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實驗室和細胞工廠在細胞培養過程中，支原體污染一直是困擾我們的疑難雜癥。據統計，常規細胞培養中支原體污染一般能達到30%，甚至更多，嚴重干擾了實驗結果的可信度。因此，定期進行支原體檢測和去除，確保細胞培養體系內無支原體存在才能獲得準確有效的實驗數據。

支原體是什么？

支原體是1898年Nocard等發現的一種類似細菌但不具有細胞壁的原核微生物，能在無生命的人工培養基上生長繁殖，直徑50-300nm，能通過細菌濾器。支原體在過去曾稱之為類胸膜肺炎微生物，1967年正式命名為支原體。

支原體又稱霉形體，為目前發現的較小較簡單的原核生物，基因數量為480。支原體細胞中唯一可見的細胞器是核糖體。支原體通常依附在細胞膜表面，結構也比較簡單，多數呈球形，沒有剛性的細胞壁，因此很多抗生素對其不起作用。只有三層結構的細胞膜，故具有較大的可變性。實驗室常見的種類有：口腔支原體、精氨酸支原體、豬鼻支原體、發酵支原體、人型支原體、唾液支原體、肺支原體和梨支原體等。

支原體污染的原因是什么？

支原體污染一直是困擾實驗室細胞培養的難題，其來源主要是有以下幾個方面：

1. 細胞之間交叉污染；

2. 工作環境或實驗器材的污染；

3. 實驗者無菌操作不佳；

4. 培養基或其他試劑污染；

5. 制備細胞的原始組織或器官的污染；

支原體污染的危害是什么？

細胞培養中的污染類型很多，其中細菌和真菌造成的污染相對比較容易檢測、預防和去除，然而支原體造成的污染很難察覺，即使生長密度高達10⁷~10⁹CFU/mL也很難有污染跡象（渾濁、pH變化等）。支原體污染后會導致細胞生長變慢，狀態變差，不會馬上使細胞致死，但會影響細胞內的各種參數，如改變細胞膜抗原性，改變細胞新陳代謝，干擾核酸的合成，改變DNA轉染效率導致染色體畸變等。

支原體檢測方法有哪些？

檢測支原體的方法一般有分離培養法、指示細胞培養法（DNA染色法）、化學發光法（特異酶學檢測）、ELISA法、PCR法。

1.  支原體分離培養法

支原體分離培養法是檢測支原體的金標方法，其檢測精確度較高。此方法非常經典，在世界范圍內得到廣泛認可，《中國藥典》2020版第四部分3301和歐洲藥典第六版2.6.7部分均有記載。這種方法是從可疑的細胞培養體系中取樣，并接種到培養基靈敏度檢查合格的支原體瓊脂培養基上，如果樣本中含有支原體，它們就會在支原體瓊脂基上生長，較終形成明顯可見的特征性菌落。

由于分離培養法基本不會出現假陰性結果，因此也被譽為支原體檢測金標準。不過分離培養法也存在兩個弊端，一是檢測時間太長，支原體要在培養基上長出明顯克隆需要4周左右，且操作也較復雜；二是盡管可以檢測絕大多數的支原體種類，但也存在個別無法檢測的情況，例如支原體M. hyorhinis。

2.  指示細胞培養法（DNA染色法）

指示細胞培養法是指將供試品接種于指示細胞（一般選擇細胞質區域較大無污染的Vero細胞或經國家專業鑒定機構認可的其它細胞）中培養后，用特異熒光染料（如Hoechst染料）染色，然后在熒光顯微鏡下觀察。如供試品有支原體污染，就可以在指示細胞表面觀察到熒光斑點或熒光顆粒，與細胞核呈現的更大更亮橢圓形的熒光形成鮮明對比。

指示細胞培養法（DNA染色法）也是《中國藥典》2020版第四部分3301認可的支原體檢測方法，由于供試品要與指示細胞共同培養，因此也需要3~5天的時間。較大的優點就是較為快速，直觀，但是它的靈敏度會比較低，在支原體污染不嚴重時容易得到模棱兩可的結果，只有在污染嚴重時才能得到可靠度較高的結果。此外Hoechst染色試劑對人體有害，要注意防護；且固定液含有冰乙酸，有刺激性氣味，需要在通風櫥內進行固定操作；熒光染料都存在淬滅的問題，建議染色后盡量當天完成檢測。

3.  化學發光法（特異酶學檢測）

化學發光法的原理是利用支原體內特有的酶，與提供的底物相互作用，使其中的ADP轉化為ATP，熒光素酶可以利用產生的ATP與熒光素酶底物發生反應，能產生可以被儀器檢測到的光。如果沒有支原體存在，熒光素酶就沒有足夠的ATP去發生反應產生光，儀器檢測到的數值就比較低；如果有支原體存在，就可以使大量的ADP轉化為ATP，供熒光素酶發生反應，產生大量的光，儀器檢測到的數值就比較高。

這種方法的優點是檢測的靈敏度高，速度快，但只能檢測活的支原體。

4.  ELISA法

ELISA法也能用于支原體檢測，以ELISA法為基礎的支原體檢測一般使用針對支原體16S rRNA基因的帶標記探針或抗體，也有一些商品化的支原體Elisa試劑盒來檢測培養物中是否含有支原體。

ELISA法是一種很考驗操作者技術的檢測方法，而且很依賴抗體，有一定局限性，無法對沒有抗體或目前找不到抗體的支原體進行檢測，而且稍不留意就容易出現實驗誤差。方法相對復雜，用得也比較少。但是特異性高，時間也比較短，3~5小時就可以觀察結果。

5.  PCR法

PCR法也是目前較常用的方法，它的檢測方式主要有凝膠電泳檢測和熒光PCR定量檢測。其原理都是在支原體16S rRNA基因的保守區設計引物，通過檢測支原體DNA來檢測細胞中有無支原體的污染。

在凝膠電泳過程中，支原體DNA會顯示為特異性條帶，以此指示支原體的存在。

在用熒光PCR定量擴增時，觀察圖譜及C_t值可判斷是否有支原體存在。

PCR法的優點是檢測靈敏度高，特異性好，檢測速度快，可在幾個小時內識別細胞培養物中是否有支原體污染。但存在測試過程中污染物易從陽性對照（或其他以前對支原體測試呈陽性的樣品）傳播到未受影響的樣品的風險，從而導致假陽性結果，此外也不能判斷滅活處理后的樣品是否還有活的支原體。

支原體非常頑強，通常用于細胞培養的絕大多數抗生素都對其無效。無懈可擊的細胞培養技術始終是預防支原體感染的較佳方式，另外及時找出受到支原體感染的培養物也很重要，這樣才能在感染擴散前快速采取有效措施。

祝實驗室各位小伙伴都能早日培養出自己心儀的細胞！