人肠道类器官在评估人类诺如病毒在淡水中的持久性中的应用

人类诺如病毒（HuNoV）是全球食源性疾病的主要原因，每年导致约1.2亿病例和3.5万例死亡。尽管HuNoV在淡水环境中的RNA检测率较高，但由于缺乏可靠的细胞培养系统，长期以来无法确定其感染性。近年来，人类肠道类器官（HIE）作为一种新兴的感染性检测方法，成功实现了HuNoV的体外培养，为研究其感染活性提供了新的工具。HuNoV通过多种途径传播，包括受污染的灌溉水。传统分子方法无法区分感染性和非感染性病毒，因此无法准确评估其公共卫生风险。过去的研究主要依赖替代病毒（如鼠诺如病毒和Tulane病毒）来估计HuNoV在不同水体中的持久性。然而，这些替代病毒的表现与HuNoV可能存在差异，限制了研究的准确性。

研究使用HIE评估了HuNoV在未经处理的淡水中的持久性。研究选取了美国乔治亚州的三个淡水池塘作为样本来源，模拟了自然环境条件（温度、湿度和光照周期）。通过将HuNoV接种到淡水微环境中，研究人员在两周内检测了感染性HuNoV、完整病毒衣壳、土著细菌和其他水质参数的变化，了解水生病毒病原体的行为以及影响它们在水中持续存在的因素。

图 1 传染性 HuNoV 在来自三个池塘（I、II 和 II）的淡水中的存活率。（A） 使用 RNase 预处理监测完整 HuNoV 的 RNA （log GE/ml） 和 HuNoV 感染性 14 天，然后分别进行 RT-qPCR 和 HIE。虚线表示使用 HIE 对池塘水中传染性 HuNoV 的检测限。水样中存在传染性 HuNoV 用闭合符号表示，而开放符号表示感染性丧失。使用方差分析，与第 0 天的显著差异 （p < 0.05） 用星号表示。（B） 使用 HuNoV 输入 HIE 接种物 Ct 值和所有实验合并的 HIE 对数倍数增加的多元 logistic 回归。（C） 在水样中监测异养细菌菌落形成计数 （CFU/100 ml）。（D） Pearson 相关性，然后进行异养细菌计数和完整 HuNoV RNA 滴度之间的线性回归分析。图源自参考文献

 1.HuNoV在淡水中的持久性

感染性 HuNoV 的持久性存在差异，从 ≤1 天到 ≥7 天不等（图 1 A）。在池 I 中，与第 0 天相比，完整 HuNoV 的 RNA 在第 7 天和 14 天分别显著减少了 0.8 和 1 个对数，直到第 7 天HIE 都可以检测到传染性病毒。在池 II 中，来自完整 HuNoV 的 RNA 表现出更快的失活，在第 3 天显示显着减少 1 个对数，在第 1 天已检测不到感染性。在池塘 III 中，来自完整病毒的 RNA 在第 14 天显示出不显著的 0.5 对数减少，但感染性病毒只能检测到第 7 天。完整病毒衣壳的RNA衰减率在0.04到0.54/天之间，预测1 log减少所需时间为4.2到57.5天。

2.检测感染性HuNoV的概率

采用多元 logistic 回归模型拟合 HIE 中 HuNoV 对数折叠增加的总体数据。该模型预测，当RNA > 4.4 log GE/ml时，在淡水中检测到感染性 HuNoV 的概率更高 （P>0.5）（图1B）。

3.生物和非生物因素对HuNoV持久性影响

土著细菌：完整病毒衣壳与土著细菌数量呈显著负相关，表明细菌的存在可能加速HuNoV的失活。细菌计数随着时间的推移，池塘 I和池塘 III都发生了显著增加（图 1C）。池塘 II 中的细菌在第 14 天发生了并不显著的0.5 log 增加（图 1C）。细菌菌落计数显示与完整 HuNoV 衣壳的 RNA 呈显著负相关，这两个变量之间的线性回归分析也显著（图 1D）。

溶解氧：完整病毒衣壳与溶解氧呈显著正相关，溶解氧的增加有助于病毒的持久性。与池塘 I 和 III 相比，池塘 II 的电导率、悬浮固体、盐度和浑浊度明显更高。当合并来自三个池塘的所有数据时，发现溶解氧（%）显示出对完整 HuNoV 衣壳 RNA的显著正相关和线性关系。通过多元线性回归模型拟合完整 HuNoV 衣壳的 RNA 滴度以及与 HuNoV 显著相关的两个变量，即异养细菌计数和溶解氧（%）。

参考文献：Esselli, M.A., et al. (2025). Human intestinal enteroids for evaluating the persistence of infectious human norovirus in raw surface freshwater. Science of the Total Environment, 966, 178707.