預防、檢測和解決細胞培養污染
細胞培養污染對實驗室來說可能是毀滅性的——導致寶貴的時間、精力和試劑的損失，更不用說可能無法替代的細胞係了。更令人擔憂的是未檢測到的污染；產生潛在的錯誤結果，可能會損害您實驗室的聲譽。細菌、黴菌、酵母菌、病毒和支原體等生物污染物以及其他細胞系的交叉污染構成了這個問題的主要部分，雖然永遠無法完全消除污染，但積極的措施可以幫助您預防、檢測、處理細胞培養污染——限制發生及其影響。
預防
正如 MilliporeSigma 高級總監兼現場開發服務全球負責人 Alison Armstrong 所解釋的那樣，“已知有兩種可能引入污染的途徑：人員和環境。” 為了限制來自這些來源的污染風險，應始終使用良好的無菌技術、無菌產品和清潔的工作環境。還應建立確保維持這種嚴格做法的方法——定期清潔程序、設備維護和員工培訓對於成功減少細胞培養污染至關重要。
除了良好的工作規範外，還應建立主動的污染監測計劃。所有污染，無論多麼輕微，都應記錄下來，並且應對每次發生的污染進行審查，了解可能的原因和嚴重程度。了解實驗室內污染的頻率和原因對於防止未來進一步爆發至關重要。
為防止交叉污染，“細胞系只能從可靠的來源購買，這些來源採用有關定期篩选和無菌過濾的最佳實踐，”康寧生命科學技術支持專家 Markus Markowich 解釋說。任何進入實驗室的細胞系，“都應該被隔離，直到完成污染篩查。一旦細胞被清除，建議至少每三到四個月定期篩查一次污染物。”
那麼抗生素呢？雖然許多實驗室在細胞培養中經常使用抗生素，但過度使用會導致耐藥菌株和技術不佳。正如 ATCC 首席科學家 Fang Tian 明確指出的那樣，“與其依賴抗生素，不如使用細胞培養最佳實踐和適當的無菌技術可以有效地幫助防止污染。”
檢測
如果發生污染，快速檢測對於控制和限制其影響至關重要。可以用不同的方式檢測不同的生物污染物。Markowich 說：“細菌等污染物生物繁殖非常快，可能會分泌有機物質，”這意味著它們可以在幾天內被檢測到。可能會注意到 pH 值下降、介質混濁或視覺渾濁，或含酚紅介質中的黃色變化，而細菌本身在光學顯微鏡下可能表現為微小的移動物體。正如 Thermo Fisher Scientific 細胞生物學研發高級經理 Matthew Dallas 所解釋的那樣，“細胞培養科學家應該密切關注他們的培養物並尋找任何異常情況，因為這些可能是培養物被污染的早期跡象.
相比之下，酵母和黴菌污染在污染進入晚期之前，培養物 pH 值幾乎沒有變化。因此，早期檢測依賴於目視檢查；在光學顯微鏡下，酵母顯示為卵形或球形顆粒，而菌絲體通常顯示為纖細的細絲或更密集的孢子簇。然而，這種方法對於檢測病毒是無效的。由於它們的大小，並且通常不會對其宿主細胞產生不利影響，因此很難檢測到病毒。病毒檢測依賴於電子顯微鏡、免疫染色、ELISA 檢測或 PCR。
支原體檢測同樣具有挑戰性，並且在確定慢性感染之前通常不會顯示出明顯的跡象。Markowich 解釋說，這意味著它“可能會在幾個月內不被發現，直到它嚴重影響細胞”，因此“強烈建議定期篩查細胞系”。可以通過兩種基本方法檢測感染。直接微生物培養是最敏感的方法，但具有挑戰性且耗時，理想情況下應由外部測試機構進行。間接方法雖然不太有效，但可以更快地得出結果，並且可以在內部進行。這些包括基於 PCR 的試劑盒、DNA 熒光染料染色、ELISA 或專門的檢測試劑盒。
正如 Tian 總結的那樣，“檢測污染的最佳方法是在細胞培養物出現症狀之前對其進行常規檢測。” 這可以使爆發更容易處理。
處理污染
儘管有所有良好的意願和積極的措施，污染仍然發生。一旦發生，知道如何快速有效地處理它是關鍵。
如果檢測到污染，最佳做法始終是丟棄樣品並重新開始。高壓滅菌可確保消除感染，因此應對所有可能被污染的培養物和試劑進行高壓滅菌，並徹底清潔培養箱。在接下來的幾天和幾週內，應密切監測共享培養箱的其他培養物是否有任何感染跡象。
如果一個細胞系真的是不可替代的，“預防性使用抗生素可以在短期內證明是有用的，”Tian 解釋說。雖然常用青黴素和鏈黴素，但耐藥支原體感染需要使用四環素類、大環內酯類和喹諾酮類。然而，應該小心，因為高劑量的抗菌化合物會影響細胞的健康和活力。因此，儘管對待有價值的文化可能是值得冒的風險；它不能保證成功，並且可能導致重複污染或以後的細胞健康問題。
概括
在每個細胞培養實驗室中，污染都是一個持續存在的風險。儘管污染威脅始終存在，但良好的工作實踐和主動篩查對於降低爆發的可能性和嚴重程度至關重要——保護您的研究和聲譽。正如 Matthew Dallas 解釋的那樣，雖然“可以防止微生物在表面存活的技術可能有一天會進入實驗室環境，但良好的無菌技術是無可替代的。”
文章作者-annah Kent-Webb
annah Kent-Webb 獲得了理學學士學位。在生物化學和博士學位。英國諾丁漢大學藥理學博士。她目前是一名自由科學作家，為 Biocompare 製作定期內容。
