不同温度下甲型肝炎病毒在水培营养液中的存活情况

《Food Microbiology》：Persistence of hepatitis A virus in a hydroponic nutrient solution at different temperatures

　　**摘要**受控环境农业（CEA）可实现农产品全年生产，以满足不断增长的消费需求。然而，防止微生物污染至关重要。本研究评估了甲型肝炎病毒（HAV）在4、15、20和25°C条件下在水培营养液中持续21天的存活情况，以了解交叉污染风险。将200微升HAV（约6.5 log PFU/mL）无菌接种到1.8毫升商业水培营养液（pH 5.8）中，并在4、15、20或25°C条件下（模拟储存、运输和培养条件）储存21天。通过空斑试验（双份测定）回收并定量检测不同时间点的感染性病毒。对三份平行实验获得的回收病毒数据进行统计分析。甲型肝炎病毒在21天后仍保持感染性，病毒滴度减少范围从0.22 log PFU/mL到3.34 log PFU/mL。4°C储存条件下病毒存活时间最长（D值=41.34 ± 4.06天），与15°C（D值=9.23 ± 2.70天）、20°C（D值=6.31 ± 3.92天）或25°C（D值=8.03 ± 0.22天）相比。这些发现支持了水培营养液污染的相关风险，因为营养液温度会影响HAV的存活时间。总体而言，本研究强调了在CEA中采取充分预防措施和实施控制方法的必要性，以降低食源病毒性交叉污染的风险。**引言**随着全球人口呈指数级增长和可用空间减少，人们正在探索超越传统农业方法以增加粮食生产的新途径。受控环境农业（CEA）中的水培系统正被用于替代土壤种植植物，使用配有营养液的水室（Nalwade和Mote, 2017）。传统上，这些产品包括即食农产品，如生菜、菠菜和其他绿叶蔬菜以及香草。然而，由于这些系统的水基特性，需要了解食源性病原体传播的风险。包括病原体在内的微生物在这些水培系统中获得了理想的生长环境。如果病原体存在于水培液中，它们可以转移到作物的根系上或附着其上，导致人类疾病暴发，尤其是在生食或未煮熟的情况下食用时（DiCaprio等, 2012）。研究表明，烟草花叶病毒（TMV）在感染植株与健康植株一起种植时可以通过水培液传播，并在2周内出现症状（Park等, 1999）。此外，人类诺如病毒的替代病毒——小鼠诺如病毒（MNV）已被证明可以内化并集中存在于水培大葱的根部组织中（Jung等, 2026）。美国食品药品监督管理局（FDA）、疾病预防控制中心（CDC）和相关州政府机构将2021年水培包装绿叶蔬菜与多州鼠伤寒沙门氏菌（*Salmonella* Typhimurium）暴发事件联系起来（McClure等, 2023），突显了在CEA期间预防和控制策略的重要性，以降低微生物污染风险。肠道病毒最有可能污染地下水，因为它们能够穿透土壤并进入含水层。从那里，它们可以通过水源和作物循环，导致农产品污染，进而可能引发疾病。一份报告显示，由于这种传播途径，72%的检测地下水点肠道病毒呈阳性（Okoh等, 2010）。由于水培种植的即食农产品（包括生菜、其他绿叶蔬菜和香草）通常以新鲜方式食用，没有病原体灭活步骤，如果水培系统受到污染，疾病暴发的风险就会增加。甲型肝炎病毒（HAV）是主要的食源性病毒之一，属于小RNA病毒科（*Picornaviridae*）肝病毒属（*Hepatovirus*）（Bae等, 2014），其传播途径与人类诺如病毒（HuNoVs）相似（Hu等, 2020）。HAV的症状发作时间平均为28天，使其比HuNoVs更难追踪源头。加上黄疸、发烧和腹泻等更严重的症状可能持续长达一个月，如果得不到治疗，HAV对健康的危害更大（Acheson和Fiere, 2004）。虽然已有HAV疫苗，但未免疫人群和未接种疫苗的人群（据报道，2007年仅12.1%的18至49岁美国成年人接种了疫苗）仍然处于风险之中（Lu等, 2009）。