标准菌株与质控菌株概述：来源、传代、活化与使用管理

在微生物检验、培养基质量控制和方法验证中，标准菌株和质控菌株是保证结果可靠性的基础材料。培养基是否能支持目标菌生长、是否能抑制非目标菌、显色反应是否典型、生化反应是否准确，都需要通过规定菌株进行验证。可以说，菌株管理水平直接影响微生物实验室数据的可信度。

食品微生物检验中，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》已代替GB 4789.28—2013，对培养基和试剂质量控制中的测试菌株、参比培养基和性能测试方法提出了更新要求。对于实验室和培养基生产企业而言，标准菌株不仅要“买得到”，更要“管得住、用得对、结果可追溯”。

一、什么是标准菌株、储备菌株和工作菌株？

标准菌株通常指直接从官方菌种保藏机构获得、来源清楚、特性明确，并至少鉴定到属或种水平的菌株。它是实验室菌株体系的源头，通常带有菌株编号、来源证明、传代信息和相关质量文件。

标准储备菌株是由标准菌株在实验室转接一代后制备的一套相同、独立保存的菌株。其作用是避免频繁启用原始标准菌株，降低污染、突变和传代漂移风险。

储备菌株是由标准储备菌株转接一代获得的培养物，可作为后续工作菌株制备的来源。工作菌株则是用于日常试验、培养基质控、方法适用性试验或阳性/阴性对照的菌株。

“代”是菌株管理中必须严格记录的概念。每一次将活菌接种到新鲜培养基中并培养出新的培养物，通常记为一代。传代次数越多，菌株发生表型漂移、活力变化、选择性适应或污染的风险越高。因此，质控菌株不能无限传代使用，必须建立明确的传代控制规则。

二、标准菌株和质控菌株的主要来源

标准菌株应优先来源于公认菌种保藏机构，并保存完整证明文件。常见来源包括：

过去很多标准方法主要采用ATCC菌株。近年来，食品微生物检验标准逐步增加国内保藏机构菌株编号，便于国内实验室采购、保存和使用。对于培养基生产企业，应同时关注标准文本中的菌株编号、中文名、拉丁名和用途要求，不能只看菌名进行替代。

例如，同样是“大肠埃希氏菌”，不同编号菌株在生长速度、选择剂耐受性、显色反应和生化表现上可能存在差异。若标准明确规定某一菌株编号，原则上应使用该编号菌株；若采用替代菌株，应有充分的比对验证依据。

三、标准菌株为什么不能随意替代？

微生物培养基质控不是简单证明“某个菌能长”，而是证明培养基对规定菌株具有规定性能。不同菌株之间可能存在明显差异，尤其在选择性培养基、显色培养基和生化鉴定培养基中更为突出。

例如，某些大肠菌群菌株对胆盐、结晶紫、月桂基硫酸钠或头孢类选择剂更敏感；某些沙门氏菌、志贺氏菌或克罗诺杆菌在显色底物上的反应强弱不同；某些金黄色葡萄球菌在卵黄反应、甘露醇发酵或显色培养基上表现也可能不完全一致。若随意更换菌株，可能导致培养基被误判为合格或不合格。

因此，标准菌株替代应遵循三个原则：菌株来源可追溯，性能经过比对验证，结果判定标准明确。对于法规检验、客户审计、注册申报或争议样品，不建议使用未经确认的非标准编号菌株替代规定菌株。

四、质控菌株的常见用途

质控菌株在微生物实验室中用途广泛，主要包括培养基性能测试、试剂质量控制、方法适用性试验、阳性对照、阴性对照、人员操作能力评估和仪器设备确认等。

在培养基质量控制中，目标菌用于评价培养基的促生长能力、典型菌落特征或显色反应；非目标菌用于评价选择性培养基的抑制能力；干扰菌或特异性菌株用于评价培养基区分目标菌和非目标菌的能力。

对于培养基生产企业，质控菌株不仅用于成品放行，也用于原料筛选、配方优化、工艺变更验证、稳定性考察和客诉复现。菌株管理越规范，研发和质控数据越有可比性。

五、标准菌株的活化流程

冻干菌株、冷冻菌株或商业标准物质在使用前需要进行活化。活化的目的，是让处于休眠或低代谢状态的菌株恢复生长能力，并获得状态良好的新鲜培养物。

常见流程为：核对菌株编号、名称、批号和证书信息；按供应商说明书打开安瓿或冻干管；用推荐复苏液或适宜液体培养基复溶；接种至规定培养基；按菌株适宜温度、气体条件和时间培养；观察菌落形态、纯度和典型特征；必要时进行革兰氏染色、生化确认或质控反应确认。

活化过程中应注意无菌操作，避免交叉污染。冻干菌株首次复苏后，不建议直接大量用于日常试验，而应先制备标准储备菌株或储备菌株。日常使用应从储备体系中按计划取用工作菌株，避免反复启用原始标准菌株。

