新型噬菌体pVp-JHP1101的特性及其在控制蛤蜊中副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）生物防治中的应用

《LWT》：Characterization of a novel bacteriophage pVp-JHP1101 and its application for biocontrol of Vibrio parahaemolyticus in clams

　　噬菌体pVp-JHP1101从牡蛎中分离，基因组分析显示属新属Pvpjhpvirus，无抗性基因，热稳定性广（-20°C至50°C），pH耐受3-11，对V. parahaemolyticus在4°C和27°C下分别实现72小时清除和3.53 log CFU/g抑制，适用于食品工业生物防控。

　　本研究围绕一种新型的噬菌体pVp-JHP1101展开，该噬菌体专门针对一种引起食物中毒的病原体——副溶血性弧菌（*Vibrio parahaemolyticus*）SNUVpS-1。副溶血性弧菌是一种广泛存在于海洋及河口环境中的嗜盐性细菌，它在贝类中尤为常见，如蛤蜊、牡蛎和贻贝。这种细菌可以通过食用生的或未充分烹饪的贝类引发胃肠道感染，主要症状包括腹泻、呕吐和腹痛，严重时可能导致系统性感染。随着全球对贝类需求的增加，这种细菌对公共健康的威胁也日益凸显。

近年来，副溶血性弧菌对多种抗生素表现出耐药性，这使得传统的抗生素治疗变得低效，进而增加了食品安全问题的复杂性。为应对这一挑战，噬菌体作为一种天然的生物控制手段被广泛关注。噬菌体能够特异性地感染目标细菌，从而有效减少其数量，同时避免抗生素耐药性问题。因此，寻找高效、安全的噬菌体成为食品安全领域的重要研究方向。

在本研究中，研究人员从韩国济州岛的海水中分离出噬菌体pVp-JHP1101，并对其进行了详细的生物学和基因组分析。结果显示，该噬菌体能够有效地抑制副溶血性弧菌的生长，且在多种环境条件下表现出良好的稳定性。通过透射电子显微镜（TEM）分析，发现pVp-JHP1101具有典型的尾部结构，属于“尾噬菌体”（Caudovirales）这一分类。其衣壳直径为145.5纳米，尾部长度为265.8纳米，这些特征使其在同类噬菌体中显得较为特殊。

为了评估噬菌体在实际应用中的潜力，研究人员进一步测试了其在贝类湿包装条件下的稳定性。实验中，pVp-JHP1101在4°C和27°C的环境下均表现出较高的稳定性，能够维持其感染能力达24小时以上。此外，该噬菌体在广泛的pH范围内（pH 3至11）也能保持活性，这表明其适用于多种储存和运输条件。在4°C条件下，经过72小时的处理，pVp-JHP1101能够完全清除副溶血性弧菌，而在27°C条件下，其在72小时内可减少3.53个对数单位的菌落数。这些数据表明，该噬菌体在实际应用中具有良好的效果。

基因组分析显示，pVp-JHP1101的基因组长度为230,423个碱基对，包含261个开放阅读框（ORFs）。值得注意的是，该噬菌体基因组中未检测到tRNA基因、毒力因子或抗生素耐药基因，这为其在食品工业中的应用提供了安全性的支持。此外，该噬菌体还编码了一个可能的“核衣壳蛋白”，该蛋白可能在感染过程中起到保护噬菌体基因组的作用，使其能够逃避宿主的防御机制，如CRISPR-Cas系统和限制性内切酶。这一特性可能与一些已知的大型噬菌体相似，但其功能尚未完全验证。

通过比较基因组和蛋白序列，研究人员发现pVp-JHP1101与已知的其他副溶血性弧菌噬菌体（如pVa-21、vB_ValS_X1和vB_VpS_PG07）相比，具有显著的差异。这表明pVp-JHP1101可能属于一个新的噬菌体属。基于这些数据，研究团队提出了“Pvpjhpvirus”这一新属的命名，并认为pVp-JHP1101是该属的代表成员。

进一步的实验表明，pVp-JHP1101对副溶血性弧菌的抑制效果不仅限于实验室环境，其在实际贝类产品中的应用也显示出良好的效果。在4°C条件下，噬菌体处理后，副溶血性弧菌的菌落数显著下降，而在27°C条件下，虽然菌落数在初期有所上升，但随后逐渐减少。这种动态变化可能反映了宿主与噬菌体之间的“军备竞赛”现象，即在一定时间内细菌可能短暂地增殖，但随后会被噬菌体有效控制。这种特性使得pVp-JHP1101在实际应用中具有较大的灵活性和适应性。

此外，研究还探讨了pVp-JHP1101在贝类供应链中的应用潜力。考虑到现代食品工业中贝类通常采用湿包装运输，研究人员模拟了这一过程，测试了噬菌体在不同温度和pH条件下的稳定性。结果显示，即使在不理想的储存条件下，如27°C的环境中，pVp-JHP1101仍然能够保持其活性。这一发现为噬菌体在食品工业中的广泛应用提供了理论依据。

在实际应用中，噬菌体的使用需要考虑其对多种细菌的感染范围。pVp-JHP1101虽然表现出对副溶血性弧菌及其相关菌株的高效感染能力，但其对其他副溶血性弧菌以外的菌株感染能力有限。这表明，pVp-JHP1101可能更适合用于特定的食品安全管理场景，而不是作为广谱的生物控制手段。为了提高其应用范围，研究团队建议通过噬菌体混合使用（cocktail）或基因工程手段，如调整吸附决定因子，来增强其对多种病原菌的控制能力。

总体而言，pVp-JHP1101作为一种新型噬菌体，展现出在食品安全领域的重要应用潜力。其在实验室和实际应用中的良好表现，以及在多种环境条件下的稳定性，使其成为一种有前景的生物控制工具。然而，进一步的研究仍需关注其在实际应用中的长期效果、可能的耐药性发展以及在不同贝类品种中的适用性。这些研究将有助于更全面地评估该噬菌体的潜力，并推动其在食品工业中的实际应用。