對細(xì)胞培養(yǎng)中一種黑色運動顆粒物的說明

在細(xì)胞培養(yǎng)中?？梢姷郊?xì)胞及培養(yǎng)液中有一些大小不等,、形態(tài)不同的黑色顆粒在運動,。如果鏡下檢查(100x)每視野計數(shù)在10個以上者就可能使細(xì)胞生長受到影響,，如果其數(shù)量再增多細(xì)胞可停止增殖繼而死亡,。

人們常稱這種顆粒為黑膠蟲或中毒顆粒,。

關(guān)于黑膠蟲的描述

分類上的描述

對于黑膠蟲的分類,，學(xué)術(shù)界沒有明確給予說法。關(guān)于黑膠蟲的分類,，目前大部分人認(rèn)為黑膠蟲污染是微生物感染,。在一些文章論述上把黑膠蟲歸為生物污染類型，但是沒把它歸為確定的生物分類類型,，只是把黑膠蟲獨立為一種未知生物,。而根據(jù)中國病毒所和軍科院鑒定是一種寄生于牛血清內(nèi)的一種原蟲，似乎和草履蟲和變形蟲有類似之處,，但是由于課題經(jīng)費不夠而不能繼續(xù)下去,，終也沒有有力證明黑膠蟲是屬于原蟲。也有一些學(xué)者不認(rèn)為所謂的黑膠蟲污染是一種生物污染,，而認(rèn)為是細(xì)胞碎片類物質(zhì),，是在細(xì)胞培養(yǎng)時,，細(xì)胞衰亡破裂產(chǎn)生的；也有在文獻(xiàn)中報道說是玻璃瓶中類似氧化硅的物質(zhì),，那個文獻(xiàn)很少人找得到,；還有報道黒膠蟲是一種納米級的細(xì)菌。

形態(tài)上的描述

形態(tài)上類似與桿狀細(xì)菌,，但長度比細(xì)菌長,，直徑約在0.5~1微米，顯微鏡觀察為黑色,，膠蟲成熟后呈線狀,，而且形態(tài)是橢圓形。

運動形式

在400x倒置顯微鏡小,，有典型的布朗運動（不規(guī)則的原地小距離抖動）,，即很多細(xì)胞培養(yǎng)者看到的，像黑色的小蟲游來游去,?？梢源┩笧V膜，也可以通過空氣傳播,，低倍下為黑色點狀,，高倍下可看見黑色的小蟲游來游去。但是在物理學(xué)上來說,，顆粒足夠小,，在液體中也是做布朗運動的，這不足以說明黑膠蟲的布朗運動就證明它是生物,。

生理上的描述

抗性

抗細(xì)菌和抗霉菌的藥物對黑膠蟲均無效,，可以保守的判定黑膠蟲不屬于細(xì)菌。

環(huán)境抗逆性

將培養(yǎng)器材150度烘烤8小時,，可以消除,，而黑膠蟲高壓滅菌泡酸都不死?？梢姾谀z蟲可以耐高溫高壓,，而且還有點嗜酸，如果證實它是生物的話,，那它很有可能是微生物,，一種古菌。

營養(yǎng)條件

“黑膠蟲”可寄生于動物細(xì)胞,，也可以生存于培養(yǎng)基中,，依靠細(xì)胞和培養(yǎng)基中的營養(yǎng)為生，并隨細(xì)胞傳代而傳代,?？梢?ldquo;黑膠蟲”可能是一種異養(yǎng)生物,。