不同菌株对培养条件要求不同。需氧菌、厌氧菌、微需氧菌、霉菌、酵母菌、弯曲菌、乳酸菌和双歧杆菌的活化培养基、培养温度、气体环境和培养时间均可能不同。活化方案应以菌种保藏机构说明书、标准方法和实验室验证结果为准。

六、菌株保存：关键是稳定性和可追溯性

质控菌株保存方式应能最大限度保持菌株遗传和表型稳定。常用方法包括冻干保存、超低温冷冻保存、甘油管保存、瓷珠保存和短期斜面保存等。

长期保存通常推荐冻干或-70℃以下低温保存。甘油冻存管或商业瓷珠系统适合实验室建立储备菌株库。短期斜面保存可用于临时工作菌株，但不适合作为长期保存方式，因为传代和保存时间延长会增加菌株变化和污染风险。

菌株保存应做到一株一档，记录内容包括菌株名称、编号、来源、批号、证书、接收日期、复苏日期、保存方式、保存位置、传代次数、使用记录和废弃记录。对于关键菌株，还应定期进行纯度检查和特性确认。

七、传代控制：质控菌株不是越“熟”越好

传代次数是菌株质量控制的核心指标。很多标准和实验室质量体系要求质控菌株传代次数不得超过规定上限，常见做法是从官方菌种保藏机构获得的冻干菌株作为第0代，实验室每转接培养一次记为一代。

传代过多可能导致菌株生理状态变化。例如选择剂耐受性改变、显色反应变弱、生化反应异常、菌落形态变化、产酶能力下降或生长速度变化。对于培养基质控，这些变化可能被误认为培养基质量异常。

因此，实验室应建立“标准菌株—标准储备菌株—储备菌株—工作菌株”的层级管理，尽量减少传代次数。工作菌株使用到规定期限或规定代次后，应及时废弃，不得继续传代延用。

八、使用前确认：不能只看标签

每次使用质控菌株前，应确认菌株状态符合试验要求。至少应观察菌落是否纯净、形态是否典型、培养时间是否合适、是否存在杂菌污染。对于关键试验，还应进行革兰氏染色、氧化酶、过氧化氢酶、生化反应或特定培养基反应确认。

例如，用于大肠菌群培养基质控的大肠埃希氏菌应表现出典型生长和反应；用于沙门氏菌选择性培养基质控的鼠伤寒沙门氏菌应具有标准规定的典型菌落特征；用于抑制性评价的金黄色葡萄球菌、粪肠球菌或枯草芽孢杆菌，应能体现非目标菌抑制效果。

如果菌株活力弱、菌落异常、纯度可疑或反应不典型，应停止使用并调查原因。不能为了让培养基“通过质控”而选择状态不明或反应异常的菌株。

九、菌株污染和漂移的常见原因

质控菌株异常常见原因包括：传代次数过多，保存温度波动，冻融次数过多，活化培养基不适宜，培养时间过长，接种工具污染，操作中气溶胶交叉污染，标签混淆，菌株编号记录错误，或不同菌株在同一工作台同时操作造成交叉污染。

霉菌和芽孢菌尤其容易通过空气或台面造成污染；沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌等质控菌株还涉及实验室生物安全管理。使用质控菌株时，应根据菌株风险等级和实验室管理要求进行操作、消毒和废弃处理。

菌株一旦出现疑似混淆、污染或特性改变，不应继续使用。应从上一级储备菌株重新复苏，必要时重新购买标准菌株。

十、对培养基企业的质量管理意义

对于培养基生产企业，质控菌株管理是培养基性能评价的基础。培养基配方调整、原料供应商变更、灭菌工艺变化、干粉混合工艺变化、有效期验证和客户投诉复现，都需要稳定、可追溯的质控菌株体系支撑。

如果菌株体系不稳定，培养基质量判断就会失去基础。例如同一批培养基在不同时间质控结果差异大，可能并不是培养基本身变化，而是菌株活化状态、接种量、传代次数或菌悬液制备方式不同造成的。因此，培养基质控应同时控制培养基和菌株两个变量。

企业内部还应建立常用质控菌株清单，明确每株菌的用途、标准依据、培养条件、接种量范围、典型结果、传代上限和保存位置。对于新版标准中新增或修改的菌株编号，应及时评估对现有产品质控体系的影响。

结语

标准菌株和质控菌株是微生物实验室的“基准工具”。它们的作用不是简单提供阳性结果，而是用于证明培养基、试剂、方法和人员操作处于受控状态。

规范的菌株管理应覆盖来源、证书、活化、保存、传代、使用、确认和废弃全过程。对于食品微生物检验和培养基生产企业而言，只有菌株体系稳定可靠，培养基性能评价和检验结果才具有真正的可比性和可追溯性。