《Foods》：Evaluation of Ozonated Water’s Efficacy in Rinsing Equipment in a Processed Fishery Products Industry
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金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）诱导的乳腺炎对全球乳业和生乳安全构成严重威胁。本研究旨在评估本实验室近期分离的裂解性噬菌体JXAU-SA-P1对小鼠金黄色葡萄球菌诱导乳腺炎的保护作用并阐明其潜在机制。共42只泌乳期BALB/c小鼠（
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）诱导的乳腺炎对全球乳业和生乳安全构成严重威胁。本研究旨在评估本实验室近期分离的裂解性噬菌体JXAU-SA-P1对小鼠金黄色葡萄球菌诱导乳腺炎的保护作用并阐明其潜在机制。共42只泌乳期BALB/c小鼠（产后7–10天）被分配至七个组（n = 6），以评估乳腺内金黄色葡萄球菌攻毒后的细菌载量减少、组织病理学及宿主免疫应答。结果表明，JXAU-SA-P1显著降低金黄色葡萄球菌载量并减轻乳腺组织病理损伤，疗效优于抗生素治疗。安全性评估显示，JXAU-SA-P1在宿主细菌缺失条件下被稳定清除且不触发炎症反应。转录组谱分析鉴定出高剂量噬菌体给药调控的448个重叠差异表达基因（DEGs）。基因集富集分析（GSEA）揭示噬菌体给药抑制了主要促炎通路，包括TNF、NF-kappa B和IL-17信号通路。通过蛋白–蛋白相互作用网络分析鉴定了核心调控枢纽基因，包括IL-1β、Ptprc、Itgam、Fcgr3和Itgb2。后续酶联免疫吸附测定（ELISA）证实促炎细胞因子（TNF-α、IL-6和IL-1β）、中性粒细胞浸润标志物髓过氧化物酶（MPO）及血清免疫球蛋白（IgA、IgM和IgG）显著降低。总之，噬菌体JXAU-SA-P1通过直接裂解病原体及随后减轻宿主炎症反应有效缓解乳腺炎，为开发基于噬菌体的产品作为乳品生产中安全、无抗生素的生物防控剂提供了坚实的实验基础。
乳腺炎是制约全球乳业发展的重大疾病，金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是其主要传染性病原，可通过挤奶接触传播并分泌热稳定性毒素污染生乳，威胁消费者健康。长期以来抗生素化疗是前线治疗手段，但广泛滥用加速了抗菌药物耐药性（AMR）的产生与传播，乳腺内给药还可导致生乳中抗生素残留，造成乳品加工中乳酸发酵剂活力受抑及耐药基因水平转移等风险。噬菌体作为特异性裂解细菌的病毒，凭借自我复制、高特异性、强裂解效力及对正常菌群干扰小等优势成为颇具前景的抗菌替代策略，但既往研究多聚焦于病原清除，噬菌体调控宿主转录稳态及抑制感染乳腺组织细胞因子风暴的精确机制尚不清楚。为此，研究人员以泌乳期小鼠乳腺炎模型评估噬菌体JXAU-SA-P1清除金黄色葡萄球菌定植及减轻乳腺组织病理的疗效，并结合bulk RNA测序与局部及全身免疫学检测阐明其分子机制，为噬菌体疗法应用于无抗乳品生产及提升乳制品安全提供理论与实验依据。研究得出，JXAU-SA-P1经乳腺内给药可显著降低金黄色葡萄球菌载量、减轻组织病理损伤，疗效优于头孢噻呋钠抗生素治疗；噬菌体在无宿主菌时被稳定清除且不引发炎症，仅引起8个差异表达基因（DEGs）改变；高剂量噬菌体逆转448个感染应答基因，广泛抑制TNF、NF-kappa B、IL-17等促炎通路，下调IL-1β、Ptprc、Itgam、Fcgr3、Itgb2等枢纽基因及TNF-α、IL-6、IL-1β、髓过氧化物酶（MPO）和血清免疫球蛋白水平。该研究在炎症、组织病理和转录组水平证实了噬菌体的安全性，为开发无抗生物防控剂提供了实验基础。