《Apunts Sports Medicine》：Isolation and characterization of novel
Yersinia ruckeri bacteriophages for potential use in aquaculture
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噬菌体YP3和YP10S2对弧菌病防控的潜力研究。通过分离、基因组分析和体外实验，证实二者对Yersinia ruckeri具有高裂解活性且无细胞毒性，口服给药保护率达70%，优于腹腔注射（56%），显示噬菌体疗法在替代抗生素和水产养殖稳定性方面的应用前景。
伊尔汉·阿尔蒂诺克（Ilhan Altinok）| 穆斯塔法·图雷（Mustafa Ture）| 迪莱克·乌斯塔奥格鲁（Dilek Ustaoglu）| 艾丝·切贝奇（Ayse Cebeci）| 拉菲特·恰格里·奥兹图尔克（Rafet ?a?r? ?ztürk）| 埃利夫·阿伊古尔（Elif Aygür）| 奥兹詹·卡尤苏兹（?zcan Kaygusuz）
土耳其卡拉德尼兹技术大学（Karadeniz Technical University）海洋科学学院渔业技术工程系，61530特拉布宗（Trabzon）
摘要
由Yersinia ruckeri引起的耶尔森菌病（yersiniosis）对水产养殖构成了重大威胁，尤其是对虹鳟鱼（Oncorhynchus mykiss）。本研究旨在分离、鉴定并评估两种新型的Y. ruckeri特异性噬菌体YP3和YP10S2S2的治疗潜力。这两种噬菌体的基因组均为双链DNA（dsDNA），YP3的基因组大小为36,990 bp，YP10S2的基因组大小为56,579 bp。系统基因组分析将YP10S2归类为Drexlerviridae科，但其属和种尚未确定；而YP3则被归入Caudoviricetes纲，但分类级别尚不明确。热稳定性和pH稳定性测试表明，这两种噬菌体在25°C的温度和pH 4–10的范围内具有最佳活性。体外实验显示它们具有高吸附效率、较短的潜伏期和强烈的裂解活性。对EPC细胞的细胞毒性测试未发现不良反应，证实了噬菌体的安全性。鱼类实验表明，口服含有噬菌体的饲料可提供70%的保护效果，优于腹腔注射（56%），这表明口服噬菌体疗法是一种更有效的疾病控制策略。这些结果表明，由于YP3和YP10S2具有针对性、稳定性和对Y. ruckeri的有效性，它们成为水产养殖中噬菌体疗法的有希望的候选者，为治疗鱼类细菌性疾病提供了可行的替代方案。
引言
水产养殖已成为全球食品生产的关键领域，为人类提供了主要的蛋白质来源，并支持着全球经济的发展。该行业经历了快速增长，全球水产养殖产量从2010年的7800万吨增加到2022年的2.232亿吨（FAO，2024年）。2022年，水产养殖占全球水生动物总产量的51%，其中89%用于人类消费（FAO，2024年）。然而，维持水产养殖的可持续性仍是一个重大挑战，尤其是在环境和经济方面。集约化养殖方式导致栖息地退化、污染以及疾病暴发的增加。高密度养殖、活体动物转移和不足的疾病管理策略进一步加剧了这些问题。疾病控制的一个主要限制是缺乏有效的治疗方法和疫苗。
在水产养殖中，Yersinia ruckeri是一种常见的细菌病原体，它是耶尔森菌病（肠道红嘴病）的致病菌，对鲑科鱼类（如虹鳟鱼和大西洋鲑鱼）尤其有害。该菌也在全球其他水生物种中被检测到（Huang等人，2014年；Ormsby等人，2016年；?ztürk和Altinok，2014年；Pajdak-Czaus等人，2019年）。该疾病的症状包括眼球突出、出血以及口部和鳃部周围出现红色变色（Ormsby等人，2016年）。疾病暴发可能导致高死亡率，造成严重的经济损失（Kayis等人，2009a）。此外，Y. ruckeri在水生环境中持续存在，使其易于传播并使疾病管理变得复杂（Calderón等人，2024年）。受污染的鱼类产品也可能对公共卫生构成风险（Chlebicz和Slizewska，2018年）。
