在食品安全领域，沙门氏菌始终是笼罩在全球公共卫生之上的阴云。其中，沙门氏菌韦特弗登(Salmonella Weltevreden)作为亚洲地区最常见的食源性非伤寒沙门氏菌血清型，通过污染的肉制品、海鲜和新鲜蔬菜传播，对人类健康构成严重威胁。感染者通常在摄入污染食物后6-72小时内出现急性胃肠炎，表现为水样腹泻、呕吐和发热，严重病例可能发展为危及生命的并发症，如骨髓炎、败血症和菌血症。
更令人担忧的是，随着抗生素耐药性问题的日益严峻，传统抗菌手段面临巨大挑战。监测数据显示，中国S. Weltevreden分离株的多重耐药率从2015年的7%攀升至2020年的18%，这一趋势不仅加剧了治疗难度，也对食品安全控制提出了更高要求。在这一背景下，噬菌体(phage)作为一种具有高度特异性、稳定性良好且对食品品质影响小的生物防控剂，逐渐展现出其独特优势。
尽管噬菌体技术在全球范围内得到越来越多关注，但针对S. Weltevreden的噬菌体研究却相对滞后。截至2025年5月，PubMed数据库中仅有一篇关于S. Weltevreden噬菌体的报道，且其研究局限于基本特性描述，缺乏在实际食品系统中的应用评估。这种研究空白与S. Weltevreden在亚洲食品安全中的重要地位形成了鲜明对比，也促使山东农业大学的研究团队开展了这项创新性研究。
该研究成功从山东烟台家禽养殖场的鸡粪样本中分离到一株新型烈性噬菌体SP-9-14，并对其生物学特性、基因组特征以及在食品系统中的抗菌效果进行了系统评价。研究成果发表在食品科学领域权威期刊《LWT》上，为开发针对S. Weltevreden的新型生物防控策略提供了重要科学依据。
研究人员采用了多项关键技术方法开展本研究：从环境样本中通过宿主菌富集和双层层析法分离纯化噬菌体；通过透射电子显微镜观察噬菌体形态特征；利用Illumina MiSeq平台进行全基因组测序，并通过PhageTerm分析基因组包装机制；采用点斑法和效率平板计数测定宿主范围；通过热稳定性和pH稳定性实验评估环境适应性；通过一步生长曲线确定潜伏期和裂解量；最后在四种常见食品(鸡肉、牛肉、虾仁和生菜)中评估4°C冷藏条件下的抗菌效果。
3.1. 噬菌体SP-9-14的分离、纯化和形态特征
研究人员从20份鸡粪样本中成功分离到一株对S. Weltevreden具有强裂解活性的噬菌体SP-9-14。纯化后的噬菌体滴度达到4.1×1010PFU/mL，在LB双层层析平板上形成直径约1mm的透明斑块。透射电镜观察显示，SP-9-14具有二十面体立体对称的头部和长可收缩尾部，形态特征与Ackermannviridae科噬菌体一致。该噬菌体的完整基因组序列已提交至GenBank，登录号为PP001500。
3.2. 噬菌体SP-9-14的基因组分析
全基因组测序显示，SP-9-14基因组为线性双链DNA，长度152,107 bp，GC含量50.2%。PhageTerm分析表明该基因组采用headful(pac型)DNA包装策略，具有末端冗余和环状排列特性。基因组包含204个编码序列和5个tRNA基因，功能涉及DNA复制修复、核苷酸代谢、结构组装和宿主裂解。值得注意的是，基因组中未检测到与毒力或抗生素耐药性相关的基因，支持了其在食品应用中安全性。
3.3. 比较基因组学和噬菌体SP-9-14的系统发育分析
系统发育分析将SP-9-14归类为Ackermannviridae科Agtrevirus属成员。尽管SP-9-14与沙门氏菌噬菌体SW16-7具有98.9%的基因组相似性，但尾部 spike蛋白(TSP)区域存在显著差异，这可能解释了二者宿主范围的不同。SP-9-14的TSP与SW16-7的TSP1和TSP2分别具有70.33%和35.33%的氨基酸序列同一性，结构预测显示C端区域存在明显构象差异。