关键技术方法方面，研究人员采用本实验室既往分离鉴定的噬菌体JXAU-SA-P1，以金黄色葡萄球菌CICC 21600为宿主菌扩增；建立42只泌乳期BALB/c小鼠（产后7–10天，随机分7组，每组6只）乳腺内灌注金黄色葡萄球菌的乳腺炎模型并给予不同剂量噬菌体及抗生素干预；通过平板计数定量组织细菌载量、双层琼脂法测定噬菌体滴度，苏木精–伊红染色进行组织病理评分，结合bulk RNA测序（Illumina NovaSeq X Plus平台）、DESeq2差异基因分析、GO/KEGG富集、基因集富集分析（GSEA）及STRING蛋白–蛋白相互作用（PPI）网络分析，并以RT-qPCR和酶联免疫吸附测定（ELISA）验证枢纽基因与炎症介质。研究结果如下：3.1 噬菌体JXAU-SA-P1对金黄色葡萄球菌诱导小鼠乳腺炎的治疗效果——通过小鼠乳腺炎模型结合细菌载量计数、噬菌体滴度测定及组织病理评分发现，高剂量噬菌体组细菌减少最显著（p < 0.05），噬菌体在乳腺组织呈剂量依赖性蓄积，且无宿主菌时滴度显著低于感染加高剂量噬菌体组，提示其依赖宿主复制而持久存在；高剂量噬菌体显著逆转感染所致充血、坏死及白细胞浸润，病理评分显著降低。3.2 乳腺组织转录组分析——通过RNA测序及主成分分析（PCA）发现，金黄色葡萄球菌攻毒引起2135个DEGs（1675上调、460下调），单独噬菌体仅引起8个DEGs，高剂量噬菌体组出现596个DEGs且以下调为主（35上调、561下调），表明噬菌体总体抑制感染驱动基因的过度表达。3.3 功能富集分析揭示噬菌体治疗抑制炎症通路——通过GO/KEGG富集及GSEA发现，感染相关DEGs富集于细胞因子–细胞因子受体互作、TNF、趋化因子、JAK-STAT及IL-17等通路；抗生素逆转222个感染诱导DEGs，高剂量噬菌体逆转448个DEGs，GSEA显示噬菌体干预后TNF、NF-kappa B、NOD样受体、趋化因子等促炎通路呈负归一化富集分数（NES），即被抑制。3.4 通过PPI网络分析鉴定核心调控靶点——基于STRING数据库与Cytoscape对448个逆转DEGs构建网络，鉴定出IL-1β、Ptprc、Itgam、Fcgr3、Itgb2、Syk、Ccl3、Mmp9和Cxcl10等枢纽基因，功能上与免疫调节和炎症反应密切相关。3.5 枢纽靶点及全身炎症反应的RT-qPCR验证——通过RT-qPCR验证发现，IL-1β、Ptprc、Fcgr3和Itgb2在高剂量噬菌体组显著下调（p < 0.05），Itgam呈非显著下降趋势，噬菌体对照组与PBS对照组无显著差异；ELISA证实高剂量噬菌体组乳腺和血清中TNF-α、IL-6、IL-1β及MPO显著降低，血清IgA、IgM、IgG显著低于感染组，验证了转录组准确性及噬菌体生物相容性。讨论部分指出，噬菌体JXAU-SA-P1在有无宿主菌条件下的滴度差异表明其通过宿主依赖性复制维持局部高滴度，而在无感染时被迅速清除；噬菌体对照组与PBS对照组在组织炎症、病理损伤及转录组（仅8个DEGs）上无差异，表明其自身不触发炎症反应。金黄色葡萄球菌感染激活固有免疫与过度炎症反应，高剂量噬菌体逆转448个感染应答基因，较抗生素（222个）具有更广泛的免疫调节谱；推测噬菌体快速裂解细菌减少病原相关分子模式（PAMPs）的过度激活，进而缓解炎症级联与转录风暴。PPI鉴定的Itgam和Itgb2编码Mac-1整合素复合体亚基，介导中性粒细胞黏附并诱导促炎细胞因子分泌，其下调与组织病理中炎症细胞浸润消除及MPO活性降低一致。TNF-α、IL-6、IL-1β水平与小鼠乳腺炎严重程度正相关，ELISA证实其经噬菌体给药后显著下调，与既往噬菌体CM8-1和4086-1研究结果一致；金黄色葡萄球菌感染可破坏血–乳屏障引发全身免疫应答，高剂量噬菌体使血清免疫球蛋白维持在未感染基线附近，尽管28小时时绝对数值变化较小，但作为血–乳屏障破坏和全身炎症的早期标志仍具生物学意义。从食品安全角度，噬菌体生物防控剂在农业和兽医领域的应用对保障肉蛋奶安全至关重要，环境来源噬菌体在肉品去污等方面的应用进一步支持其潜力。研究结论部分译为：噬菌体JXAU-SA-P1显著降低金黄色葡萄球菌载量并减轻金黄色葡萄球菌感染所致乳腺组织病理损伤；转录组测序鉴定出金黄色葡萄球菌组与感染加高剂量噬菌体组之间448个重叠DEGs，基因集富集分析揭示噬菌体给药在细菌减少之后抑制主要促炎信号通路；RT-qPCR和ELISA验证证实噬菌体JXAU-SA-P1给药通过消除原发炎症刺激缓解全身炎症反应和固有免疫激活；更重要的是，噬菌体JXAU-SA-P1的安全性已在炎症、组织病理学和转录组学水平得到证实。