关于细菌病原体在水培系统中存活情况的报告已有相关报道，但关于食源性病毒在这些环境中存活的信息有限（Wang等, 2020; Dhulappanavar & Gibson, 2023; Dhulappanavar & Gibson, 2024; Dhulappanavar等, 2026）。人类诺如病毒的替代病毒——杜兰病毒（TV）被报道在25°C的水培溶液中能够持续存活，21天后仅减少1.80 log PFU/mL（Dhulappanavar和Gibson, 2024）。总体而言，了解肠道病毒的存活和污染风险有助于更好地指导实施适当的控制策略，以降低食源暴发风险。本研究旨在确定HAV在商业供应且常用的水培营养液中的存活情况。该营养液专门用于绿叶蔬菜和香草的培养（并在以往的水培研究中使用；Brewer等, 2026），测试了CEA生产和采后可能遇到的各种温度。这些具体温度包括培养期间（25°C，从种子到成熟叶片约21天）、储存（4°C）和运输（4、15和20°C）绿叶蔬菜和香草时可能遇到的温度。**部分片段****宿主细胞系用于HAV扩增**宿主幼猴肾（FRHK-4）细胞用于HAV-HM175/P26的扩增（由特拉华大学Kalmia Kniel博士实验室提供），在182 cm2细胞培养瓶中使用含有10%胎牛血清（FBS）和1.2%青霉素-链霉素（PS）的DMEM-F12培养基维持（Patwardhan等, 2020）。所有含有宿主细胞的培养瓶均在37°C水浴培养箱中培养**结果****4°C、15°C、20°C和25°C下pH 5.8水培营养液中的病毒存活**在确定HAV在冷藏温度（4°C和76%相对湿度）pH 5.8水培营养液中的存活情况时，21天后平均病毒滴度减少了0.22 ± 0.05 log PFU/mL，表明其在此时间内能够存活。第0天的初始平均回收率为6.5 log PFU/mL。线性模型显示HAV在4°C下的D值为41.34 ± 4.06（R2 = 0.44，表1；图1）。**讨论**本研究关注HAV在4、15、20和25°C下pH 5.8水培营养液中的存活情况。选择这些温度是为了模拟水培培养（从种子到成熟叶片约21天）、农产品运输（4、15、20°C）和农产品储存（4°C）期间可能遇到的条件。使用pH 5.8的营养液，因为这是水培营养液的行业标准，pH在5.5至6.5之间有利于最佳营养吸收**结论**总之，本研究提供了HAV在不同温度（与水培生菜生长和采后运输和储存条件相关）下水培营养液中存活情况的见解。本研究结果显示，HAV在冷藏（4°C）条件下存活时间最长，在较高的储存和培养温度（高达25°C）下稳定性降低。因此，这些发现突显了了解病毒稳定性的重要性的**CRediT作者贡献声明****Kellie Walters：** 撰写——审阅与编辑。**Elena Jerkovic：** 撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，方法学，调查，形式化分析。**Doris Dsouza：** 撰写——审阅与编辑，验证，监督，资源，项目管理，方法学，调查，概念构思**未引用参考文献**Acheson和Fiore, 2004; Arthur和Gibson, 2015; Chandran和Gibson, 2024; Corral等, 1988; Fino和Kniel, 2008; Gulati等, 2001; Hirneisen和Kniel, 2013; Lopman等, 2012; Sewlikar和D'Souza, 2017; Stuart等, 2019; Wang和Kniel, 2016; Wei等, 2011; Zhang等, 2024。**利益冲突声明**无。**利益冲突声明**无。作者声明他们没有任何利益冲突。**致谢**本研究在跨州Hatch项目S1077下开展。---Elena Jerkovic | Kellie Walters | Doris H. D'Souza食品科学系，田纳西大学，Knoxville, TN 37996