农产品生产中灌溉水质对诺如病毒替代物存活的影响

  人类诺如病毒(NoV)是美国食源性疾病的主要原因，每年导致约500万例与食物有关的疾病。人类冠状病毒是冠状病毒科的一员，该科的所有病毒都是非包膜的，具有单链正义RNA基因组。一般来说，与包膜病毒相比，非包膜病毒在宿主外更稳定。

  人类受NoV污染的高风险食品包括贝类、即食食品和农产品。与农产品有关的人类新型冠状病毒爆发最常见的污染点尚不清楚。许多疫情可以追溯到在最后准备过程中通过食品处理人员发生的污染。疫情很少追溯到生产过程中的人类NoV污染。有可能是生产过程中人类对NoV的污染导致了这些无特征的暴发。由于该病毒在体外可长时间保持传染性，如果在田间发生污染，则有可能在食用时在农产品中存在传染性病毒。

  在农产品收获前的环境中，水被用于几个目的，最明显的是灌溉。水是病原体的常见来源，随后会污染农产品。在生产过程中使用替代水源或循环水源的兴趣日益增加。其中一种水源是灌溉径流或尾水，这是在头顶洒水、犁沟灌溉或洪水灌溉后从农田流出的多余水，通常被收集在蓄水池中。这些尾水携带了营养物质、沉积物和农药，降低了下游小溪、河流和沿海河口的水质，因此不能排放到当地的流域。由于人病毒体外培养难度大，因此常用鼠诺如病毒(MNV)和杜兰病毒(TV)作为替代病毒。

  这项研究的目的是确定水质对人类NoV传染性的影响，以及病毒在水、土壤和绿叶蔬菜表面(以长叶莴苣为模型系统)的稳定性。与井水相比，从商业农场收集的尾水被用作“低质量”水源，具有高浊度和有机负荷。将尾水与同一地点的井水和超纯水进行比较，以确定对人体NoV稳定性的影响。

  方法：将尾水、井水和超纯水样品分别接种TV和MNV两种替代病毒，使其滴度达到1×105斑块形成单位(PFU)/ ml。样品于11、19和24℃保存28 d。此外，将接种过的水施用于萨利纳斯山谷蔬菜生产地收集的土壤或生长中的长叶莴苣叶子表面，并在生长室中评估28 d的病毒感染性。

  结果：11、19和24℃水的病毒存活率相似，传染性不受水质的影响。28 d后，观察到TV和MNV最大减少1.5 log。28d后，施用于土壤28 d后，TV下降1.97 ~ 2.26 log， MNV下降1.28 ~ 1.48 log;在接种后7 d和10 d，生菜表面分别检出了传染性病毒。在整个实验中，水质对替代病毒的稳定性没有显著影响。

  讨论：总体而言，替代病毒在水中高度稳定，在28 d内减少了不到1.5 log，并且根据水质没有观察到差异。在土壤中，TV滴度在28 d内下降了约2 log，而MNV在同一时间间隔内下降了1 log，这表明在这项研究中测试的土壤中存在替代病毒特异性失活动力学。在生菜叶片上观察到MNV(接种后第10 d)和TV(接种后第14 d)降低了5 log，并且失活动力学不受所用水质量的显著影响。这些结果表明，替代病毒在水中高度稳定，水质(如营养成分、盐度和浊度)对病毒传染性没有显著影响。

  图1 在11、19和24℃保存并评估28 d的超纯(对照)、井水和尾水样中的TV传染性。病毒滴度报告为PFU/ml。数据点是6个重复的平均值。误差条表示±标准差。*表示同一治疗组与第0 d比较差异有统计学意义(p<0.05)。

  图2 超纯(对照)、井水和尾水样在11、19和24℃下保存28 d，评估MNV的传染性。病毒滴度报告为PFU/ml。数据点是6个重复的平均值。误差条表示±标准差。*表示同一治疗组与第0 d比较差异有统计学意义(p<0.05)。

  图3 TV和MNV在沙质壤土中28 d的传染性。将TV或MNV悬浮在(A)超纯水(对照)、(B)井水和(C)尾水中，并分别均匀混合到土壤中。病毒滴度报告为PFU/g。数据点是6个重复的平均值。误差条表示±标准差。

  图4 水质对从长叶莴苣表面提取传染性NoV替代病毒的影响。在(A)超纯水、(B)井水和(C)尾水中分别悬浮7 d(试验1)，评估TV和MNV对生菜叶片表面的传染性。病毒滴度报告为PFU/leaf。数据点是6个重复的平均值。误差条表示±标准差。

  图5 水质对从长叶莴苣表面提取传染性NoV替代病毒的影响。

  在(A)超纯水、(B)井水和(C)尾水中，对生菜表面TV和MNV的传染性进行了28 d(试验2)的评估。病毒滴度报告为PFU/leaf。数据点是6个重复的平均值。误差条表示±标准差。

  参考文献：

  Wu X， Moyne A， Ramos T D M， et al. Impact of irrigation water quality on human norovirus surrogate survival during leafy green production[J]. Frontiers in Plant Science， 2023， 14： 1128579.