《Food Microbiology》：A Cooperative Dual-Phage Cocktail of INFJ1 and INFJ2 for the Biocontrol of
Yersinia enterocolitica in Food Matrices
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摘要Yersinia enterocolitica（小肠结肠炎耶尔森菌）是一种嗜冷性食源性病原体，对全球食品安全构成持续威胁。在此，我们评估了两种新型裂解性噬菌体 INFJ1 和 INFJ2 在不同食品基质中的生物防治潜力，包括单独使用及作为混合物使用。虽然 INFJ1 表现
摘要
Yersinia enterocolitica（小肠结肠炎耶尔森菌）是一种嗜冷性食源性病原体，对全球食品安全构成持续威胁。在此，我们评估了两种新型裂解性噬菌体 INFJ1 和 INFJ2 在不同食品基质中的生物防治潜力，包括单独使用及作为混合物使用。虽然 INFJ1 表现出相对较广的宿主范围，靶向 Y. enterocolitica 血清型（O:3 和 O:9），但其抗菌效力在复杂的动物源基质（如猪里脊肉和脱脂牛奶）中受到阻碍。相反，INFJ2 的宿主范围狭窄，仅限于 O:3 血清型，但它表现出快速的吸附能力，并且无论食品环境如何均能保持裂解活性。当以 1:1 混合比例（感染复数 MOI 为 104）作为混合物应用时，处理组在生菜（4 °C 下减少 2.7-log CFU/cm2，25 °C 下活菌计数低于 1.0-log CFU/cm2）、猪里脊肉（4 °C 和 25 °C 下分别减少 2.5 和 4.5-log CFU/cm2）以及脱脂牛奶（4 °C 和 25 °C 下分别减少 1.75 和 >6.0-log CFU/mL）中对 O:3 菌株实现了显著的细菌抑制，证明 INFJ2 有效地补偿了 INFJ1 在食品基质中有限的抗菌活性。此外，即使针对超出 INFJ2 宿主范围的 O:9 菌株，该混合物也通过噬菌体 INFJ1 的感染在生菜中成功显示出显著的抗菌效果。总体而言，我们的 INFJ1-INFJ2 混合物，结合了预测靶向 LPS 核心的 INFJ1 和靶向 O 抗原的 INFJ2，提出了一种通过相互补充克服每种噬菌体交叉局限性的战略方法，即宿主范围狭窄和在食品基质中感染力降低的问题。
引言
Yersinia enterocolitica（小肠结肠炎耶尔森菌）是一种革兰氏阴性兼性厌氧菌，是一种对全球公共卫生和食品安全构成重大威胁的食源性病原体。它通过受污染的猪肉、乳制品和新鲜农产品传播，引起耶尔森菌病，这是一种以腹泻、发烧和腹痛为特征的急性胃肠炎（Delibato 等，2018；Raymond 等，2019）。其持续性风险是由其嗜冷特性驱动的，使其能够在冷藏温度下增殖并绕过标准冷链安全措施（Keto-Timonen 等，2018）。该菌种分为六个生物型，在其各种血清型中，引起人类感染的主要致病血清型包括 O:3（生物型 4）、O:5,27（生物型 2 和 3）、O:8（生物型 1B）和 O:9（生物型 2）（Hall 等，2015；Reuter 等，2015）。在欧洲，Y. enterocolitica 感染不仅与菠菜和混合沙拉等新鲜农产品有关，还与未巴氏杀菌的牛奶有关（Espenhain 等，2019；MacDonald 等，2016；Saving 等，2025）。此外，中国东南部的长期基因组监测显示 Y. enterocolitica 具有高患病率和持续循环，强调了其对食品安全的持续威胁（Fang 等，2025）。因此，迫切需要开发有效的生物防治策略来减轻 Y. enterocolitica 污染。
噬菌体（phages），即专门感染细菌的病毒，作为食品工业中有前景的生物防治剂引起了关注（Ge 等，2022）。尤其是烈性噬菌体通过感染细菌宿主、在其中复制并随后裂解细胞来发挥作用（Young, 1992）。与抗生素不同，噬菌体表现出高度的宿主特异性，允许针对性地消除病原体，而不破坏食品的自然微生物特性（Moye 等，2018）。此外，噬菌体混合物（多种噬菌体的混合物）的使用已被证明可以通过扩大宿主范围和抑制耐药菌株的出现来增强抗菌效力（Abedon 等，2021；Kim 等，2021；Park 等，2021；Zhao 等，2025）。鉴于这些优势，某些靶向 Salmonella enterica、Listeria monocytogenes 或 Escherichia coli 的商业噬菌体混合物已单独获得美国 FDA 的公认安全（GRAS）地位（Rivera-Lopez 等，2025）。
迄今为止，几项研究报告了各种 Y. enterocolitica 噬菌体的基因组和生物学特性（Goladze 等，2024；Hammerl 等，2022；Hammerl 等，2024）。基于这些基本表征，最近的研究越来越多地探索单个噬菌体在各种食品基质中对 Y. enterocolitica 的生物防治应用（Ma 等，2026；Wang 等，2026）。然而，依赖单一噬菌体可能存在一些局限性。例如，某些噬菌体可能表现出狭窄的宿主范围，即使在同一细菌物种内，也将它们的感染性限制在特定的血清型或菌株上（Hyman and Abedon, 2010）。此外，其他噬菌体在实际食品环境中可能会失去抗菌活性，因为脂肪球等成分会遮蔽细菌表面受体或导致噬菌体颗粒的非特异性吸附（Guenther 等，2009；Roth 等，2026）。为了克服这些问题，采用一种策略性地将多种具有不同且互补特性的噬菌体结合在一起的噬菌体混合物是高度有效的（Teklemariam 等，2024）。尽管如此，与针对 E. coli 和 Salmonella 噬菌体进行的广泛研究相比，调查针对 Y. enterocolitica 的此类理性设计噬菌体混合物的研究仍然明显稀缺（Ma 等，2026；Wang 等，2026）。因此，仍然有必要分离新型 Y. enterocolitica 噬菌体并评估其效力，无论是单独作用还是作为协同混合物，以确保其在各种食品产品中的生物防治潜力。
