评估BioFire? FilmArray?胃肠道面板在复杂食品基质中检测诺如病毒的性能及其在食源性疾病防控中的应用价值

本文针对食源性疾病中诺如病毒(NoV)检测的难题，评估了BioFire? FilmArray?胃肠道面板(BF-GIP)在复杂蔬菜基质中的检测性能。研究表明BF-GIP与ISO 15216-2标准方法在检测灵敏度(62.7% vs 64.4%)和检测水平上无显著差异，但存在10%假阳性率。该研究为食源性疾病暴发调查提供了新的分子诊断工具选择，对提升食品安全监测能力具有重要意义。

　　

在全球范围内，食源性疾病始终是重大的公共卫生挑战。每年全球报告的19亿腹泻病例中，约有29%与食用受污染食品有关，导致5.82亿人患病和35.1万人死亡，其中五岁以下儿童受影响最为严重。在众多食源性病原体中，诺如病毒(norovirus，NoV)是全球食源性疾病的首要致病因素，每年引起6.84亿急性胃肠炎病例。

诺如病毒感染引起的消化道症状包括腹痛、呕吐、恶心、腹泻，偶尔伴有发热或头痛。其传播主要通过粪-口途径，无论是直接的人传人，还是通过受污染的食品或水间接传播。令人担忧的是，人类诺如病毒(HuNoVs)的感染剂量极低，可能只需10-100个感染性颗粒就足以引发感染。感染者还会排出大量病毒颗粒(10⁵至10¹⁰基因组拷贝/克粪便)，持续时间可达四到八周，进一步加剧了传播风险。

诺如病毒可能污染多种食品，包括生贝类、水果和复合食品。特别是在复合食品和蔬菜中，诺如病毒食源性疾病暴发(FBDOs)相当常见。2019年，美国有990万 domestically acquired食源性疾病由七种主要病原体引起，其中58%由诺如病毒导致。在欧盟，2023年报告了近5800起食源性疾病暴发，诺如病毒和其他杯状病毒造成了6%的暴发事件。

然而，检测食品中的诺如病毒面临诸多挑战。食品中诺如病毒颗粒数量通常很少，且食源性疾病可由多种病原体引起，症状相似，这使得诊断和调查变得复杂。更棘手的是，参与食源性暴发的食品可能同时被多种病原体(肠道病毒和/或细菌)污染，导致混合感染，进一步增加了诊断难度。

传统的细胞培养方法对于检测复杂食品基质中的感染性诺如病毒不够敏感，因此现有的标准方法只能检测诺如病毒基因组，而无法区分感染性和非感染性病毒。这就引出了使用敏感的多重PCR方法的优势，它能够在一次检测中同时筛查多种病原体。

为了解决这些问题，来自法国武装部队流行病学与公共卫生中心(CESPA)的研究团队开展了一项研究，评估BioFire? FilmArray?胃肠道面板(BF-GIP)作为检测复杂食品基质中诺如病毒基因组替代方法的性能。这项研究已发表在《Food Microbiology》期刊上。

研究人员采用了ISO 16140-2标准的技术指南进行评估，比较了BF-GIP与ISO 15216-2标准方法在检测诺如病毒方面的性能。研究设计了灵敏度研究和检测水平研究两个主要阶段，共测试了60份基于蔬菜的食品样品，包括未污染样品和人工污染样品。研究使用了来自自然感染诺如病毒GI和GII的粪便样本制备的接种液，设置了中等接种水平(912基因组拷贝/克，仅使用NoV GII)和高接种水平(6700基因组拷贝/克，仅使用NoV GI)。病毒回收采用基于ISO 15216-2标准的方法，包括使用洗脱缓冲液浸泡食品样品、离心、PEG浓缩等步骤。检测方面，参考方法完全按照ISO 15216-2标准进行，而BF-GIP方法则使用全自动分析系统进行多重PCR检测。

研究结果显示，在灵敏度方面，BF-GIP的总体灵敏度(62.7%)与标准方法(64.4%)非常接近。但不同诺如病毒基因型的表现存在差异：BF-GIP对NoV GI的灵敏度达到100.0%，但对NoV GII的灵敏度仅为19.2%；而标准方法对NoV GII的灵敏度较高(92.3%)，对NoV GI的灵敏度较低(44.8%)。BF-GIP产生了10%的假阳性率，主要涉及番茄类开胃菜样品。

在检测水平研究方面，相对检测水平(RLOD)估计值为0.98，与1无显著差异，表明BF-GIP与标准方法的检测水平相当。RLOD低于可接受限(AL_RLOD)值1.5，证实BF-GIP适用于检测食品基质中的诺如病毒。

概率检测(POD)分析显示，在中等接种水平(912 NoV GII拷贝/克)下，BF-GIP未能检测出83.3%的污染食品样品中的病毒，而标准方法对80.0%的测试部分产生了阳性结果。POD_A值为0.17，dPOD_A,R值为-0.63，表明确实存在显著差异，不利于BF-GIP。在高接种水平(6700 NoV GI拷贝/克)下，BF-GIP检测出96.7%污染食品样品中的病毒，而标准方法未能检测出53.3%食品样品中的病毒。POD_A值为0.97，dPOD_A,R值为0.50，表明存在显著差异，有利于BF-GIP。

关于病毒回收率和PCR抑制率，ECBO-1病毒提取率范围为1.1%至62.9%。87%的未稀释样品根据ISO 15216-2标准考虑了PCR抑制剂评估。对于含有PCR抑制剂的样品，使用了10倍稀释的样品。BF-GIP未产生无效结果，意味着所有测试食品样品的所有处理阶段，包括病毒裂解和RNA纯化以去除PCR抑制剂，都成功完成。

研究结论表明，BF-GIP操作简便，能在短时间内提供约20种病原体的检测结果，使其成为采用综合征方法筛查胃肠炎暴发相关病原体的有用工具。研究表明，BF-GIP与ISO 15216-2标准方法在检测复杂蔬菜基质中的诺如病毒GI/GII方面，其灵敏度和总体检测水平结果一致。

然而，由于检测限较高，BF-GIP未能检测出食品中低于10³基因组拷贝/克的诺如病毒浓度，这阻碍了该工具用于食品中诺如病毒检测的应用。研究中使用的食品样品处理方案仅包括TGEB洗脱步骤和PEG病毒浓缩步骤，如果采用经过优化的样品前处理方案，很可能会提高诺如病毒提取率，从而增加标准方法和BF-GIP的灵敏度和降低检测限。

这项研究为食源性疾病暴发调查提供了新的分子诊断工具选择。虽然BF-GIP的部署版本已不再市售，但非部署版本的工具只能在台式计算机而不是笔记本电脑上使用，这对于部署现场实验室不会构成重大的后勤限制。这些初步结果来自根据ISO 16140-2标准进行的BF-GIP验证的第一阶段(单实验室研究)，为考虑进行验证方案的第二阶段(实验室间研究)提供了依据。

此外，评估BF-GIP在检测其他食源性疾病致病因子方面的性能，特别是在复杂食品基质中，也将是很有意义的研究方向。这项研究不仅为食品安全监测提供了新的技术选择，也为未来开发更高效的食源性病原体检测方法奠定了基础，对提升全球食品安全水平和公共卫生保障能力具有重要价值。