新型噬菌体Epseptimavirus KKP3831的发现及其对多重耐药沙门氏菌的生物防控与治疗潜力研究

为解决日益严重的多重耐药(MDR)沙门氏菌感染问题，研究人员从食品环境分离出新型烈性噬菌体Epseptimavirus KKP3831，通过全基因组测序(WGS)和透射电镜(TEM)证实其属于长尾噬菌体科，具有严格裂解特性。该噬菌体能在50%的测试沙门氏菌株中产生活性子代颗粒，并首次证实其可双向穿透Caco-2肠上皮模型，呈现剂量依赖性。研究为开发抗MDR沙门氏菌的生物制剂提供了新候选，同时揭示了噬菌体跨上皮转运的潜在机制。

　　

沙门氏菌作为食源性致病菌的"头号通缉犯"，近年来因抗生素滥用导致的多重耐药(MDR)问题日益严峻。欧盟2023年报告显示沙门氏菌感染率较前一年激增17.6%，而传统抗生素治疗在保护肠道菌群平衡方面显得力不从心。面对这一挑战，噬菌体疗法因其"精准制导"的特性重获关注——这些病毒"刺客"能特异性消灭目标细菌，却对真核细胞秋毫无犯。

波兰农业与食品生物技术研究所的Micha? Wójcicki团队从华沙污水处理厂分离获得一株新型噬菌体，命名为Epseptimavirus KKP3831。研究人员采用全基因组测序(WGS)和透射电镜(TEM)进行系统表征，通过双层琼脂平板法测定宿主谱，并创新性地建立Caco-2肠上皮模型研究噬菌体转运机制。

关键技术包括：1）从污水样本中分离纯化噬菌体；2）54株沙门氏菌和27株非沙门氏菌的宿主谱测定；3）一步生长曲线分析潜伏期和裂解量；4）纳米孔测序技术完成全基因组测序；5）建立Caco-2细胞单层模型评估双向转运能力。

3.1 宿主菌株特性
研究使用的MDR沙门氏菌KKP 998对17种抗生素耐药，基因组分析发现4个前噬菌体区域和158个前噬菌体基因，暗示其可能通过水平基因转移获得耐药性。

3.2 噬菌体宿主谱
KKP_3831对88.9%的测试沙门氏菌株显示活性，尤其对欧盟主要流行血清型（如肠炎沙门氏菌S. Enteritidis和鼠伤寒沙门氏菌S. Typhimurium）有效。效率平板(EOP)分析显示在56.3%敏感菌株中能产生活性子代颗粒。

3.3 生理参数特征
该噬菌体具有短潜伏期（20分钟）和中等裂解量（42±4 PFU/细胞），吸附速率常数k=1.64×10^-9 ml/min。最低抑制感染复数(miMOI)实验显示对主要宿主完全抑制仅需0.1 MOI。

3.4 环境稳定性
在-20°C至50°C和pH 3-11范围内保持稳定，但70°C以上或极端pH会导致完全失活。紫外线照射60分钟后活性显著降低。

3.5 形态学特征
电镜显示其属于长尾噬菌体科，总长度273.9 nm，头部直径62.4×57.3 nm，尾部长211.5 nm，形成直径<1 mm的透明噬菌斑。

3.6 基因组分析
113,006 bp的线性双链DNA基因组，GC含量39.6%，预测160个ORF，含裂解酶、holin等关键基因。未检出抗生素耐药基因或溶原性标记，证实为严格裂解型噬菌体。

3.7 肠上皮转运
突破性发现该噬菌体能双向穿透Caco-2单层（TEER=329.633 Ω×cm²），顶端到底端转运率（0.387%）显著高于反向转运（0.153%），呈现明显剂量依赖性但时间依赖性较弱。

这项研究不仅为防控MDR沙门氏菌提供了新型生物武器，更揭示了噬菌体跨上皮屏障的"隐形传输"能力。这种特性可能解释为何口服噬菌体制剂能产生全身性免疫调节效应——噬菌体像"分子特工"一样穿透肠道防线，在体内执行"远程任务"。值得注意的是，噬菌体对肠上皮的穿透呈现极性偏好，这为优化给药方案提供了重要线索。随着ICTV在2024年正式将其列为新种，Epseptimavirus KKP3831有望成为噬菌体疗法"武器库"中的重要成员，其严格裂解特性和广泛宿主谱，使其在食品工业和临床治疗领域都具有广阔应用前景。