从受污染的活牡蛎中分离出的传染性人类诺如病毒的培养特性

《International Journal of Food Microbiology》:Culture of infectious human norovirus isolated from live contaminated oysters

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月06日 来源:International Journal of Food Microbiology 5.7

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  摘要人类诺如病毒是全球食源性疾病暴发的主因之一。滤食性贝类,如牡蛎,在受污水影响的沿海地区生长时,可能会在其消化组织中累积这些病毒,因此常与诺如病毒食源性疾病暴发有关。尽管现有的分子检测方法灵敏度很高,但它们无法区分具有传染性的病毒颗粒和无传染性的病毒颗粒。由于缺乏能够保持病毒衣

  

摘要

人类诺如病毒是全球食源性疾病暴发的主因之一。滤食性贝类,如牡蛎,在受污水影响的沿海地区生长时,可能会在其消化组织中累积这些病毒,因此常与诺如病毒食源性疾病暴发有关。尽管现有的分子检测方法灵敏度很高,但它们无法区分具有传染性的病毒颗粒和无传染性的病毒颗粒。由于缺乏能够保持病毒衣壳完整性的适当分离方法,因此在贝类中评估诺如病毒的传染性仍然是一个挑战。本研究优化了一种从牡蛎组织中分离具有传染性的诺如病毒的方案,该方法基于氯仿-乙醇洗脱和聚乙二醇浓缩(CB-PEG)技术,用于检测人类诺如病毒GI型和GII型。虽然CB-PEG方法能够分离出多种GI型和GII型的诺如病毒,但在基因组水平上的效率低于基于蛋白酶K洗脱的方案(改编自ISO 15216标准),且病毒的回收率存在基因型差异。通过优化絮凝步骤,我们提高了该方法与人类肠道类器官(HIE)培养的兼容性。利用这种方法,我们成功量化了从人工污染的活牡蛎中分离出的具有传染性的诺如病毒GII.3的滴度。有趣的是,对消化组织进行冷冻处理后,可更有效地分离出具有传染性的病毒,阳性样本的滴度范围为13至40 TCID50/mL。总之,本研究建立了一种用于相对定量贝类中具有传染性的诺如病毒GII.3的方法,为未来研究该病毒在食品中的持续性及灭活策略奠定了基础。

引言

人类诺如病毒是全球病毒性胃肠炎的主要原因(Liao等人,2021年),也是欧洲食源性疾病或水源性疾病暴发的最常见原因(Savini等人,2021年)。诺如病毒是一种无包膜、单链、正链RNA病毒,属于杯状病毒科(Caliciviridae)。其基因组由三个开放阅读框(ORF)组成,具有高度变异性(Prasad等人,2025年)。诺如病毒被分为10多个基因组和众多基因型(Chhabra等人,2019年)。其中最常感染人类的基因组为GI型和GII型,其中GII.4型在人类群体中最为普遍(Prasad等人,2025年)。
诺如病毒主要通过粪-口途径传播,主要在人与人之间传染,但也可能通过摄入受污染的水或食物传播(de Graaf等人,2016年)。食物可能在处理和制备过程中被感染者污染,或者在生产和灌溉过程中被污染的水污染,例如用于新鲜农产品的灌溉,或者在水产养殖中,尤其是滤食性双壳类软体动物如牡蛎的养殖过程中(de Graaf等人,2016年;Mathijs等人,2012年)。事实上,包括诺如病毒在内的多种肠道病毒会通过受感染者的排泄物进入废水系统。这些病毒具有高度持久性,经常在污水处理厂的出水中被检测到(Okoh等人,2010年)。它们还可能通过下水道溢出或其他类型的事件直接释放原始废水而污染水生环境(Campos等人,2017年;Hata等人,2014年)。因此,这些病毒存在于被此类废水污染的地表水或沿海水中(Haramoto等人,2018年;Hata等人,2014年)。
当滤食性双壳类贝类(如牡蛎)在受污染的海水中生长时,它们会在组织中累积诺如病毒,尤其是在消化腺中(Le Guyader等人,2012年)。特别是生食的贝类,如牡蛎,是全球诺如病毒食源性疾病暴发最常涉及的食品(Li等人,2022年;Savini等人,2021年)。贝类中可以检测到多种诺如病毒基因型(Ollivier等人,2022年;Schaeffer等人,2025年),这反映了污水中存在的病毒多样性,并源自人类群体。有趣的是,尽管GII.4型在人类中是流行度最高的基因型,但在受污染的贝类中的比例较低,其他基因型的出现频率更高(Marsh等人,2018年;Ollivier等人,2022年)。实际上,在牡蛎中,GII.4型的累积效率低于GI.1型(Maalouf等人,2011年)。它在污水和其他食品中的检出率也较低(Izquierdo-Lara等人,2025年;Verhoef等人,2015年)。
在牡蛎中,这种诺如病毒的基因组污染随时间相对稳定。在海水池中净化牡蛎可以有效消除粪便中的细菌污染物,但对人类诺如病毒基因的持久性影响甚微(Battistini等人,2021年;Le Guyader等人,2025年)。因此,在大多数贝类污染事件中,关闭生产区域数周是最有效的限制病毒传播给消费者的措施,但这会对贝类养殖户造成沉重的经济负担。除了检测病毒基因组外,贝类中的诺如病毒暴发还证明了具有传染性的诺如病毒确实存在于贝类中,但其灭活所需的参数尚未明确。
几十年来,由于缺乏能够在体外复制人类诺如病毒的体系,对其传染性的研究受到了限制。自2016年以来,利用人类肠道类器官(HIE)的模型实现了诺如病毒的体外复制(Ettayebi等人,2016年)。该模型越来越多地被用于评估水果和蔬菜等食品样本(Wales等人,2023a)以及环境水体(包括地表淡水(Esseili等人,2025年;Kennedy等人,2023年)、海水(Desdouits等人,2022年)和河口水(Rexin等人,2024年)中诺如病毒的持久性。研究表明,该方法比基于PCR的活力检测方法更能准确评估诺如病毒的传染性(Wales等人,2023b)。
然而,要将这一模型应用于研究贝类中的诺如病毒持久性,需要一种从贝类组织中分离具有传染性的诺如病毒的方案。ISO 15216中描述的蛋白酶K(PK)消化法是标准方法,可用于从贝类中回收诺如病毒,并通过一步逆转录-定量PCR(RTqPCR)敏感地检测病毒基因组(Lowther等人,2019年)。然而,该方法会破坏病毒衣壳的完整性,从而影响病毒的传染性,这可能是由于60°C加热步骤导致病毒失活(Ettayebi等人,2016年;Langlet等人,2018年)。
鉴于培养人类诺如病毒的难度及其高度传染性,人们经常使用结构上和基因组上相似的替代病毒来研究其特性。Tulane病毒(TuV)是杯状病毒科(Caliciviridae)中Recovirus属的一个原型菌株(Farkas等人,2008年)。其基因组组织与诺如病毒相似,病毒粒子结构也与诺如病毒非常接近。它通过粪-口途径传播,并在感染动物的粪便中大量排出(Farkas,2016年)。此外,TuV可以在LLC-MK2等细胞培养物中以高滴度培养(Farkas等人,2008年)。在贝类研究中,它被证明是替代人类诺如病毒的合适选择(Drouaz等人,2015年)。我们之前的研究表明,具有传染性的TuV在牡蛎中可持续存在长达3周(Polo等人,2018年)。在该研究中,我们采用了一种基于氯仿-乙醇洗脱和聚乙二醇浓缩(CB-PEG)的方案来有效分离牡蛎消化组织中的具有传染性的TuV,然后进行纯化步骤以便接种到细胞中(Polo等人,2018年)。
在这里,我们旨在利用HIE模型建立一种从牡蛎消化组织中分离具有传染性的诺如病毒的可靠方案。为此,我们评估并优化了之前用于TuV的CB-PEG方法。然后将该方案应用于积累了人类诺如病毒GII.3的牡蛎,从而能够量化从牡蛎中回收的具有传染性的病毒滴度。

