南非新型粘质沙雷氏菌噬菌体WR01的发现及其在防控农产品耐药菌污染中的应用潜力

为解决抗生素耐药性粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）污染新鲜农产品的问题，南非研究团队从河流中分离出烈性噬菌体WR01（Myosmarvirus属），通过全基因组测序和电镜分析证实其安全性（无溶原/毒力基因），并在模拟食品加工环境中验证其对番茄和不锈钢表面生物膜的清除能力（log 3降幅）。该研究为食品工业提供了新型绿色防控工具，相关成果发表于《Food Control》。

　　

研究背景
新鲜农产品如番茄因富含维生素而广受推崇，但近年研究发现其可能成为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）的传播载体。这种属于SPICE（Serratia, Pseudomonas, Acinetobacter, Citrobacter, Enterobacter）耐药菌群的病原体，不仅能通过血溶素和生物膜抵抗消毒剂，还对碳青霉烯类等抗生素产生耐药性。传统氯消毒法存在环境残留风险，而噬菌体因其特异性裂解能力被WHO推荐为替代方案。然而，现有63种粘质沙雷氏菌噬菌体中，极少有针对农产品污染场景的研究。

南非国家研究基金会支持的研究团队首次从当地河流分离出烈性噬菌体WR01，通过多组学技术验证其对耐药菌株Tom1（源自番茄）的清除效能。研究聚焦三个核心问题：噬菌体的遗传安全性、环境稳定性（pH/温度），以及在实际污染场景（番茄/不锈钢）中的生物膜干预能力。

关键技术
研究采用透射电镜（TEM）观察噬菌体形态，全基因组测序分析基因功能（67,868 bp，GC含量49.9%），结晶紫染色定量生物膜，扫描电镜（SEM）观察生物膜结构，并模拟番茄表面污染实验评估实际应用效果。

研究结果

1. 噬菌体分离与特性
   WR01呈现二十面体头部和短尾结构，属于Myosmarvirus属。潜伏期仅15分钟，爆发量达109病毒颗粒/细胞，在40°C和pH 4-8条件下保持稳定。基因组分析未检测到溶原性（lysogeny）或毒力基因。

2. 生物膜抑制实验
   结晶紫实验显示，WR01使初期生物膜减少78%（不锈钢）和65%（聚丙烯），成熟生物膜降解率达62%。SEM图像证实噬菌体穿透胞外聚合物（EPS）直接攻击菌体。

3. 实际场景应用
   人工污染番茄经12小时WR01处理后，菌落数降低3个对数级（从10⁷ CFU/cm²降至10⁴ CFU/cm²），且处理后的番茄表面未检出噬菌体残留。

结论与意义
该研究首次证实Myosmarvirus属噬菌体在食品安全领域的应用潜力。WR01的短潜伏期和大爆发量使其适合快速响应污染事件，而pH/温度稳定性契合农产品加工环境需求。尤其值得注意的是，其对不锈钢表面生物膜的清除效果，为食品工厂设备消毒提供了新思路。由于WR01基因组不含水平转移风险基因，符合GRAS（Generally Recognized As Safe）标准，未来可开发为商业化制剂（如类似Salmofresh的噬菌体产品）。研究为应对WHO警示的"后抗生素时代"耐药菌挑战提供了具操作性的解决方案。