摘要：美國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心（ATCC）標(biāo)準(zhǔn)菌株憑借遺傳背景清晰、性狀穩(wěn)定、溯源體系完shan、重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，已成為我國(guó)食品檢測(cè)、臨床檢驗(yàn)、藥學(xué)質(zhì)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)及基礎(chǔ)微生物研究的核心參照菌種。目前ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株廣泛應(yīng)用于《中國(guó)藥典》微生物檢查、食品微生物質(zhì)控、抗菌藥物評(píng)價(jià)、致病菌機(jī)制研究、檢測(cè)方法學(xué)驗(yàn)證等各類科研與檢測(cè)場(chǎng)景，是保障我國(guó)微生物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的核心基礎(chǔ)資源。本文系統(tǒng)梳理ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株的核心特性與質(zhì)控優(yōu)勢(shì)，總結(jié)其在我國(guó)生物醫(yī)藥、食品安全、公共衛(wèi)生、環(huán)境微生物領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析當(dāng)前國(guó)內(nèi)ATCC菌株使用過程中存在的保藏不規(guī)范、傳代變異風(fēng)險(xiǎn)、國(guó)產(chǎn)化替代不足、溯源體系不完shan等突出問題，并結(jié)合國(guó)內(nèi)微生物資源發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化菌株規(guī)范化使用、本土菌種資源庫(kù)建設(shè)、國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)菌株替代體系構(gòu)建等方向進(jìn)行展望，旨在為我國(guó)微生物檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、菌種資源安全與科研質(zhì)量提升提供理論參考。
關(guān)鍵詞：ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株；微生物質(zhì)控；食品安全；臨床檢驗(yàn)；菌種資源；標(biāo)準(zhǔn)化體系
1 引言
微生物標(biāo)準(zhǔn)菌株是微生物學(xué)研究、檢測(cè)檢驗(yàn)、質(zhì)量控制體系的核心基礎(chǔ)資源，是保障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可重復(fù)、可溯源的核心前提。美國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心（American Type Culture Collection，ATCC）作為全球規(guī)模zui大、認(rèn)可度最高的微生物資源保藏機(jī)構(gòu)，其收錄的標(biāo)準(zhǔn)菌株經(jīng)過長(zhǎng)期馴化、多代驗(yàn)證、全基因組質(zhì)控，具備性狀穩(wěn)定、遺傳保守、表型均一的顯著特征，被全球各國(guó)科研機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、藥企及高校列為通用參比菌株。
近年來，我國(guó)微生物檢測(cè)體系、生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)、食品安全監(jiān)管體系快速發(fā)展，ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株的應(yīng)用覆蓋幾乎所有微生物相關(guān)科研與檢測(cè)領(lǐng)域。在藥典質(zhì)控、食源性致病菌檢測(cè)、抗菌活性評(píng)價(jià)、臨床病原機(jī)制研究、環(huán)境微生物監(jiān)測(cè)等研究中，ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株均作為陽性對(duì)照、質(zhì)控參照、方法學(xué)驗(yàn)證基準(zhǔn)使用，是國(guó)內(nèi)微生物實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量體系認(rèn)證的必bei資源。目前國(guó)內(nèi)大量研究依托ATCC 14028、ATCC 6633、ATCC 19404、ATCC 25922、ATCC 25923等經(jīng)典菌株開展實(shí)驗(yàn)研究，但尚未形成統(tǒng)一的規(guī)范化使用體系，同時(shí)存在過度依賴進(jìn)口菌株、本土標(biāo)準(zhǔn)菌株體系不完shan、菌種管理不規(guī)范等問題。基于此，本文系統(tǒng)綜述ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀、核心價(jià)值、現(xiàn)存問題及發(fā)展趨勢(shì)，為國(guó)內(nèi)微生物標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)提供參考。
2 ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株的核心優(yōu)勢(shì)與質(zhì)控特征
2.1 遺傳背景高度穩(wěn)定
ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株均經(jīng)過長(zhǎng)期標(biāo)準(zhǔn)化保藏與傳代馴化，基因組序列完整、遺傳變異率極低，無質(zhì)粒丟失、關(guān)鍵基因缺失、表型退化等問題。相較于國(guó)內(nèi)普通臨床分離株、野生菌株，ATCC菌株生理生化表型、代謝特征、致病性、抗逆性狀高度保守，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性極qiang，可有效規(guī)避野生菌株表型不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)波動(dòng)大的缺陷，是機(jī)制研究與定量檢測(cè)的最you模式菌株。同時(shí)，絕大多數(shù)常用ATCC菌株已完成全基因組測(cè)序與功能注釋，基因型與表型對(duì)應(yīng)關(guān)系清晰，可支撐多組學(xué)機(jī)制研究與分子機(jī)制驗(yàn)證。
2.2 溯源體系完shan，符合國(guó)標(biāo)質(zhì)控要求
我國(guó)《中國(guó)藥典》《食品微生物檢驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》《臨床檢驗(yàn)操作規(guī)程》均明確要求微生物質(zhì)控實(shí)驗(yàn)需使用溯源清晰的標(biāo)準(zhǔn)菌株。ATCC菌株具備完整的保藏溯源鏈條、傳代記錄、質(zhì)量驗(yàn)證報(bào)告，溯源體系全球通用、認(rèn)可度高，完quan符合國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室CNAS認(rèn)證、CMA資質(zhì)認(rèn)定、藥典合規(guī)檢查的質(zhì)控要求，是國(guó)內(nèi)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)、藥企、醫(yī)院檢驗(yàn)科首xuan的合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)菌株。
2.3 表型特征典型，實(shí)驗(yàn)通用性強(qiáng)
ATCC經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)菌株均具備物種典型表型特征，生化反應(yīng)、生長(zhǎng)特性、抑菌響應(yīng)、致病特性高度統(tǒng)一。例如大腸埃希菌ATCC 25922、金黃色葡萄球菌ATCC 25923為藥敏試驗(yàn)通用質(zhì)控菌株；鼠傷寒沙門氏菌ATCC 14028為食源性致病菌研究模式菌株；斯氏芽孢桿菌ATCC 6633為抑菌評(píng)價(jià)與生物防治常用菌株；生孢梭菌ATCC 19404為厭氧微生物質(zhì)控專用菌株。標(biāo)準(zhǔn)化的表型特征保障了國(guó)內(nèi)不同實(shí)驗(yàn)室、不同批次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可比性與統(tǒng)一性。
3 ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株在我國(guó)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
3.1 醫(yī)藥行業(yè)藥典微生物質(zhì)量控制
在我國(guó)藥品生產(chǎn)與檢驗(yàn)領(lǐng)域，ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株是藥典微生物檢查的核心質(zhì)控材料?！吨袊?guó)藥典》規(guī)定無菌檢查、微生物限度檢查、抑菌效力測(cè)定等實(shí)驗(yàn)必須使用指定標(biāo)準(zhǔn)菌株完成方法適用性試驗(yàn)。目前國(guó)內(nèi)藥企、藥檢機(jī)構(gòu)廣泛采用ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株開展培養(yǎng)基適用性驗(yàn)證、抑菌效果評(píng)價(jià)、微生物檢測(cè)方法學(xué)驗(yàn)證、藥品微生物污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等工作。ATCC菌株穩(wěn)定的生長(zhǎng)特性與生化表型，有效保障了藥品微生物檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與合規(guī)性，是我國(guó)醫(yī)藥質(zhì)量控制體系的重要支撐。
3.2 食品安全檢測(cè)與抑菌技術(shù)研究
食品安全微生物檢測(cè)是ATCC菌株國(guó)內(nèi)最da應(yīng)用場(chǎng)景之一。國(guó)內(nèi)高校、科研院所、食品檢測(cè)機(jī)構(gòu)普遍采用ATCC標(biāo)準(zhǔn)食源性致病菌作為指示菌株，開展天然提取物、生物防腐劑、食品保鮮材料、植物抑菌成分的體外抑菌活性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。其中，鼠傷寒沙門氏菌ATCC 14028、金黃色葡萄球菌ATCC 6538、大腸埃希菌ATCC 25922等菌株被廣泛用于食品腐敗機(jī)制、致病菌污染防控、綠色抑菌技術(shù)研發(fā)等研究，為我國(guó)食品安全生產(chǎn)與保鮮技術(shù)升級(jí)提供了大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)，ATCC菌株也用于食品加工滅菌工藝驗(yàn)證、消毒效果評(píng)價(jià)等應(yīng)用研究。
3.3 臨床病原檢驗(yàn)與抗菌藥物研發(fā)