章节片段

病毒株

Tulane病毒株M33由Tibor Farkas(美国路易斯安那州立大学,巴吞鲁日)提供,并在LLC-MK2细胞中繁殖(Polo等人,2018年)。Mengovirus株vMC0由A. Bosch(西班牙巴塞罗那大学)提供,并在HeLa细胞中繁殖(Martin等人,1996年)。从LLC-MK2或HeLa细胞中回收的病毒株通过Ultra-15 10 kDa切向超滤装置进行浓缩(Merck-Millipore)。人类粪便样本

使用CB-PEG从牡蛎消化组织中洗脱人类诺如病毒

我们首先评估了最初的CB-PEG方法(含Cat-Floc成分,CB-cf-PEG)是否能够有效地从牡蛎消化组织中回收诺如病毒,通过测量从积累了一定基因型(GI型和GII型)的诺如病毒及作为阳性对照的TuV的牡蛎洗脱液中的病毒基因组滴度来确定(表1)。同时,也采用了一种基于ISO 15216标准的蛋白酶K洗脱法(PK方法)作为参考。两种方法得到的Ct值

讨论

贝类传播的诺如病毒暴发是全球范围内的公共卫生问题。尽管通过采用国际标准方法ISO 15216在诺如病毒基因检测方面取得了进展,但这些暴发仍然发生,而且缓解措施(如净化)的效果似乎并不明显(Rowan,2023年)。使用替代病毒(如TuV)的研究表明,病毒在牡蛎体内积累后仍可保持传染性数周

CRediT作者贡献声明

Flora Marteau:撰写——审阅与编辑,初稿撰写,数据可视化,方法学研究,数据分析。Marine Cuau:撰写——审阅与编辑,数据可视化,方法学研究,数据分析。Cécile Le Mennec:撰写——审阅与编辑,方法学研究,数据分析。Prunelle Waldman:撰写——审阅与编辑,项目管理,概念构思。Sylvie Perelle:撰写——审阅与编辑,项目管理,资金获取,概念构思。

利益冲突声明

HilleVax, Inc.存在以下关系:咨询或顾问服务及资金支持。Robert L. Atmar与HilleVax, Inc.存在以下关系:咨询或顾问服务及资金支持。Mary K. Estes拥有美国专利号#10,787,646,题为“人类诺如病毒的培养”,该专利由贝勒医学院授予。
Flora Marteau|Marine Cuau|Cécile Le Mennec|Prunelle Waldman|Sylvie Perelle|Robert L. Atmar|Mary K. Estes|Fran?oise S. Le Guyader|Marion Desdouits
MASAE微生物学、食品与健康环境,Ifremer,FR-44000,法国南特
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