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近年來，食源性疾病已逐漸成為全球食品安全的首要問題，嚴重威脅公共健康和影響經(jīng)濟發(fā)展，引起食源性疾病的主要病原菌有大腸桿菌、李斯特菌、沙門菌和彎曲桿菌等[1]。目前預防和治療該類細菌感染的首選還是抗生素，但隨著抗菌藥物的長期廣泛、不合理使用后，耐藥傳播及藥物殘留等問題越來越尖銳。另一方面，由于生活方式的改變，如對新鮮食物和即食食品消費的提高，增加了這些食源性病原菌從農(nóng)場到餐桌流通的風險[2]。我國致力于改善和加強食品安全的監(jiān)管，比如針對終端產(chǎn)品的重點抽查，但對食源性疾病的基礎設施和監(jiān)管能力仍有很大上升空間[3]。這些問題使我們不得不尋找針對食源性病原菌更加安全高效且無污染的防控手段。

噬菌體是一種能夠特異性吸附感染細菌的病毒，廣泛存在于地球上，數(shù)量可達1031左右[4]。因其獨特的裂解機制被認為是一種抗菌物質(zhì)，但相比于抗生素而言，噬菌體具有嚴格的宿主特異性、指數(shù)增殖、數(shù)目龐大等特性受到研究人員的關注，此外研發(fā)時間短、成本低、安全無污染等優(yōu)勢使得噬菌體有望成為新的抗菌工具。

美國和西方一些國家對于將噬菌體作為食源性病原菌防控手段的評估更趨完善。科研人員利用噬菌體對食品，尤其是動物性產(chǎn)品在其養(yǎng)殖、屠宰、運輸、儲備及食用過程中的各個環(huán)節(jié)可能受到的細菌污染進行防控，取得豐碩果實。越來越多噬菌體產(chǎn)品已通過審批，廣泛應用于生產(chǎn)實踐中，如表1。

表1 噬菌體產(chǎn)品名稱Tab.1 Phage products

1 噬菌體對家禽及其產(chǎn)品中的應用

2014年，El-Gohary[16]等將肉雞暴露于大腸桿菌環(huán)境中，使其間接感染大腸桿菌，然后將噬菌體噴灑到接種大腸桿菌的褥草上，觀察肉雞的狀態(tài)，3周齡時發(fā)現(xiàn)實驗組肉雞與對照組(不噴灑噬菌體)相比死亡率降低、體重增加、且未觀察到噬菌體對肉雞有不良作用。

2004年和2005年，Atterbury等[17]從屠宰場、家禽農(nóng)場及廢水中分離得到 232株沙門菌噬菌體，對其中宿主譜最寬的3株噬菌體進行清除雞體內(nèi)沙門菌定植的研究。相比于對照組，實驗組腸炎沙門菌和鼠傷寒沙門菌分別減少1.53±2.38 log10CFU/g，3.48±1.88 log10CFU/g(P<0.000 1)，在24 h內(nèi)，3株噬菌體均可顯著地降低雞體內(nèi)腸炎沙門菌和鼠傷寒沙門菌的定植。

Spricigo[18]等使用包含3種烈性噬菌體UAB_Phi20，UAB_Phi78，UAB_Phi87的沙門菌噬菌體混合制劑，用于減少雞胸肉、鮮雞蛋等的沙門菌污染。雞胸肉首先在沙門菌菌液浸泡5 min，隨后在含有100 mL噬菌體混合物的無菌袋中攪拌5 min，并4 ℃冷藏7 d，結(jié)果后腸炎沙門菌和鼠傷寒沙門菌分別降低0.9 log10CFU/g和2.2 log10CFU/g(P≤0.000 1)。同樣的方法處理雞蛋，25 ℃孵育2 h后，腸炎沙門菌和鼠傷寒沙門菌降低約0.9 log10CFU/cm2(P≤0.005)。

2 噬菌體在家畜及其產(chǎn)品中的應用

龐亮亮[19]等對豬鏈球菌2型及其烈性噬菌體SMP進行定量與定性的研究，通用噬菌體SMP治療豬鏈球菌攻擊后的CD1小鼠，噬菌體不僅對豬鏈球菌有殺菌作用，同時會降低細菌高峰期的峰值，對小鼠具有明顯的保護作用。

Coffey[20]等研究噬菌體e11/2和e4/1c組成混合制劑對牛皮毛上大腸桿菌 O157∶H7的抑菌效果。研究中分別以噬菌體混合制劑和水為實驗組和對照組，噴灑于接種大腸桿菌 O157∶H7的牛皮(20 cm × 20 cm)，1 h后，相比于對照組，實驗組牛皮毛上的大腸桿菌 O157∶H7顯著降低。2007 年，美國農(nóng)業(yè)部(USDA) 批準了Omnilytics 公司生產(chǎn)的針對大腸桿菌O157∶H7、沙門菌的噬菌體產(chǎn)品作為噴霧或清洗劑，用于消減宰前牛體表的病原微生物[15]。這為噬菌體制劑成為商業(yè)化產(chǎn)品應用于控制細菌性疾病邁出了重要的一步。