传统上，抗生素一直是水产养殖中控制细菌性疾病的主要手段，以确保鱼类的健康和福利（Capkin等人，2017年）。然而，环境压力因素（包括人为干扰和与气候相关的温度波动）增加了鱼类对细菌感染的易感性（Marcos-López等人，2010年）。尽管抗生素仍然有效，但过度使用导致了耐抗生素菌株的出现，这对水产养殖的可持续性和公共卫生都带来了严重关切（Shao等人，2021年；Ture等人，2018年）。因此，人们越来越关注替代性的疾病控制策略（Hoseinifar等人，2024年）。益生菌、益生元、免疫刺激剂和噬菌体等方法为疾病管理提供了有希望的解决方案，同时减少了对抗生素的依赖。
噬菌体是一种能够特异性感染并裂解细菌的病毒，为抗生素提供了一种环境可持续的替代方案（Kowalska等人，2020年）。这些病毒在多种生态系统中自然调节细菌种群（Guerrero等人，2021年），尤其是在水生环境中（包括废水和污水中）数量丰富（Ballesté等人，2022年）。先前的研究已经分离并鉴定了Y. ruckeri特异性噬菌体（Ahmadpour等人，2016年；Leskinen等人，2020年；Stevenson和Airdrie，1984年；Welch，2020年），但它们对临床Y. ruckeri菌株的裂解潜力仍很大程度上未知。虽然裂解性噬菌体为细菌性疾病控制提供了有希望的替代方案，但由于细菌的耐药机制，单一噬菌体可能无法始终有效地消除病原体。此外，许多噬菌体表现出对不同菌株的特异性（Aghaee等人，2021年）。为了克服这些限制，使用针对不同菌株的多种噬菌体组合或利用多种裂解机制的噬菌体混合物可以提供更强大的方法。这种方法提高了病原体的靶向效果，并降低了耐药性发展的风险。
在这项研究中，从深海废水排放系统的预处理设施中分离出了两种新型的Y. ruckeri特异性裂解噬菌体YP3和YP10S2。对其动力学、表型、基因组和细胞毒性特性进行了鉴定，并评估了噬菌体混合物疗法治疗耶尔森菌病的效果。
章节片段
细菌菌株、接种物制备和物种确认
用于噬菌体分离和裂解活性测试的细菌菌株列于表1中。所有细菌菌株在使用前均保存在?80°C。将细菌接种在Tryptic Soy Agar（TSA，Merck，德国）平板上，并在25°C下培养三天以确保培养纯度。整个研究过程中，平板保存在4°C，并作为工作菌株使用。菌株的身份通过基因型和生化特征进行了确认。
噬菌体分离、形态学特征和宿主范围
从深海排放系统的预处理设施中分离出了两种新型噬菌体，这些噬菌体经过针对九种Y. ruckeri菌株的筛选。透射电子显微镜（TEM）观察显示，这些噬菌体具有二十面体衣壳（直径50–80 nm），以及长度为150–160 nm的细长且可收缩的尾部（图1）。根据其对Y. ruckeri菌株的特异性，这些噬菌体被命名为YP3和YP10S2。如表1所示，九种Y.
讨论
噬菌体疗法已经存在了一个多世纪，但在很长一段时间里并未受到研究人员的充分关注。然而，最近由于噬菌体作为抗生素替代品在各种应用中的潜力，特别是在水产养殖领域（在那里使用广谱抗菌剂可能会阻碍幼体发育并破坏微生物平衡），人们对噬菌体疗法重新产生了兴趣（Culot等人，2019年）。抗生素的过度使用导致了耐药菌株的传播...
结论
本研究强调了噬菌体疗法作为控制水产养殖中Y. ruckeri感染的有效且环境可持续方法的潜力。新分离和鉴定的两种噬菌体YP3和YP10S2表现出强烈的裂解活性、高宿主特异性以及适合治疗的生物学特性。体外和体内实验均证实了它们的有效性。口服噬菌体混合物显著降低了鱼类死亡率...
CRediT作者贡献声明
伊尔汉·阿尔蒂诺克（Ilhan Altinok）：撰写 – 审稿与编辑、监督、资源管理、项目协调、资金筹集、概念构思。穆斯塔法·图雷（Mustafa Ture）：撰写 – 审稿与编辑、验证、实验研究。迪莱克·乌斯塔奥格鲁（Dilek Ustaoglu）：撰写 – 审稿与编辑、实验研究。艾丝·切贝奇（Ayse Cebeci）：撰写 – 审稿与编辑、实验研究。拉菲特·恰格里·奥兹图尔克（Rafet ?a?r? ?ztürk）：撰写 – 初稿撰写、数据可视化、项目协调。埃利夫·阿伊古尔（Elif Aygür）：实验研究。奥兹詹·卡尤苏兹（?zcan Kaygusuz）：实验研究。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了卡拉德尼兹技术大学科学研究项目协调单位的资助（项目编号：FBA-2022-10413）。