對黑膠蟲的各種猜測

非生物類

細(xì)胞碎片類

在細(xì)胞培養(yǎng)的時候， 由于細(xì)胞代謝,、物質(zhì)交換,、周邊環(huán)境變化，尤其是在從37度培養(yǎng)箱中拿出來觀察的過程中,，由于液體培養(yǎng)基的比熱較大,，液內(nèi)溫度高于外界溫度，造成冷熱交換,、小范圍內(nèi)形成液體流動加劇,，當(dāng)然這些小歲末就會被攪動起來形成似乎“游動”的感覺；隨著細(xì)胞培養(yǎng)的繼續(xù),，部分細(xì)胞開始衰亡,，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破裂，破裂之后的細(xì)胞內(nèi)容物泄露到培養(yǎng)液中,。尤其是溶酶體的破壞,，連續(xù)性地造成其他細(xì)胞和細(xì)胞器的損傷，如果換液不很勤,，又會出現(xiàn)進一步破壞和殘渣的出現(xiàn),；再者，“黑膠蟲”問題是很多細(xì)胞培養(yǎng)者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的問題,，但到目前為止尚未找到其監(jiān)測和排除的試劑和手段,，這首先是由于所謂“黑膠蟲”病原體根本難以收集和捕捉，這也從另一個側(cè)面證明了“黑膠蟲”問題的難以確定性,；再說任何一種外來的微生物在培養(yǎng)基中都會有生命活動的反應(yīng)和表現(xiàn)，而不是簡單地運動那樣的外觀性表現(xiàn),。舉一個例子：如果“黑膠蟲”的運動狀況已經(jīng)到了用顯微鏡已經(jīng)可以觀察出的程度,，其營養(yǎng)代謝和能量需求也就可想而知。這樣,，培養(yǎng)液中的影響消耗,、酸堿含量程度等都要發(fā)生明顯變化。比如說：迅速的,、大含量的沉淀,，pH值的迅速下降，細(xì)胞大量破碎死亡,、引發(fā)其它類型微生物侵染等等,。而這些狀況，在所謂的“黑膠蟲”感染中,，是很難觀察到的,。同時“黑膠蟲”的出現(xiàn)而影響細(xì)胞狀態(tài)似乎得不到有力的證據(jù),。倒是細(xì)胞狀態(tài)下降的時候，“黑膠蟲”明顯增多了,。很有可能是細(xì)胞狀態(tài)下降時,，細(xì)胞衰亡產(chǎn)生的細(xì)胞碎片。所以黑膠蟲屬于細(xì)胞碎片是比較可能和合理的,。

玻璃培養(yǎng)瓶中的類似氧化硅的東西

網(wǎng)上有一篇文章說,，黑膠蟲其實不是一種生物，是無機物,，其本質(zhì)是玻璃培養(yǎng)瓶里的硅顆粒,。可影響細(xì)胞生長,，細(xì)胞狀態(tài)好時,，不明顯。細(xì)胞狀態(tài)較差,，數(shù)量少時才容易看到,，的辦法是用一次性培養(yǎng)瓶，可消除黑膠蟲影響,。

血清聚合物產(chǎn)物

生物類

支原體

有人曾認(rèn)為黑膠蟲可能是支原體污染,，因為相對比較的文章指出，黑膠蟲可以通過濾膜,，可以在空氣中傳播,。而恰巧口腔支原體為人體口腔中之正常菌叢，所以實驗室之操作人員的污染亦可能為支原體的污染源,。但有人為此做了實驗證明黑膠蟲不會是支原體,，原因如下：

1、光鏡下可見,，因為體積不對,，支原體在普通顯微鏡下不能看到。

2,、多種染色后可見,，甚至hoechst即能將它染色，一般來說支原體用普通染色法不易著色,，用姬姆薩染色很淺,，革蘭染色為陰性。所以,，黑膠蟲是一種支原體的可能性比較小,。

真菌

有很多人發(fā)現(xiàn)類似黑膠蟲的，但后確定是真菌,，二性霉素B對其有效,。那說明黑膠蟲不存在只是細(xì)胞培養(yǎng)中的真菌感染,，還是說明黑膠蟲污染屬于真菌類污染物。如果黑膠蟲是一種真菌,，那么由此引起的污染是不會引起那么多人的關(guān)注,，即使它很特殊。但是這不能排除那些認(rèn)為“黑膠蟲”是真菌的細(xì)胞者,，看到的只是一般真菌感染,。由于細(xì)胞被感染了，要進行拯救處理,，不像理論上那么簡單,，稍有不注意都是很容易導(dǎo)致培養(yǎng)失敗，所以黑膠蟲是一種真菌也是不太可能,。

