前言
沙门菌(Salmonella)是一种危害较大的食源性致病菌，在自然界中分布广泛，自1885年首次被分离，严重威胁着人与动物的生命健康，沙门菌血清型众多，已鉴定出超过2 600种沙门菌血清型，但其中肠炎沙门菌(Salmonella enteritidis)和鼠伤寒沙门菌(Salmonella typhimurium)是引起急性胃肠炎主要的血清型，占报告的沙门菌病例的50%以上[1]。典型症状包括发热、腹泻和呕吐，也是造成婴幼儿和免疫功能低下患者菌血症的重要原因，甚至导致患者死亡。
1996—1999年期间，食源性疾病监测网络(FoodNet)中记录的人类肠炎沙门菌感染发生率增加了44%[2]；2019年，在美国由非伤寒沙门菌引的病例大约有120万，26 500人住院，420人死亡。美国因沙门菌引起的食源性疾病估计成本超过35亿美元，因感染沙门菌而住院的患者人数几乎是弯曲杆菌的2倍[3]。2017年，欧盟报告91 662例患者被确诊为沙门菌病，167 96人住院，156人死亡[4]。中国全年因沙门菌引起的胃肠炎大概有9 500多万，除了诺如病毒，沙门菌在细菌感染中排全国第一位。而且肠炎沙门菌和鼠伤寒沙门菌及其他沙门菌血清型的耐药性越来越普遍，如多重耐药菌株鼠伤寒沙门菌株DT104已在全球范围内扩散[5]。
食品加工各个环节都有可能造成食品的污染，人感染沙门菌病主要是通过食用未煮熟或生食品而引起，其中鸡蛋和蛋制品被认为是肠炎沙门菌病最重要的来源，美国食品药品监督管理局(FDA)将鸡蛋列为与食源性疾病有关的第二大危险食品[6]。沙门菌菌株通常很难从其宿主(如禽类动物)中消除，因此需要在食品本身，特别是鸡蛋等高风险食品中寻找并应用有效防治策略[7]。
目前，在控制食品安全方面有许多的灭菌方法，如加热、紫外线以及抗生素等，传统方法普遍存在适用范围有限、成本费用高以及安全性低等问题[8]。因此，迫切需要新型抗菌方法来杀灭食源性病原体。噬菌体具有宿主特异性、天然来源、易于分离、低毒性和降解生物膜的潜力等特性[9]，使用其进行生物控制可以克服许多传统灭菌方法的限制且不会对食物的自然微生物群或营养成分产生有害影响。噬菌体生物防治已被证明是控制各种食源性病原体的高效方法[10]，因此，合理开发和利用噬菌体对食品安全防控具有重要意义。
本研究在污水中分离出肠炎沙门菌的噬菌体，并探究其生物学特性和基因组生物信息学，以及对染菌蛋液杀菌效果，为噬菌体作为食品安全防控制剂控制肠炎沙门菌污染提供实验依据和理论基础。
方法
通过双层平板法分离并纯化噬菌体，透射电镜观察噬菌体形态，测定最佳感染复数、一步生长曲线、pH稳定性、温度稳定性，对噬菌体进行全基因组测序并检测其裂解细菌的功效。
结果
1．肠炎沙门菌的耐药性分析：以18株肠炎沙门菌作为宿主菌分离噬菌体，它们均为多重耐药菌株，对11种抗生素的耐药性见表1。
表118株肠炎沙门菌对抗生素的耐药性
2．噬菌体的分离及其滴度测定结果：从污水中分离出1株裂解性肠炎沙门菌噬菌体，命名为JD01。如图1所示，噬菌体的噬菌斑清晰透亮、呈圆形且无晕环，直径为3～4 mm，噬菌体滴度为1×10 9 PFU/ml。
图1肠炎沙门菌噬菌体JD01形成的噬斑
3．噬菌体宿主范围的测定结果：以18株肠炎沙门菌、19株鼠伤寒沙门菌、10株伤寒沙门菌、20株大肠埃希菌、18株金黄葡萄球菌、4株阪崎克罗诺杆菌、4株蜡样芽孢杆菌以及12株肺炎克雷伯菌为测试菌株，共计105株，测定噬菌体JD01的宿主范围。从表2可见，噬菌体JD01仅裂解沙门菌属的细菌，其对肠炎沙门菌、鼠伤寒沙门菌和伤寒沙门菌裂解率分别为88.9%(16/18)、94.7%(18/19)和80.0%(8/10)，而对非沙门菌属的细菌如大肠埃希菌、金黄葡萄球菌、阪崎克罗诺杆菌、蜡样芽孢杆菌和肺炎克雷伯菌均不裂解。
表2噬菌体JD01的裂解谱
4．噬菌体最佳感染复数的测定结果：当噬菌体JD01与宿主菌的比例为最佳MOI时，子代噬菌体的滴度最大，产生的子代噬菌体的数量最多，如图2所示，噬菌体JD01的最佳感染复数是0.001。
图2肠炎沙门菌噬菌体JD01的感染复数测定
5．噬菌体一步生长曲线及暴发量的测定结果：如图3所示，噬菌体JD01的潜伏期为30 min，裂解期为60 min，平均暴发量为95 PFU/细胞。
图3噬菌体JD01的一步生长曲线
6．噬菌体稳定性的测定结果
(1)噬菌体热稳定性：噬菌体JD01在50℃时，保持较好的活性，在暴露于60℃60 min时，噬菌体活性下降了一个数量级。70℃时，在10 min内急剧下降直至失活，结果表明噬菌体JD01对高温敏感(图4)。
图4肠炎沙门菌噬菌体JD01的热稳定性
(2)噬菌体pH稳定性：结果如图5所示，噬菌体JD01在pH4.0～12.0条件下仍保持原来较高的滴度，在pH<4.0或pH>12.0的条件下完全失活。
图5肠炎沙门菌噬菌体JD01的酸碱稳定性
7．噬菌体形态学观察
噬菌体JD01的头部直径约为58 nm并呈二十面体立体对称，有一条长约120 nm的不可收缩尾部，尾末端带有宽度约17 nm的薄尾板，尾端有5～6个尖刺(图6)。从形态特征上确定与已知的有尾噬菌体纲(Caudoviricete)，Guernseyvirinae科，Jerseyvirus属的噬菌体形态基本一致[14]。
图6肠炎沙门菌噬菌体JD01电镜下形态