crAss样噬菌体作为环境及消毒条件下抗生素抗性基因指示剂的评估研究

为解决废水系统中抗生素抗性基因(ARGs)传播的监测难题，研究人员以crAss样噬菌体(p-crAssphage和crAssBcn)为研究对象，通过季节性中宇宙实验和消毒处理(UV、氯化和热处理)，发现crAssBcn噬菌体在环境持久性和ARGs指示能力上优于传统指标，为人类源ARGs的环境追踪提供了新工具。

　　

抗生素抗性基因(ARGs)在水环境中的传播已成为全球公共卫生危机，而废水系统是其扩散的重要枢纽。传统监测方法面临两大困境：一是难以从数千种ARGs中选择有效指标，二是缺乏与人类污染源特异性关联的生物标记。crAss样噬菌体因其人类粪便特异性、环境稳定性及与ARGs的强相关性，被视为潜在解决方案，但其作为ARGs指示剂的适用性尚未系统评估。

来自西班牙加泰罗尼亚地区的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表研究，通过对比天然crAss样噬菌体(p-crAssphage和新型crAssBcn)与三种ARGs(tetW、sul1和bla_TEM)在季节性环境条件和消毒处理下的持久性，首次证实crAssBcn噬菌体可作为人类源ARGs的可靠指示剂。研究采用户外中宇宙模拟系统，分别在冬夏两季监测微生物衰减动态，并评估UV辐照(5.94–178.2 mJ/cm²)、氯化(10 ppm)和热处理(60°C/80°C)的灭活效果，以大肠杆菌(EC)和体细胞噬菌体(SOMCPH)作为传统参照。

关键技术包括：1) 透析膜包裹样本的户外中宇宙实验模拟自然衰减；2) 定量PCR(qPCR)检测噬菌体和ARGs的基因拷贝数；3) 标准化UV剂量计算与氯残留量监测；4) 一相非线性衰减模型分析持久性。

自然环境中持久性
冬季实验中crAssBcn保持21天稳定，衰减率低于p-crAssphage(T₉₀=18.6天)，与最持久的ARG sul1相当。夏季高温下crAssBcn仍展现3.5天T₉₀，显著长于bla_TEM(1.2天)。表明crAssBcn的环境适应性优于原型噬菌体，且季节稳定性与关键ARGs高度同步。

消毒处理抗性
UV辐照对crAss样噬菌体(1.8 log₁₀削减)作用强于ARGs(<0.5 log₁₀)，但氯处理和80°C高温下两者均保持稳定。特别值得注意的是，crAssBcn在氯化处理后基因组拷贝数无显著变化，与ARGs的耐受性高度一致，证实其在常规消毒工艺监测中的适用性。

分子机制探讨
crAssBcn的突出表现可能与其生物学特性相关：作为Steigviridae科Keishivirus属成员，其裂解周期产生连续小规模爆发，不同于典型噬菌体；100 kb环状双链DNA基因组在消毒处理中提供结构稳定性。相比之下，p-crAssphage因尚未分离培养，其复制机制与环境行为仍不明确。

该研究突破性地将crAss样噬菌体从相关性指标提升为功能性指示剂，为ARGs的环境传播风险评估提供了可操作工具。尤其在污水处理厂出水监测中，crAssBcn对氯化消毒的抗性使其成为追踪耐药基因扩散的理想生物标记。未来研究需在更广地理范围验证其普适性，并探索其作为ARGs载体（而非仅指示剂）的潜在作用。这一发现为《全球抗生素耐药性行动计划》中的环境监测条款提供了关键技术支撑。