在本研究中，我们分离并表征了两种靶向 Y. enterocolitica 的新型裂解性噬菌体 INFJ1 和 INFJ2。基于基因组分类和宿主范围谱，INFJ1 被鉴定为 *Felixounavirus*，能够感染 O:3 和 O:9 血清型，并被预测靶向保守的细菌脂多糖（LPS）核心区域。相比之下，INFJ2 被归类为 *Helsettvirus*，表现出针对 O:3 血清型的快速裂解活性，据推测使用该血清型特异性的 O 抗原作为其受体。基于这些结果，我们构建了一种双噬菌体混合物，并评估了它们在单独作用及作为混合物时在多种食品基质中的抗菌效力。虽然 INFJ1 在生菜中显示出裂解活性，但其在复杂的动物源基质中的效力受到限制。在这些条件下，INFJ2 通过维持在猪里脊肉和脱脂牛奶中的细菌抑制来补偿 INFJ1 的局限性。本研究提供了一种方法，其中不同噬菌体特性的相互补充可以克服单一噬菌体的局限性，具体而言，即复杂食品基质中效力降低或宿主范围狭窄的问题，作为减轻 Y. enterocolitica 在各种食品环境中污染的一种有前景的生物防治策略。
章节片段
细菌菌株及生长条件
本研究使用的细菌菌株和培养条件列于表 S1。*Y. enterocolitica* 血清型 O:9（ATCC 55075）和 O:3（NCCP 12713）分别用作噬菌体 INFJ1 和 INFJ2 的分离和传代宿主菌株。所有 Y. enterocolitica 菌株均在脑心浸液（BHI; Difco）肉汤中于 28 °C 下培养。其他病原菌种包括 Salmonella enterica、Escherichia coli、Cronobacter sakazakii、Klebsiella pneumoniae 和 P. aeruginosa
噬菌体分离、形态及基因组分析
两种新型裂解性噬菌体 INFJ1 和 INFJ2 分别从南几污水处理厂和谷里污水处理厂污泥中分离。使用 Y. enterocolitica ATCC 55075（用于 INFJ1）和 NCCP 12713（用于 INFJ2）作为宿主，我们成功回收了这两种噬菌体，它们在各自的宿主菌株上形成了清晰的噬菌斑，但噬菌斑大小不同；INFJ1 产生小噬菌斑，而 INFJ2 形成相对较大的噬菌斑（图 1A）。透射电镜（TEM）分析揭示了不同的形态
讨论
尽管多项研究报告了 *Yersinia* 噬菌体的生物学特性，但与感染其他食源性病原体（如 E. coli 或 Salmonella）的噬菌体相比，它们在食品基质中的应用仍然相对未被充分探索（Leon-Velarde 等，2019）。在此，我们分离了两种靶向 Y. enterocolitica 的新型噬菌体 INFJ1 和 INFJ2。在分类学上，INFJ1 和 INFJ2 分别属于 *Felixounavirus* 和 *Helsettvirus*（图 S3）。特别是，的鉴定
结论
在此，我们评估了两种新型裂解性噬菌体 INFJ1 和 INFJ2 及其混合物在控制 Y. enterocolitica 于各种食品基质中的效果。虽然 INFJ1 覆盖了主要血清型（O:3 和 O:9），但其抗菌活性在复杂的动物源食品中受到显著阻碍。相反，INFJ2 的宿主范围狭窄，仅限于 O:3 血清型，但在所有测试基质中保持了强大的裂解活性。INFJ1-INFJ2 混合物针对该菌实现了持续的细菌抑制
CRediT 作者贡献声明
Seongshin Jo： 写作 – 原稿，方法学，调查，概念化。Haejoon Park： 写作 – 原稿，方法学，调查，资金获取。MINSUK KONG： 写作 – 审阅与编辑，监督，项目管理，资金获取，概念化
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能影响本论文中报告的工作。
稿件准备过程中生成式人工智能和 AI 辅助技术的声明
在准备本工作期间，作者使用了 Gemini 以提高稿件的可读性。在使用该工具/服务后，作者审查并编辑了内容（根据需要）并对已发表文章的内容承担全部责任。
资助
本研究得到了韩国食品安全部的资助（ grant number: RS-2024-00332071）。本研究还得到了韩国政府（科学技术信息通信部 MSIT）资助的国家研究基金会的资助（RS-2024-00354359）。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能影响本论文中报告的工作。
致谢
我们感谢 Ju-Hoon Lee 教授（韩国首尔国立大学）慷慨提供实验室收藏的 Y. enterocolitica 分离菌株。
Seongshin Jo|Haejoon Park|Minsuk Kong
食品科学与生物工程系，食品与生物技术研究所，韩国科学技术院（首尔科技国立大学），首尔，01811，大韩民国