在臨床醫(yī)學(xué)與抗感染藥物研發(fā)領(lǐng)域，ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株是藥敏試驗(yàn)質(zhì)控、致病機(jī)制研究、新藥篩選的核心載體。國(guó)內(nèi)臨床實(shí)驗(yàn)室采用ATCC 25922、ATCC 25923等標(biāo)準(zhǔn)菌株校準(zhǔn)藥敏檢測(cè)系統(tǒng)，保障臨床抗生素藥敏結(jié)果精準(zhǔn)可靠。同時(shí)，大量基礎(chǔ)研究依托ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株開展細(xì)菌耐藥機(jī)制、群體感應(yīng)系統(tǒng)、宿主互作機(jī)制、抗感染靶點(diǎn)挖掘等研究，為我國(guó)新型抗菌藥物研發(fā)、臨床感染防控提供了重要理論依據(jù)。此外，ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株還被用于構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化細(xì)菌感染動(dòng)物模型，支撐抗感染藥效評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。
3.4 環(huán)境微生物與農(nóng)業(yè)生物防治研究
在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株用于水體、土壤微生物檢測(cè)方法驗(yàn)證、環(huán)境脅迫抗性機(jī)制研究，為環(huán)境致病菌污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供參照標(biāo)準(zhǔn)。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，斯氏芽孢桿菌ATCC 6633等有益標(biāo)準(zhǔn)菌株被廣泛用于生物防治機(jī)制研究，其代謝的脂肽類抑菌物質(zhì)可抑制多種植物病原真菌，為我國(guó)綠色生物農(nóng)藥研發(fā)、農(nóng)作物病害防控提供優(yōu)質(zhì)菌種資源與理論支撐。
3.5 高校教學(xué)與科研標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)
國(guó)內(nèi)高校生物工程、食品科學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等專業(yè)的微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，普遍采用ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株開展基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。標(biāo)準(zhǔn)化菌株性狀穩(wěn)定、實(shí)驗(yàn)成功率高、結(jié)果典型，可有效提升教學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)范性，同時(shí)保障學(xué)生科研訓(xùn)練與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接軌，為我國(guó)微生物領(lǐng)域人才培養(yǎng)提供了標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)條件。
4 我國(guó)ATCC菌株應(yīng)用現(xiàn)存主要問題
4.1 菌種保藏與傳代管理不規(guī)范
目前國(guó)內(nèi)多數(shù)實(shí)驗(yàn)室存在ATCC菌株傳代次數(shù)失控、保藏方式不標(biāo)準(zhǔn)、無傳代記錄、多次轉(zhuǎn)接使用等問題。ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株僅限定低代次使用，長(zhǎng)期多次傳代易導(dǎo)致基因突變、表型漂移、代謝能力改變，造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)失真、重復(fù)性差。部分實(shí)驗(yàn)室缺乏三級(jí)保藏體系，僅依靠斜面短期保藏，極易出現(xiàn)菌株污染、活性衰減、性狀退化等問題，嚴(yán)重影響科研數(shù)據(jù)可靠性。
4.2 過度依賴進(jìn)口菌株，本土資源體系薄弱
我國(guó)微生物科研與檢測(cè)體系高度依賴進(jìn)口ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株，本土國(guó)家ji標(biāo)準(zhǔn)菌種庫(kù)覆蓋品類有限、市場(chǎng)化普及度低、認(rèn)可度不足。進(jìn)口菌株采購(gòu)周期長(zhǎng)、成本高、供應(yīng)鏈?zhǔn)芟蓿坏┏霈F(xiàn)進(jìn)口管控，將直接影響國(guó)內(nèi)藥企檢測(cè)、第三方檢驗(yàn)、科研項(xiàng)目推進(jìn)，存在一定的科研資源安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)本土菌株的標(biāo)準(zhǔn)化馴化、質(zhì)控驗(yàn)證、溯源體系建設(shè)不完shan，難以全面替代進(jìn)口ATCC菌株。
4.3 缺乏統(tǒng)一的規(guī)范化使用標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)尚無統(tǒng)一的ATCC菌株使用、傳代、保藏、報(bào)廢規(guī)范。不同實(shí)驗(yàn)室的活化條件、培養(yǎng)參數(shù)、傳代標(biāo)準(zhǔn)、有效期管理各不相同，導(dǎo)致不同單位的研究數(shù)據(jù)無法橫向?qū)Ρ?，部分科研成果存在?shí)驗(yàn)漏洞、可信度不足的問題，制約了我國(guó)微生物科研標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化發(fā)展。
4.4 菌株應(yīng)用深度不足，高duan研究匱乏