3 噬菌體在果蔬、器皿中的應用

Abuladze[21]等研究使用3種噬菌體(ECML-4，ECML-117，ECML-134)混合制劑ECP-100控制番茄、菠菜、西蘭花中大腸桿菌O157∶H7的污染。研究中使用包含不同滴度的噬菌體混合物(1010、109、108PFU/mL)處理樣品5 min后，番茄、菠菜、西蘭花中大腸桿菌的減少范圍可達94%～100%，表明噬菌體混合物有助于減少水果、蔬菜中的大腸桿菌O157∶H7污染。在2011年ECP-100，商業(yè)名稱為EcoShieldTM已經(jīng)得到美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)的批準作為食品添加劑用于控制紅肉中大腸桿菌O157∶H7的污染。

Soni[22]等研究噬菌體 P100 對生物膜條件下李斯特菌的抑制作用，結(jié)果顯示代表13種不同血清型的21株單核細胞增生李斯特菌顯著減少。在不銹鋼表面，同樣經(jīng)噬菌體處理后，單核細胞增生李斯特菌減少3.5-5.4 log10CFU/cm2，研究結(jié)果表明噬菌體P100對不銹鋼等食品器具表面生物膜下的單核細胞增生李斯特菌具有一定的抑菌作用。鑒于對噬菌體P100的安全性評估及抗菌效果的認可，美國FDA和USDA批準LISTEX P100可作為一種天然抗菌物質(zhì)應用于所有食品生產(chǎn)中對李斯特菌的控制。

李錦銓[23]等利用噬菌體LPSE1、LPST10及兩者混合物分別評估其對牛奶、火腿和生菜污染的腸炎沙門菌和鼠傷寒沙門菌的削減能力。牛奶和火腿的實驗中，在MOI=1和MOI=100條件下處理6 h后，腸炎沙門菌和鼠傷寒沙門菌的削減約1-5 log10CFU/mL，而生菜在處理0-5 h后，細菌數(shù)量隨處理時間的增加逐漸減少，當MOI=100時，菌量在短時間內(nèi)可減少0.3-0.6 log10CFU/mL，抑菌效果明顯。

4 噬菌體裂解酶在食品中的應用

自20世紀50年代第一次發(fā)現(xiàn)噬菌體裂解酶到目前為止，陸續(xù)出現(xiàn)關于噬菌體裂解酶的研究報道，包括金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、大腸桿菌O157、副溶血性弧菌、沙門菌等[24-25]。Obeso[24]等將裂解酶lysH5成功克隆表達并表明其對于牛奶中生長的金黃色葡萄球菌有明顯的殺菌效果，且不會影響不同屬的其他細菌。這是首次評估噬菌體抗微生物活性的研究，該酶可以作為新型的生物防治策略應用于乳制品。

2013年，Micreos推出了全球第一個基于噬菌體裂解酶的人類健康產(chǎn)品，名為StaphefektTM，它專門針對金黃色葡萄球菌，包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)，Micreos同時開發(fā)了含有Staphefekt的一系列霜和凝膠，同屬于品牌Gladskin。研究顯示每天使用Gladskin可抑制皮膚上的金黃色葡萄球菌，減輕相關的炎癥癥狀，并且不會傷害皮膚上的有益微生物。

國內(nèi)有關于噬菌體裂解酶的報道逐漸增多。李萌[25]成功克隆表達裂解酶LysSTP4，進一步研究后，LsySTP4比源噬菌體的裂解譜更寬泛，與膜通透劑 EDTA協(xié)同作用能夠有效抑制沙門菌的生長。顧敏敬[26]表達并純化針對MRSA的噬菌體裂解酶LysGH15，在小鼠體內(nèi)給予50 μg時，LysGH15 即可有效的保護菌血癥狀態(tài)的小鼠。

噬菌體裂解酶以較小的量發(fā)揮巨大作用，同時可以避免噬菌體本身所具有的抗原性。毋庸置疑，噬菌體裂解酶的研究開發(fā)表現(xiàn)出極大的應用前景。

5 展 望

綜上所述，應用噬菌體及其相關蛋白作為治療手段控制食品中病原菌是可行、無污染、且極具發(fā)展空間的方法。噬菌體和噬菌體裂解酶具有特異性強、效率高、吸收分布好等特點，使得以噬菌體為基礎的療法成為可能。但依然有許多因素限制其發(fā)展，例如噬菌體存在嚴格的宿主特異性，是造成其宿主譜狹窄的主要原因，單獨使用顯然缺乏力度且使用范圍受到限制，其次噬菌體同樣存在突變或失活、噬菌體制劑保存、可能會促進耐藥基因擴散等問題。針對其不足，研究者們提出許多應對策略，拓寬宿主譜、確認并完善噬菌體的安全評估、開發(fā)裂解酶防治細菌感染的技術(shù)、降低裂解酶研制成本等將成為今后的主要研究方向。這樣以噬菌體治療作為新型的抗菌工具既可充分發(fā)揮其天然優(yōu)勢，又可通過基因工程等其他方法克服不足，揚長避短，使噬菌體及其相關酶的應用范圍更為廣闊，亦更加靈活。