冷冻浆果中鼠诺如病毒qRT-PCR检测值与感染性的相关性研究:对食源性病毒风险评估的启示

《Food and Environmental Virology》:Correlation Between Infectivity and qRT-PCR Values for Murine Norovirus Recovered from Frozen Berries

【字体: 时间:2025年11月01日 来源:Food and Environmental Virology 2.7

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  本研究针对冷冻浆果中人类诺如病毒(HuNoV)检测依赖qRT-PCR技术无法区分病毒活性的问题,以鼠诺如病毒(MNV)为替代模型,通过ISO 15216:2017方法系统分析病毒载量与感染性的关联。结果表明qRT-PCR检测灵敏度(1.0 log PFU/25 g)较细胞培养法(3.1 log PFU/25 g)高2个数量级,且高Ct值(>35)样本多对应非感染性病毒颗粒。该研究为解读食源性疾病监测数据提供了关键实验依据,对公共卫生决策具有重要警示意义。

  
每当食源性疾病爆发时,冷冻浆果往往是可疑的罪魁祸首,而人类诺如病毒(Human Norovirus, HuNoV)则是引起急性胃肠炎的头号病原体。全球范围内,数以百万计的人群每年遭受其困扰,特别是儿童、老年人和免疫力低下者可能面临更严重的健康威胁。过去二十年间,多起诺如病毒爆发事件被追溯至受污染的浆果,尤其是草莓和覆盆子,研究表明病毒能牢固附着在这些浆果表面。
目前,食品安全监管机构主要依赖定量逆转录聚合酶链反应(quantitative reverse transcription PCR, qRT-PCR)技术对高风险食品进行监测。然而,这一方法存在显著局限:它只能检测病毒基因组片段,无法区分具有感染能力的完整病毒颗粒与已失活的病毒残骸。这就导致监测数据在风险评估时产生巨大不确定性——qRT-PCR检测呈阳性的样品,是否真的具有传播疾病的风险?在缺乏流行病学证据支持的情况下,高Ct值(循环阈值)的检测结果尤其令人困惑。此前已有研究提示,消费者摄入含有120-252基因组拷贝/克的浆果后并未出现症状,暗示食品中可能存在大量非感染性病毒RNA。
为厘清检测信号与实际感染风险之间的关系,加拿大卫生部微生物学实验室的Daniel Plante等研究人员在《Food and Environmental Virology》上发表了最新成果。他们以鼠诺如病毒(Murine Norovirus, MNV)作为HuNoV的替代模型,系统分析了从冷冻浆果中回收的病毒其qRT-PCR检测值与感染性之间的相关性。选择MNV而非HuNoV的原因在于,目前人类肠道类器官(Human Intestinal Enteroids, HIE)培养系统需要高接种量,且对自然污染中常见的低病毒载量(2-3 log基因组拷贝/克)检测一致性不佳。
研究团队采用ISO 15216:2017标准方法进行病毒回收,通过空斑试验(plaque assay)定量感染性病毒,同时利用qRT-PCR检测病毒RNA。该标准方法包括样品制备(病毒浓缩和核酸提取)以及病毒基因组检测与定量两大步骤。针对冷冻覆盆子和草莓两种基质,研究人员人工接种了不同浓度的MNV(7.1-1.0 log PFU/25 g),比较了两种检测方法的灵敏度差异和回收效率。
确定覆盆子上的检测限(LOD)
通过系统测试不同接种浓度,研究人员发现空斑试验的检测限为3.1 log PFU/25 g,低于此浓度时无法稳定检测到感染性病毒。而qRT-PCR的灵敏度显著更高,可检测至1.0 log PFU/25 g(对应Ct值为36.7±0.6),两者相差约2个数量级。感染性病毒的回收率在检测限以上浓度范围内介于10%-45%之间,均显著高于ISO 15216规定的最低阈值(1%)。RNA稀释实验显示PCR抑制可忽略不计,未稀释RNA的检测效果更佳。
草莓中的病毒提取
比较研究显示,冷冻草莓与覆盆子在病毒回收效率上无显著差异。中低接种浓度下,两种浆果通过空斑试验和qRT-PCR获得的病毒回收率极为相似,仅在高接种浓度时qRT-PCR检测结果出现显著差异。这一发现表明不同浆果基质对MNV回收效率影响有限,研究结果具有较好的普适性。
讨论部分深入剖析了qRT-PCR检测结果与实际风险之间的脱节现象。2个数量级的灵敏度差异提示,qRT-PCR检测到的病毒基因组中有相当一部分不代表具有感染性的完整病毒颗粒。这可能由于以下原因:检测到的RNA可能来自已破损的病毒颗粒;或者一个空斑形成单位(plaque-forming unit, PFU)可能包含多个病毒颗粒的基因组聚集物。
研究数据与实际情况高度吻合:多项监测研究报道的浆果中HuNoV阳性样本Ct值多高于35(如加拿大监测为33.9-42.2,美国FDA数据达40.75-49.98),而此类高Ct值样本通常难以通过培养方法验证其感染性,也难以进行基因组测序追溯病毒来源。值得注意的是,与爆发事件相关的食品样本通常病毒载量较高(约高出1个数量级),而监测中发现的高Ct值阳性结果可能仅指示病毒暴露风险,而非实际感染威胁。
该研究强调,在解读食品安全监测数据时需格外谨慎,特别是当qRT-PCR结果显示高Ct值时。从风险管理角度,阳性qRT-PCR结果应视为潜在暴露风险的提示,而非必然感染威胁的确认。缺乏流行病学证据支持时,单一依赖分子检测结果进行公共卫生决策可能导致过度反应。未来研究需进一步明确食品中病毒基因组拷贝数与人类疾病剂量反应关系,为制定更科学的食品安全标准提供依据。
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