不到1%的噬菌体残留，为何会搅动鸡粪中的耐药基因？

噬菌体被视为减少养殖业抗生素使用的重要候选工具，它们能够精准攻击细菌，对多重耐药菌尤其具有吸引力。然而，噬菌体进入动物体内后并不会全部消失，一小部分可能穿过消化道，随粪便进入圈舍、堆肥、土壤甚至水体。过去研究更多关注噬菌体能否清除病原菌，对这些低水平残留物进入环境后会发生什么，了解得并不充分。

2026年，在Environment International上题为Low-level phage residues in manure are associated with shifts in microbial communities and resistance-related profiles的研究发现，鸡经口摄入噬菌体鸡尾酒后，排出的活噬菌体不足给药量的1%，但含这些残留噬菌体的粪便持续进入鸡粪微环境后，仍与菌群多样性下降、群落网络简化以及耐药基因和可移动遗传元件相对丰度升高相关。

这项研究将目光从噬菌体治疗是否有效转向治疗之后的环境效应。比如鸡口服噬菌体后究竟会排出多少活噬菌体，这些含残留噬菌体的粪便进入原有鸡粪环境后，是否会改变微生物群落，以及抗生素耐药基因和可移动遗传元件的分布。研究还同步检测了有机质、氮、磷、钾等理化指标，以观察菌群变化是否伴随养分变化。

研究使用两株可裂解多重耐药大肠杆菌的噬菌体P1和P3配成鸡尾酒，给鸡饮用的终浓度约为1.0×10⁹ PFU/mL。研究人员将对照鸡粪便制成的悬液，含噬菌体残留的粪便悬液，连续42天喷洒到鸡舍来源的陈旧鸡粪中。

整个微宇宙试验设置3种处理、5个采样时间点，每个组合有5个生物学重复，共75个微宇宙。第42天，研究人员通过16S rRNA基因测序和宏基因组测序，分析细菌、病毒、耐药基因和可移动遗传元件的变化。

虽然排出量很低，但并不代表环境效应可以忽略。研究检测到，每只鸡每天排出的噬菌体约为4.28 log₁₀ PFU，低于给药量的1%。尽管残留比例不高，持续加入含残留噬菌体的粪便后，受体鸡粪中的细菌群落结构仍出现明显偏移，物种丰富度和系统发育多样性下降，微生物共现网络也变得更加简单。微生物生态系统对持续、低剂量的生物扰动可能十分敏感。

菌群变化具有较为明确的方向，与对照组相比，处理组中放线菌门和拟杆菌门的相对丰度下降，变形菌门上升。在属水平，嗜冷菌属和海鲜球菌属的相对丰度增加。病毒群落也发生了变化。处理组的香农和辛普森多样性指数下降，预测为烈性噬菌体的比例由34.18%升至39.24%。这些结果说明，含残留噬菌体的粪便输入影响的并非单一宿主，而可能通过捕食、细胞裂解、营养释放以及种间关系改变，引发群落层面的连锁反应。

研究共检出26类、557个耐药基因亚型，以及5大类、1112个可移动遗传元件亚型。处理组检出的耐药基因亚型为512个，对照组为473个。虽然两组耐药基因和可移动遗传元件的亚型总数没有显著差异，但处理组中二者的总体相对丰度均显著升高。

含残留噬菌体的粪便输入并没有使大量全新的耐药基因突然出现，而是改变了原有菌群结构，使部分携带耐药基因和可移动遗传元件的微生物在群落中的占比提高。四环素耐药基因tet(A)与氨基糖苷磷酸转移酶基因及IS6、IS26、tnpA等转座相关元件位于同一重叠群上，氟苯尼考耐药基因fex(B)也与Bin3共定位。这种物理共定位不能直接证明耐药基因已经发生转移，却意味着相关基因具备被动员和传播的遗传背景。

结构方程模型进一步显示，含残留噬菌体的粪便输入对耐药基因丰度没有显著的直接效应，其关联主要通过嗜冷菌和可移动遗传元件间接体现。其中，可移动遗传元件对耐药基因丰度的总效应最大。这表明，菌群结构改变和遗传元件增多可能是耐药基因相对丰度升高的重要中间环节。

研究没有设置纯化噬菌体对照和灭活噬菌体对照，因此观察到的变化不能全部归因于活噬菌体，粪便中的其他成分也可能参与作用。样本量、病毒组测序深度以及相对丰度分析同样限制了结论的外推范围。

未来还需要结合绝对定量、病毒富集测序以及更贴近真实养殖场的长期试验，确认这些变化能否长期持续，以及是否真的会提高耐药基因水平传播的概率。这项研究提醒我们，评价噬菌体产品不能只看动物体内的抑菌效果和短期安全性，还应追踪其从动物、粪便到堆肥、土壤和水体的完整路径。噬菌体仍可能是替代抗生素的重要工具，但在推广应用时，有必要同步建立残留监测、粪污处理和耐药组风险评估方案。只有把治疗效果与环境归宿放在一体化健康框架中考量，才能推动噬菌体技术更加安全、稳妥地应用。

参考文献：https://doi.org/10.1016/j.envint.2026.110466