國(guó)內(nèi)對(duì)ATCC菌株的應(yīng)用多集中于基礎(chǔ)抑菌實(shí)驗(yàn)、質(zhì)控驗(yàn)證、表型觀測(cè)等低端應(yīng)用，基于基因組、轉(zhuǎn)錄組的機(jī)制深度挖掘、基因編輯改造、合成生物學(xué)應(yīng)用、工程菌株構(gòu)建等高duan研究較少，未能充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)菌株遺傳穩(wěn)定、背景清晰的科研優(yōu)勢(shì)，菌株科研價(jià)值利用率較低。
5 發(fā)展對(duì)策與研究展望
5.1 建立標(biāo)準(zhǔn)化菌種管理體系
國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)統(tǒng)一建立ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株三級(jí)保藏體系（凍干長(zhǎng)期保藏、甘油低溫保藏、斜面工作菌株），嚴(yán)格限定傳代次數(shù)，完shan傳代記錄、使用記錄、報(bào)廢記錄，實(shí)現(xiàn)菌株全生命周期溯源管理。制定統(tǒng)一的活化、培養(yǎng)、保藏、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，杜絕高代次菌株用于正式實(shí)驗(yàn)，全面提升國(guó)內(nèi)微生物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性與可靠性。
5.2 加快本土標(biāo)準(zhǔn)菌株資源庫(kù)建設(shè)與國(guó)產(chǎn)化替代
依托國(guó)內(nèi)菌種保藏中心，加快開展本土標(biāo)準(zhǔn)菌株的馴化、質(zhì)控驗(yàn)證、基因組測(cè)序與標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證，構(gòu)建適配我國(guó)藥典、食品檢測(cè)、臨床檢驗(yàn)體系的國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)菌株庫(kù)。逐步實(shí)現(xiàn)常用ATCC菌株的本土化替代，降低進(jìn)口依賴，保障我國(guó)微生物科研、醫(yī)藥檢測(cè)、食品安全領(lǐng)域的菌種資源安全，完shan國(guó)內(nèi)微生物資源自主可控體系。
5.3 深化標(biāo)準(zhǔn)菌株的機(jī)制研究與高duan應(yīng)用
依托多組學(xué)技術(shù)、基因編輯技術(shù)、合成生物學(xué)技術(shù)，深度挖掘ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株的基因功能、代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、致病與抗逆機(jī)制，開展靶向菌株改造、高價(jià)值代謝產(chǎn)物開發(fā)、新型抗菌靶點(diǎn)挖掘等高duan研究。充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)菌株的科研優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)我國(guó)微生物基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究水平提升。
5.4 完shan國(guó)內(nèi)微生物標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)體系
結(jié)合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)行業(yè)需求，完shan我國(guó)微生物標(biāo)準(zhǔn)菌株使用規(guī)范、實(shí)驗(yàn)質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)體系，統(tǒng)一抑菌實(shí)驗(yàn)、藥敏實(shí)驗(yàn)、培養(yǎng)基質(zhì)控實(shí)驗(yàn)的操作參數(shù)與判定標(biāo)準(zhǔn)，提升國(guó)內(nèi)微生物科研與檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、國(guó)際化水平。
6 結(jié)論
ATCC標(biāo)準(zhǔn)菌株憑借遺傳穩(wěn)定、表型典型、溯源清晰、通用性強(qiáng)的核心優(yōu)勢(shì)，已深度融入我國(guó)生物醫(yī)藥、食品安全、公共衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)、高?？蒲械榷鄠€(gè)領(lǐng)域，是支撐我國(guó)微生物檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化、科研規(guī)范化、數(shù)據(jù)可溯源的核心基礎(chǔ)資源。當(dāng)前我國(guó)在ATCC菌株應(yīng)用中仍存在管理不規(guī)范、過度依賴進(jìn)口、本土資源薄弱、機(jī)制研究淺層化等問題。未來需通過建立標(biāo)準(zhǔn)化菌種管理體系、推進(jìn)國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)菌株資源建設(shè)、深化高duan機(jī)制研究、完shan行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等方式，進(jìn)一步規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)菌株應(yīng)用，降低進(jìn)口依賴，提升我國(guó)微生物資源自主可控能力與微生物科研整體水平，為食品安全生產(chǎn)、臨床感染防控、生物醫(yī)藥創(chuàng)新發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐。
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