根据2025年版《中国药典》(四部)9203药品微生物实验室质量管理指导原则,工作菌株的传代次数应严格控制,不得超过5代(从菌种保藏机构获得的标准菌株为第0代),以防止过度的传代增加菌种变异的风险。在微生物限度检查中,试验用菌株的传代次数同样明确规定不超过5代。
CNAS-CL01-A001:2022《检测和校准实验室能力认可准则在微生物检测领域的应用说明》中明确要求:“所有的标准菌种从原始标准菌种到储备菌株和工作菌株传代培养次数原则上不得超过5次”,除非标准方法中有明确要求,或实验室能够证明其相关特性没有改变。
GB 4789.28-2024《食品安全国家标准 食品微生物学检验 培养基和试剂的质量要求》也强调了标准菌株→标准储备菌株→工作菌株的三级管理体系,并明确限制工作菌株代次不得超过5代。
综上,“5代”是标准菌株传代次数的核心限制,这也是行业公认的“5代法则”。
要准确理解“5代”限制,首先需要明确各代次的定义:
第0代(标准菌株):指直接从官方或国际认可的菌种保藏机构(如ATCC、CMCC等)获得的冷冻干燥品或其他形式的标准培养物。这是所有后续工作的源头,其特性被严格定义。
第1代(标准储备菌株):由第0代标准菌株复苏后,经第一次转接培养所获得的培养物。这是实验室制备的第一批活体储备,通常进行分装冻存于-80℃或液氮中。
第2代(储备菌株):由第1代标准储备菌株转接后获得的培养物,作为中期储备,用于制备日常使用的工作菌株。
第3-5代(工作菌株):由第2代储备菌株转接获得,直接用于日常的微生物学实验、检验或质量控制。工作菌株通常使用第2-4代,严禁超过5代使用。
菌种在每次传代过程中,都可能发生自发突变。随着传代次数的增加,自发突变的概率会逐渐累积——以大肠埃希氏菌为例,每传代一次,自发突变概率提高3%-5%。每次传代的自发突变概率约为10⁻⁶~10⁻⁹。当传代超过5代时,菌株中携带一个以上基因突变的概率可能超过50%。
连续传代是加速菌种衰退的重要原因。一方面,传代次数越多,发生自发突变(尤其是负突变)的几率越高;另一方面,传代次数越多,群体中个别的衰退型细胞数量增加并占据优势越快,致使群体表型出现衰退。
超过5代的菌株可能出现的衰退表现包括:药敏质控的抑菌圈超出允许范围、生化鉴定反应变弱或出现假阴性、阳性对照菌生长不良等。具体而言,金黄色葡萄球菌传至7代时,血浆凝固酶活性消失概率可达40%;沙门氏菌传至6代时,对亚硒酸盐胱氨酸增菌液的敏感性下降50%。
传代过度导致的菌株变异并非理论假设,而是有实际案例佐证的。某药厂使用6代铜绿假单胞菌进行无菌检查,导致3批次注射剂假阴性,被药监部门通报。在工业生产中,青霉素生产菌株传至6代,效价下降35%,单罐损失可超过50万元。这些案例充分说明,严格控制传代次数绝非无的放矢。
无论是CNAS认可准则还是GB国家标准,在“原则上不得超过5代”后都有补充条款:“除非标准方法中有明确要求,或实验室能够证明其相关特性没有改变”。这意味着,在某些特定条件下,超代使用并非绝对禁止。
例如,在GB 5009.211中,鼠李糖乳杆菌的传代次数要求可达30代,这是基于具体检测方法对菌株特性的特殊要求而设定的例外。
实验室若确需使用超过5代的菌株,必须满足以下条件:已对菌株进行形态学、生理生化、分子特征(如16S rRNA测序)等全面鉴定;确认其纯度、活力、典型特征未发生变异;有完整的传代记录与验证数据支持;且非用于法定检验、认证检测或GMP/GLP合规性试验(这些场景通常强制执行≤5代)。
值得指出的是,在科研探索领域,部分实验室在非关键实验中可能使用6-8代甚至更多代次的菌株,但一旦出现异常结果,首先应怀疑菌株退化或污染。而在质量控制、药品检验、食品检测等法规遵从性场景中,必须严格执行≤5代的规定。
从第0代开始编号,每次转种均视为增加一代,无论是否冻存。每支保存菌种需标明菌名、标准编号、代数、传代日期。这是确保菌株可追溯性的基础。
在第1代阶段将菌株大量分装(如甘油管、冻干粉),于-80℃或液氮中长期保存,避免频繁传代。推荐采用瓷珠法或甘油冻存法,其中瓷珠-70℃保存法可使年均特性变化率低于0.5%。
每3-5代进行一次生化鉴定、抗生素敏感性、生长曲线等比对验证,及时发现可能发生的特性退化。
建立单向传代原则:传代必须严格遵循从上一代到下一代的顺序。工作菌株不可反向用作储备菌株,标准菌株的商业衍生物仅可用作工作菌株。
小结
本文所引用的法规、标准及技术建议,均基于撰写时公开有效的《中国药典》(2025年版)、CNAS-CL01-A001:2022、GB 4789.28-2024等文件。由于相关法规、标准及技术规范可能随时修订或更新,读者在实际工作中应以最新有效的官方文本及所在机构的具体管理规定为准。
本文所涉及的内容仅供微生物实验室工作人员参考与学习,不构成正式的法律意见或操作指南。对于因直接使用或参照本文建议而引发的任何合规性风险、检验结果偏差或其他损失,本文作者及发布平台不承担任何法律责任。涉及具体菌种管理或超代次使用时,请务必咨询权威机构或遵循现行法定要求。
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作者:张明
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