duì)心、肝、脾、肺、腎等臟器有選擇地做病理學(xué)剖檢和病變組織觀察,了解該制劑臨床應(yīng)用的安全性。
數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差格式展示,采用SPSS 13.0中卡方檢驗(yàn)分析組間差異,P<0.05 和P<0.01 分別表示差異顯著和極顯著。
各組動(dòng)物給藥后的呼吸、行為、精神、排糞、食欲等均正常,未出現(xiàn)不良反應(yīng)。
給藥前和給藥后動(dòng)物體重結(jié)果見表2。結(jié)果表明,給藥前后各組小鼠的體重差異不顯著(P>0.05)。
表2 給藥前和給藥后小鼠體重變化(單位:g)
各組小鼠的血常規(guī)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見表3。從表3中可以看出,各劑量組給藥前后的血常規(guī)指標(biāo)與正常組比較差異不顯著(P>0.05),說明Bt 發(fā)酵純化上清液在0.2 mL/kg、0.6 mL/kg、1.0 mL/kg 劑量范圍對(duì)血液常規(guī)指標(biāo)沒有明顯的影響。
表3 不同劑量Bt 發(fā)酵純化上清液對(duì)小鼠血常規(guī)指標(biāo)的影響
小鼠的血液生化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見表4。從表4 中可以看出,各劑量組給藥前后的血液生化指標(biāo)與正常組比較差異不顯著(P>0.05),說明Bt 發(fā)酵純化上清液在0.2 mL/kg、0.6 mL/kg、1.0 mL/kg 劑量范圍對(duì)血液生化指標(biāo)沒有明顯的影響。
表4 不同劑量Bt 發(fā)酵純化上清液對(duì)小鼠血液生化指標(biāo)的影響
1.0 mL/kg 劑量組和對(duì)照組的心、肝、脾、肺、腎的組織切片見圖1。大體剖檢結(jié)果和組織學(xué)檢查均無明顯的肉眼可見病理變化。
圖1 組織切片
綜上所述,Bt 發(fā)酵純化上清液按0.2 mL/kg、0.6 mL/kg、1.0 mL/kg 劑量給藥,小鼠體態(tài)特征與對(duì)照組相比未見異常;血常規(guī)、血液生化分析等檢測(cè)結(jié)果顯示兩組差異不顯著;給藥結(jié)束后解剖小鼠,制作組織切片,通過10 倍和40 倍顯微鏡觀測(cè)仍未見病理變化。由此說明,Bt 發(fā)酵純化上清液的生物安全性極高。