寄生類原蟲

黑膠蟲屬于寄生類的原蟲,，而不是細(xì)菌、支原體,，也不是什么補體,、細(xì)胞碎片或蛋白沉淀。有人在400倍以上的高倍鏡下可以清楚的看到膠蟲有兩種不同形態(tài),，一種較大,，運動較慢，泛紅光,；另一種較小,，運動較快，紅中帶綠,，個小的圍著個大的分布,，很可能是公的圍著雌的。這種生物也并非離開細(xì)胞就不能存活,，也有人做過這樣的試驗,，單純培養(yǎng)過污染膠蟲的血清4周，直到滿視野都是黑煤渣般的膠蟲,。給人的感覺是膠蟲和細(xì)胞一樣有叢集性，如果膠蟲密度低則生長緩慢,，如果手懶,，拖了幾天沒換液，待膠蟲生長到一定濃度后便會飛速分生,，細(xì)胞受感染的程度也大,，這時除了培養(yǎng)基中可見外，細(xì)胞表面通常也象長滿了粉刺,，所以有人認(rèn)為細(xì)胞旁分泌的某些因子可以抑制膠蟲的生長,。據(jù)說,，中國病毒所和軍科院鑒定是一種寄生于牛血清內(nèi)的一種原蟲，似乎和草履蟲和變形蟲有類似之處,，然而由于課題經(jīng)費不夠而不能繼續(xù)進行下去,，所以并沒有明確的證據(jù)證明此項猜測的正確性。

解析

從前面關(guān)于黒膠蟲的描述可以看出,，人們遇到的黒膠蟲并不都是一樣的,，有像細(xì)菌的、有像支原體的,、有像原蟲的,、有像真菌的，還有像細(xì)胞碎片的,。在國內(nèi)各實驗室的器材條件參差不齊,，而且實驗人員的操作質(zhì)量也不盡相同，同一種現(xiàn)象也可能有些許差異,，當(dāng)用描述出來的現(xiàn)象的差異可能變大也可能變小,。所以很多人看到細(xì)胞被細(xì)菌污染了，不好處理,，而卻描述出來的現(xiàn)象和流傳的黑膠蟲類似,，就會把培養(yǎng)失敗的原因歸結(jié)到的黒膠蟲污染，甚至可能說它發(fā)現(xiàn)的是真正的黑膠蟲,。這樣的事情多了,，黑膠蟲就會人為的變種，像什么的都有,。黑膠蟲是否存在,，還有待于科學(xué)的發(fā)展。但有一點可以肯定的,，大部分人發(fā)現(xiàn)的“黒膠蟲”并不是真正那個未知的黒膠蟲,，而是常見的細(xì)菌、真菌,、原蟲等微生物污染,。

關(guān)于黑膠蟲的報道

在《細(xì)胞生物學(xué)雜志》有一篇關(guān)于《對細(xì)胞培養(yǎng)中一種黑色運動顆粒性質(zhì)的研究》論文，文中經(jīng)過多種實驗驗證后指出：“在組織培養(yǎng)中常觀察到一種大小不等,、形態(tài)不同的黑色運動顆粒,，它對培養(yǎng)細(xì)胞的生長有不良影響，有時甚至導(dǎo)致細(xì)胞死亡,，并能在一定條件下隨培養(yǎng)時間的增長而增加其數(shù)量,。人們常稱這種顆粒為黑膠蟲或中毒顆粒，我們?nèi)〖?xì)胞培養(yǎng)用的血清、培養(yǎng)基和其他材料中的黑色運動顆粒,，應(yīng)用光學(xué)顯微鏡,、透射電鏡、掃描電鏡對其形態(tài)學(xué)進行系統(tǒng)觀察,；并用顯微攝影觀察其活動情況,；用紫外分光及電泳透析進行生化分析，結(jié)果均證明該顆粒為無膜式結(jié)構(gòu),，無蛋白質(zhì)成分,，中性環(huán)境下帶正電荷，能譜掃描電鏡分析為硅復(fù)合物,，我們稱之為硅小體(B),，證明其活動屬布朗運動。本文進一步用電感耦合等離子發(fā)射光譜分析了培養(yǎng)液及雙蒸水中可溶性的硅含量在不同質(zhì)量的容器及不同時間的變化,，證明了硅小體的增多主要來源于培養(yǎng)液對玻璃器皿的侵蝕,，部分來源于被培養(yǎng)的細(xì)胞。