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鼠傷寒沙門氏桿菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)（Ames）試驗(yàn)檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-10 12:19:45 更新時(shí)間：2025-08-09 12:19:45

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

鼠傷寒沙門氏桿菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)（Ames）試驗(yàn)檢測(cè)

鼠傷寒沙門氏桿菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)（Ames）試驗(yàn)檢測(cè)簡(jiǎn)介

鼠傷寒沙門氏桿菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)，通常稱為Ames試驗(yàn)，是一種廣泛應(yīng)用于毒理學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典微生物誘變?cè)囼?yàn)。該試驗(yàn)由美國(guó)科學(xué)家Bruce Ames于1970年代發(fā)明，主要目的是快速、經(jīng)濟(jì)地檢測(cè)化學(xué)物質(zhì)（如藥物、化妝品、食品添加劑或環(huán)境污染物）的遺傳毒性或致突變性。Ames試驗(yàn)的核心原理是利用鼠傷寒沙門氏桿菌（Salmonella typhimurium）的特定突變菌株，這些菌株缺乏合成組氨酸的能力（稱為His-突變體），當(dāng)暴露于誘變劑時(shí)，細(xì)菌可能發(fā)生回復(fù)突變（revertant mutation）而恢復(fù)組氨酸合成能力（His+），從而在缺乏組氨酸的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)形成菌落。通過統(tǒng)計(jì)分析菌落數(shù)量，可以評(píng)估受試物的誘變潛力。

該試驗(yàn)的重要性在于其作為致癌物篩選的“金標(biāo)準(zhǔn)”，廣泛應(yīng)用于藥物安全評(píng)估、工業(yè)化學(xué)品監(jiān)管、化妝品測(cè)試以及環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)。例如，在藥物研發(fā)中，Ames試驗(yàn)是臨床前毒理學(xué)研究的必檢項(xiàng)目，能預(yù)測(cè)化學(xué)物質(zhì)是否可能引起DNA損傷，進(jìn)而導(dǎo)致癌癥或遺傳疾病。此外，試驗(yàn)操作簡(jiǎn)便、成本低廉、時(shí)效性強(qiáng)（通常1-2周即可完成），使其成為國(guó)際公認(rèn)的初步篩選工具。然而，Ames試驗(yàn)也有局限性，如無法直接模擬人體代謝復(fù)雜性，需結(jié)合體外代謝活化系統(tǒng)（如S9 mix）來提高準(zhǔn)確性。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，該試驗(yàn)已衍生出多種改進(jìn)方法，但核心基于鼠傷寒沙門氏桿菌的機(jī)制始終未變。

檢測(cè)項(xiàng)目

Ames試驗(yàn)的檢測(cè)項(xiàng)目集中評(píng)估化學(xué)物質(zhì)的致突變性（mutagenicity），即檢測(cè)受試物是否能誘導(dǎo)細(xì)菌基因組的回復(fù)突變。具體來說，試驗(yàn)針對(duì)鼠傷寒沙門氏桿菌的特定組氨酸合成基因（his基因）的突變點(diǎn)，例如在標(biāo)準(zhǔn)菌株如TA98（檢測(cè)移碼突變）或TA100（檢測(cè)堿基置換突變）中。受試物處理后，如果在缺乏組氨酸的培養(yǎng)基上觀察到顯著增加的回復(fù)突變菌落（His+菌落），表明該物質(zhì)具有誘變潛力。檢測(cè)項(xiàng)目還包括對(duì)代謝活化依賴性的評(píng)估，使用S9混合液（來自大鼠肝臟）模擬體內(nèi)代謝過程，以檢測(cè)前誘變劑（需要代謝活化才能致突變）。定量分析涉及計(jì)算回復(fù)突變率（revertants per plate），并通過統(tǒng)計(jì)分析（如t-test或ANOVA）判斷結(jié)果顯著性，確保測(cè)試結(jié)果可靠且可重復(fù)。

檢測(cè)儀器

Ames試驗(yàn)所需儀器設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，但需高精度以確保實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性。核心儀器包括：恒溫培養(yǎng)箱（用于細(xì)菌培養(yǎng)，溫度通?？刂圃?7°C，濕度適宜），用于維持菌株生長(zhǎng)；生物安全柜或無菌工作臺(tái)（提供無菌環(huán)境，防止污染）；顯微鏡（用于菌落計(jì)數(shù)和形態(tài)觀察），配合自動(dòng)菌落計(jì)數(shù)器提高效率；分光光度計(jì)（測(cè)量細(xì)菌懸液的光密度，確保接種量一致）；離心機(jī)（用于細(xì)菌沉淀和S9混合液制備）；以及自動(dòng)化移液器（確保液體處理精度）。此外，實(shí)驗(yàn)室需配備培養(yǎng)皿、試管和培養(yǎng)基制備設(shè)備（如高壓滅菌鍋）。現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室還常使用高通量系統(tǒng)，如微孔板讀板器（用于快速分析菌落數(shù)量），并結(jié)合數(shù)據(jù)采集軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。儀器需定期校準(zhǔn)，并符合ISO 17025標(biāo)準(zhǔn)，以保證檢測(cè)精度和安全性。

檢測(cè)方法

Ames試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法主要包括平板摻入法（Plate Incorporation Assay）和預(yù)培養(yǎng)法（Preincubation Assay）。平板摻入法是最常用方法，步驟如下：首先準(zhǔn)備鼠傷寒沙門氏桿菌菌株（如TA98或TA100），在營(yíng)養(yǎng)肉湯中培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期；接著，將細(xì)菌懸液、受試物（溶于溶劑如DMSO或水）和S9混合液（若需代謝活化）混合后，加入頂層瓊脂（含組氨酸和生物素），并鋪在底層瓊脂平板上（缺乏組氨酸）；平板在37°C培養(yǎng)48-72小時(shí)后，計(jì)數(shù)回復(fù)突變菌落。預(yù)培養(yǎng)法則在液體培養(yǎng)基中預(yù)溫育混合物，再鋪平板。方法需包含陰性對(duì)照（溶劑）和陽性對(duì)照（已知誘變劑如2-氨基芴）以驗(yàn)證系統(tǒng)可靠性。結(jié)果通過比較受試組和對(duì)照組的菌落數(shù)，計(jì)算回復(fù)突變率。若突變率≥2倍對(duì)照組，則判定為陽性（致突變）。實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，確保重現(xiàn)性。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

Ames試驗(yàn)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)遵循國(guó)際公認(rèn)規(guī)范，以確保全球統(tǒng)一性和可比性。核心標(biāo)準(zhǔn)包括經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）的Guideline 471（化學(xué)品測(cè)試指南），該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定試驗(yàn)條件、菌株選擇、劑量設(shè)計(jì)（通常使用5-8個(gè)劑量梯度）和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（如陰性對(duì)照菌落數(shù)范圍）。此外，ISO 10993-3（醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)——遺傳毒性測(cè)試）和ICH S2(R1)（人用藥物遺傳毒性測(cè)試指導(dǎo)原則）也集成Ames試驗(yàn)要求。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如GB 15193.4-2014（食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 鼠傷寒沙門氏桿菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)）提供本土化指南。標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)質(zhì)量控制，包括菌株定期鑒定（驗(yàn)證突變特性）、S9混合液活性測(cè)試，以及實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)驗(yàn)證。數(shù)據(jù)報(bào)告需符合GLP（良好實(shí)驗(yàn)室規(guī)范），涵蓋試驗(yàn)設(shè)計(jì)、結(jié)果統(tǒng)計(jì)和結(jié)論（陽性/陰性判定），以支持監(jiān)管提交。