新型靶向欧洲常见沙门氏菌噬菌体的特性鉴定与治疗潜力：保障食品安全与公众健康的新希望

《Scientific Reports》：Characterization and therapeutic potential of newly isolated bacteriophages targeting the most common Salmonella serovars in Europe

沙门氏菌引发的食源性疾病在欧洲呈上升趋势，抗菌药物耐药问题加剧。研究人员开展 “Characterization and therapeutic potential of newly isolated bacteriophages targeting the most common Salmonella serovars in Europe” 的研究。结果发现 5 种新噬菌体可裂解多种沙门氏菌血清型，遗传安全且物理稳定，为噬菌体治疗及生物防控提供了新选择。

　　在食品安全领域，沙门氏菌是个让人头疼的 “大麻烦”。世界卫生组织（WHO）估计，每年约有 5.5 亿人因食用不安全食品而患上胃肠道疾病，沙门氏菌便是引发这类疾病的 “罪魁祸首” 之一。在欧洲，沙门氏菌导致的食物中毒事件频繁发生，2022 年，它更是成为欧盟食源性疾病爆发（FBO）中最常见的病原体。不仅如此，沙门氏菌感染还严重影响人们的生活质量，仅在 2022 年，欧盟就有 65208 例沙门氏菌病病例，11287 人住院，81 人死亡。同时，抗菌药物耐药性（AMR）问题日益严峻，世界卫生组织预测，到 2050 年，人类主要死因可能是由耐药菌引起的感染。沙门氏菌因部分菌株对氟喹诺酮耐药，被列为高优先级研究病原体。在这样的背景下，噬菌体疗法作为一种有前景的替代抗生素的方法，受到了广泛关注。

西班牙的研究人员针对这一情况，开展了对新型沙门氏菌噬菌体的研究。他们从动物源中分离出 5 种噬菌体，并对其进行了全面的表型和基因特征分析。研究发现，这 5 种噬菌体在广泛的温度和 pH 范围内具有物理稳定性，能够有效裂解 12 种不同的沙门氏菌血清型，包括近年来欧盟最流行的血清型以及从现场分离出的多重耐药菌株。基因组分析表明，这些噬菌体属于不同的属，且均不含有害序列，如毒力因子、抗生素耐药基因或温和噬菌体标记。这一研究成果发表在《Scientific Reports》上，为噬菌体疗法和基于噬菌体的沙门氏菌根除策略提供了有潜力的候选方案，有望提升食品安全和公众健康水平。

在研究过程中，研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，从不同动物生产来源收集样本，包括家禽粪便和屠宰场废水等，分离出噬菌体；然后，利用透射电子显微镜（TEM）对噬菌体进行成像和形态学分类；通过全基因组测序和生物信息学分析，确定噬菌体的基因组特征、分类地位以及潜在功能。

下面来详细看看研究结果：

1. 抗菌药物敏感性测试：对 42 株挑战菌株（CS）进行测试，48% 的菌株对至少一种抗生素耐药，17% 被归类为多重耐药（MDR）。MDR 菌株中，鼠伤寒沙门氏菌（S. Typhimurium）、单相鼠伤寒沙门氏菌（mST）等血清型耐药数量最多。耐药率较高的抗生素包括四环素类（29%）、喹诺酮类（环丙沙星（CIP）26%、萘啶酸（NAL）26%）等。
2. 噬菌体分离与增殖：对 120 个样本进行测试，在 15.83% 的样本中检测到噬菌体，最终选择 5 种噬菌体进行深入研究。这些噬菌体分别从不同样本中分离得到，如肉鸡粪便、猪屠宰场废水等。
3. 噬菌斑形态和噬菌体成像：所有噬菌体在双层琼脂（DLA）平板上形成独特的噬菌斑。通过 TEM 成像，发现 vB_CECAV_041 和 vB_CECAV_050 属于肌尾噬菌体（Myoviruses），vB_CECAV_044 和 vB_CECAV_048 属于长尾噬菌体（Siphoviruses），vB_CECAV_058 属于短尾噬菌体（Podovirus）。
4. 宿主范围和接种效率：对 5 种噬菌体的宿主范围和接种效率（EOP）进行评估，发现 80.95%（34/42）的 CS 至少被一种噬菌体裂解。不同噬菌体的宿主范围有所差异，如 vB_CECAV_041 能裂解 10/14 种血清型的菌株。
5. 热稳定性和 pH 稳定性：所有噬菌体在 - 80°C 至 60°C 之间保持稳定，在 70°C 及以上时滴度显著下降。在 pH 稳定性方面，不同噬菌体的稳定范围有所不同，如 vB_CECAV_041 在 pH 4 - 11 之间稳定。
6. 感染动力学：所有噬菌体都能延迟宿主菌的指数生长阶段 2 - 6 小时，且不同感染复数（MOI）对指数生长阶段的时间影响不明显。
7. 一步生长实验：不同噬菌体的裂解量和裂解时间存在差异。vB_CECAV_058 的裂解量最大，约为 1525 PFU/cell，vB_CECAV_041、vB_CECAV_044 和 vB_CECAV_048 能在接种后 30 分钟内完成生命周期，而 vB_CECAV_050 和 vB_CECAV_058 分别需要 50 分钟和 70 分钟。
8. 基因组分析和噬菌体分类：通过 BLAST 比较和系统发育分析，确定 vB_CECAV_041 属于 Felixounavirus 属，vB_CECAV_044 属于 Cornellvirus 属，vB_CECAV_048 属于 Skatevirus 属，vB_CECAV_050 属于 Agtrevirus 属，vB_CECAV_058 属于 Berlinvirus 属。基因组分析还发现，部分噬菌体编码解聚酶，且所有噬菌体均为严格的裂解性感染周期，不含有害基因。

研究结论和讨论部分表明，这 5 种新分离的噬菌体具有重要的应用潜力。它们能够裂解多种沙门氏菌血清型，有助于减少人畜共患病菌的传播，降低食源性疾病风险，还能缓解对抗菌药物替代品的迫切需求。同时，噬菌体的物理稳定性使其可作为稳定的表面消毒剂，也适用于噬菌体疗法中的各种配方。然而，研究也发现一些问题，如 vB_CECAV_048 和 vB_CECAV_050 虽来自同一废水样本且宿主范围相似，但经鉴定为不同噬菌体，这凸显了深入全面表征噬菌体的重要性。此外，基因组分析显示部分噬菌体与参考基因组的相似性较低，提示可能需要对某些噬菌体属进行分类学修订。总体而言，该研究为沙门氏菌的生物防控和噬菌体疗法提供了新的思路和工具，对保障食品安全和公众健康具有重要意义。