《Environmental Research》：Sphingobacterium-mediated EPS shielding exacerbates norovirus environmental persistence and risk in swine farms
编辑推荐：
•NoV在猪粪堆肥中持续存在，并贯穿整个WWTS处理工艺链。•猪粪废水处理后，NoV的年感染风险（飞溅暴露）高达2.5%。•NoV的持续存在可能与Sphingobacterium的丰度相关。•Sphingobacterium增强了NoV对热、紫外线和氯消毒的耐受性。•EPS通
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NoV在猪粪堆肥中持续存在，并贯穿整个WWTS处理工艺链。
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猪粪废水处理后，NoV的年感染风险（飞溅暴露）高达2.5%。
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NoV的持续存在可能与Sphingobacterium的丰度相关。
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Sphingobacterium增强了NoV对热、紫外线和氯消毒的耐受性。
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EPS通过氢键与NoV的P结构域结合，实现黏附与屏蔽作用。
引言
诺如病毒（NoV）是全球流行性急性胃肠炎的主要病原，这主要归因于其低感染剂量、高传播能力和环境中的持久存留性。被污染的食物和水是NoV的重要传播途径。上述特征共同导致了NoV在社区、医疗机构和食品生产链中的频繁暴发（Mirmahdi and Montazeri, 2025; Fumian et al., 2019）。尽管NoV引起的胃肠炎在健康人群中通常为自限性疾病，但其起病急骤、高感染率和暴发潜力仍持续对医疗系统和社会造成巨大压力（Plante et al., 2024; Ford-Siltz et al., 2021; Zhao et al., 2021）。由于目前尚无广谱有效的疫苗和特异性抗病毒疗法，阻断环境传播途径仍是NoV防控的实际优先事项（Chen et al., 2024; Helm et al., 2022）。然而，NoV的环境归趋和持久存在性仍知之甚少，这限制了病毒的有效监测与防控。
养猪场废弃物代表着一个关键的农业界面，动物排泄物、微生物群落、废水、污泥和周围环境在此汇聚，为病毒污染物的滞留和传播创造了条件（Alegbeleye and Sant'Ana, 2020）。在小型养猪场，堆肥是常用的粪便管理方式，高温期内部温度通常可达55-70 °C（Wang et al., 2024）。尽管堆肥可以减少许多寄生虫和病原体，但环境耐受性强的微生物可能存留在堆肥粪便中，并通过农田施用、地表径流或渗滤液进行迁移，对环境与公众健康构成潜在风险（Alegbeleye and Sant'Ana, 2020）。集约化养猪还会产生大量富含营养物质和有机物的废水，其中可能含有包括病毒病原体在内的生物污染物（Chen et al., 2024; Xing et al., 2024）。近期研究表明，废水和污泥中可以存在多样化的病毒群落，包括与人类相关的病毒病原体，这表明废水处理环境可能是病毒污染物的储存库和传播界面（Freitas et al., 2026; Peng et al., 2024）。在"同一健康"（One Health）框架下，人类、动物和环境健康日益被认识到是相互关联的（One Health High-Level Expert Panel (OHHLEP) et al., 2022）。因此，养猪场废弃物的安全处理与排放对于限制NoV的环境传播和降低与畜禽废弃物管理相关的潜在健康风险至关重要。
废水处理系统（WWTSs）是去除、衰减和防控粪便来源病原体的关键人工屏障，在水生病毒的环境监测与削减中发挥着重要作用（Yang et al., 2022）。猪粪废水通常在排放前经过序贯的物理、生物和化学处理工艺（Chisholm et al., 2022）。然而，对处理后水质的常规评估仍主要依赖于传统的物理化学和细菌学指标，包括化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）以及粪大肠杆菌（Escherichia coli）等粪便指示菌。这些指标无法充分反映病毒的存在情况，这意味着即使常规水质参数显示改善，病毒污染物仍可能被忽视（L?nsivaara et al., 2025）。不断积累的证据还表明，在常规污水处理后，NoV仍可能在处理后的出水可检出（Ibrahim et al., 2020; Simhon et al., 2019）。然而，导致NoV在养猪场废弃物处理过程中持续存在的因素仍未得到充分表征。
