全球食品安全警报每年都在拉响。世界卫生组织统计显示，食源性致病菌导致约6亿人患病、42万人死亡，直接经济损失超千亿美元。其中，大肠杆菌O157:H7、沙门氏菌和蜡样芽孢杆菌是最常被通报的三大“元凶”，潜伏在生鲜蔬菜、巴氏奶、即食肉类等各类日常食品中。传统金标准——培养法——需要2～5天才能确认结果，且会把已死亡或受伤的细菌也判定为阳性，造成过度召回；而近年普及的qPCR虽将时间缩短至6～8小时，却必须依赖溶菌酶、玻璃珠或柱式试剂盒进行细胞破壁与DNA纯化，操作繁琐、成本高，基质干扰严重时灵敏度骤降，漏检风险随之增加。面对供应链快速流转与“从农场到餐桌”全程监控的双重压力，行业亟需一种既能在复杂食品基质中精准捕捉“活菌”、又能在一餐饭时间内给出可靠结论的新技术。噬菌体——自然界中专一感染并裂解活细菌的病毒——因其对死菌“视而不见”且自带高效裂解酶系统，成为破局关键。

近日，韩国食品研究员林正爱研究员和林敏哲研究员及其团队在Food Control发表题为“Bacteriophage-assisted lysis and eluted genomic DNA-based detection of pathogenic bacterial contamination in food”的研究性论文。该研究提出了一种“噬菌体裂解+多重PCR”联用技术，利用噬菌体裂解活菌释放DNA，结合多重PCR，开发了一种快速、特异得多目标检测方法， 解决了传统PCR无法区分活/死菌得问题，为食品中活致病菌的快速检测提供了新策略。

图1 文献基本信息

为了把3–5天的传统流程压缩到一顿午饭的时间，团队搭建了一条“噬菌体-PCR 闪电通道”。第一步，选毒。研究者从污水、土壤和腐败蔬菜中分离并纯化出三株烈性噬菌体：ΦO157、ΦSTM 和 ΦBc，分别对大肠杆菌O157:H7、沙门氏菌和蜡样芽孢杆菌具有95%以上的宿主专一性。通过双层琼脂滴定与宿主范围测试，确认它们对死菌、非靶标菌株无活性，天然排除“死菌干扰”。第二步，裂解。研究团队把100 μL含有10³–10⁸ CFU/mL 活菌的食品滤液（生菜渗液、泡菜汤、牛奶、鸡胸肉匀浆）与等体积“噬菌体鸡尾酒”（MOI=10）混合，置于37 ℃、200 rpm 的恒温振荡器中孵育60 min。此时噬菌体完成吸附-注入-复制-裂解四连击，宿主细胞膜被内溶素精准打孔，完整基因组DNA自动“快递”到上清，无需任何额外溶菌酶或机械破壁。第三步，检 DNA。直接取2 μL上清作为模板，加入针对stx1、invA和cesB基因的多重PCR体系（95 ℃ 3 min；95 ℃ 15 s、58 ℃ 30 s、72 ℃ 30 s，共 35 个循环；72 ℃ 5 min）。为了适配现场，研究者还把反应体系缩小至10 μL，让便携式PCR仪也能跑。全过程从取样到电泳判读被严格控制在5 h以内。

图2 使用噬菌体辅助裂解和多重PCR检测食源性细菌的流程图

实验室内，研究人员用三种靶标菌和12种常见干扰菌（包括乳酸菌、酵母、腐败假单胞菌等）进行交叉验证，结果无一假阳性。灵敏度实验显示，在未富集状态下，检测限分别为大肠杆菌5×10² CFU/mL、沙门氏菌8×10² CFU/mL、蜡样芽孢杆菌1×10³ CFU/mL；如果先将样品经4 h的冷增菌（BPW，37 ℃），检测限全部降至<10 CFU/mL，符合国际标准对即食食品的限量要求。在真实世界挑战中，团队从当地超市随机采购120份样品（生菜30、泡菜30、牛奶30、鸡胸肉30），人工污染30%的样本至10⁴ CFU/mL。使用本方法，阳性检出率100%，阴性对照无假阳性；而同期送检的培养法需48 h，且因死菌干扰出现4%假阳性。针对复杂基质，生菜叶绿素、泡菜高盐、牛奶脂肪均未抑制PCR信号，回收率92–108%，CV<5%。最后，研究者把整套流程搬到一辆移动检测车上，现场检测20份外卖沙拉，结果与实验室完全一致，耗时4 h 17 min。

本研究以“让病毒为人类打工”的思路，把烈性噬菌体改造成天然靶向裂解试剂，辅以一步上清PCR，成功把食源性活致病菌的检测从实验室的3天压缩到5小时以内，既躲开了死菌的“假阳性陷阱”，又在生菜、泡菜、牛奶等复杂基质中保持100%真阳性捕获率。它用极简流程、极低成本为全球食品安全链提供了可移动、可推广、可实时的“闪电哨兵”，预示着未来从口岸到厨房都能实现“吃饭前先看病毒报告”的新常态。

参考文献：

Se-Min Kim, Eo-Jin Kim, Eun-Jin Jang, et al. Bacteriophage-assisted lysis and eluted genomic DNA-based detection of pathogenic bacterial contamination in food. Food Control 162 (2024)110433 DOI:10.1016/j.foodcont.2024.110433.