3.4. 噬菌体SP-9-14的宿主范围
宿主范围测试表明，SP-9-14对39种沙门氏菌血清型中的21种具有裂解活性，包括Agona、Blegdam、Dublin等高效率感染菌株( EOP≥0.5)。值得注意的是，这些敏感菌株中包含2013-2020年间在中国食品工作者中反复检测到的11种血清型，突出了SP-9-14在食品安全控制中的实际应用价值。
3.5. SP-9-14的热稳定性和pH稳定性
SP-9-14在5-65°C温度范围内保持稳定活性，在65°C处理30分钟后仍保留约80%的原始活性。pH稳定性实验显示，该噬菌体在pH 5.0-9.0范围内活性稳定，甚至在pH 3.0和10.0条件下仍分别保持59%和79%的活性，表明其能适应多种食品环境。
3.6. 最佳感染复数和一步生长曲线
SP-9-14的最佳感染复数(MOI)为0.1。一步生长曲线显示，该噬菌体的潜伏期为20分钟，裂解量为30 PFU/细胞，表明其具有快速裂解宿主细胞和高效率复制的特性。
3.7. 噬菌体SP-9-14体外生长抑制实验
在不同MOI条件下，SP-9-14均能有效抑制S. Weltevreden的生长。在MOI=100时，前8小时几乎完全抑制细菌生长；而MOI=0.1在24-36小时期间表现出最显著的抑制效果。尽管在培养后期出现细菌再生现象，可能源于噬菌体不敏感突变体(BIMs)的出现，但整体结果表明SP-9-14具有较强的抗菌潜力。
3.8. 噬菌体SP-9-14对食品中S. Weltevreden的抗菌效果
在4°C冷藏条件下，SP-9-14在不同食品基质中表现出差异化的抗菌效果。在鸡肉和牛肉中，抗菌效果相对较慢，72小时内菌量分别降低0.33-1.56 log CFU/g和0.77-3.16 log CFU/g，可能与肉类纤维结构和脂质含量限制噬菌体扩散有关。而在虾仁和生菜中，抗菌效果更为迅速和显著，菌量分别降低0.89-4.47 log CFU/g和1.57-3.37 log CFU/g，可能与高水分含量和亲水表面促进噬菌体-宿主接触有关。
研究结论与讨论部分强调，噬菌体SP-9-14具有宽宿主谱、良好的环境稳定性和高效的裂解能力，且基因组中不含已知毒力因子和抗生素抗性基因，符合食品安全应用的基本要求。在实际食品应用中，SP-9-14在4°C冷藏条件下能有效控制S. Weltevreden污染，特别是在虾仁和生菜等食品基质中效果更为显著。
该研究的创新之处在于首次系统评价了针对S. Weltevreden的噬菌体在多种食品基质中的抗菌效果，填补了这一重要食源性病原体在噬菌体生物防控领域的研究空白。研究结果不仅为开发针对S. Weltevreden的新型生物防控剂提供了候选噬菌体，也为理解噬菌体在不同食品基质中的行为差异提供了重要见解。
值得注意的是，食品基质的特性显著影响噬菌体的抗菌效果。肉类食品的复杂结构可能限制噬菌体扩散，而脂质和蛋白质成分可能通过非特异性相互作用影响噬菌体吸附效率。这些发现提示，在实际应用中可能需要针对不同食品类型优化噬菌体应用策略，如通过翻滚工艺促进噬菌体在肉制品表面的均匀分布。
尽管本研究使用了较高的初始菌量(∼108CFU/g)以确保实验可观察性，作者指出在自然污染水平较低的情况下，SP-9-14可能表现出更好的抗菌效果。未来研究需要在实际污染水平和更接近真实世界的条件下进一步验证其效能，并探索与其他抗菌策略的联合应用，以延缓耐药性发展并增强抗菌持久性。
总体而言，这项研究为利用噬菌体技术控制食源性沙门氏菌污染提供了重要科学依据，展现了噬菌体生物控制在保障食品安全方面的巨大潜力。随着抗生素耐药性问题日益严峻，开发这类特异性强、环境友好的新型抗菌策略显得尤为迫切和重要。