本研究调查了NoV在猪粪堆肥和WWTS中的发生情况，并探讨了与病毒持续存在相关的潜在细菌因素。通过将NoV的分布、细菌关联和消毒耐受性联系起来，本研究为靶向微生物管理提供了依据，并强调了在类似养猪场中加强NoV监测的重要性。
章节摘录
样品采集
本研究选取了中国浙江省台州市（121°53′16.51″ E, 28°42′15.66″ N）的一家小型养猪场和中国广东省江门市（113°1′40.22″ E, 22°21′39.01″ N）的一家集约化猪粪废水处理系统（WWTS）作为采样点。两个地点均位于沿海地区，属亚热带季风气候。堆肥样品和废水样品分别于2022年4月和2024年6月采集（表S1）。
对于每个WWTS处理单元，废水样品于上午（09:00-12:00）采集，
现场证据表明NoV的持续存在与Sphingobacterium在养猪场废弃物系统中的出现有关联
为调查NoV在小型养猪场堆肥中的发生情况，共采集9个堆肥样品并进行宏基因组RNA病毒分析。Caliciviridae科成员占所检测病毒群落的1.9%，此外还包括Picoviridae、Astroviridae和Picornaviridae等其他病毒科（图1A）。RT-qPCR进一步在堆肥样品A363和A364中检测到NoV GI，浓度分别为108.9和106.2 copies L-1，NoV GII浓度分别为1012.3和108.0 copies L
讨论
"同一健康"框架强调，动物废弃物管理、环境污染和人类暴露应被视为相互关联的过程（Bertram et al., 2024）。在该框架下，养猪场堆肥和废水处理系统可能作为病毒污染物持续存在并可能进入暴露途径的环境界面。在本研究中，NoV在堆肥样品和废水处理单元中均被检测到，表明传统粪便
结论
本研究提供了证据，表明Sphingobacterium介导的EPS屏蔽可能有助于NoV在养猪场废弃物处理系统中的持续存在和治疗耐受性。NoV在堆肥和整个集约化猪粪WWTS中持续可检出，包括最终消毒之后，而Sphingobacterium在各处理单元中与NoV载量呈正相关。黏附试验、透射电镜观察、消毒挑战试验和分子对接共同支持了一种假设性的
CRediT作者贡献声明
Lanping Wei：研究设计。Lingtao Sun：验证、研究设计。Chifei Dong：验证、研究设计。Zhendi Yu：验证、研究设计。Haiyun Zhou：研究设计。Baolan Hu：资金获取、概念构思。Zhongyi Qi：验证、研究设计。Meijin Xu：验证、研究设计。Taolve Chi：验证、研究设计、调查。Jiaji Ye：撰写初稿、可视化、研究设计、数据整理。Dongqing Cheng：撰写—审阅与编辑、概念构思
未引用参考文献
Chen et al., 2024; Chen et al., 2025; Adisasmito et al., 2022; USEPA-美国环境保护署, 2011; Zhao et al., 2021.
利益冲突声明
作者声明不存在已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能对本研究报道的工作产生影响。
利益冲突声明
? 作者声明不存在已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能对本论文报道的工作产生影响。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金委员会资助[项目编号：22193061]、中华人民共和国教育部基础与学科交叉突破计划[项目编号：JYB2025XDXM909]以及浙江省"尖兵""领雁"研发攻关计划[项目编号：2024C03124]的支持。
Jiaji Ye|Taolve Chi|Meijin Xu|Zhendi Yu|Chifei Dong|Lingtao Sun|Lanping Wei|Haiyun Zhou|Zhongyi Qi|Baolan Hu|Dongqing Cheng
