《Scientific Reports》：Assessing the cytotoxicity and apoptosis-inducing ability of solar irradiated Salmonella Typhimurium in the RAW264.7 cell line in vitro
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本研究针对太阳能水消毒（SODIS）技术中灭活病原体与宿主细胞相互作用机制不明确的问题，探讨了自然太阳紫外线辐射（SUVR）对鼠伤寒沙门氏菌在RAW264.7巨噬细胞中存活能力、细胞毒性及凋亡反应的影响。研究发现经4-8小时太阳辐照的细菌完全失活且丧失细胞内增殖能力，同时显著降低乳酸脱氢酶（LDH）释放和细胞坏死率，证实SODIS处理不仅能有效灭活病原菌，还可降低其对免疫细胞的损伤风险，为太阳能消毒水的生物安全性提供了重要实验依据。
在资源有限地区，腹泻疾病仍是导致儿童死亡的主要原因之一。太阳能水消毒（SODIS）作为一种低成本、易操作的水处理技术，通过将灌满水的透明塑料瓶置于阳光下曝晒6小时，利用太阳紫外线辐射（UV Radiation）和热效应协同灭活水中病原微生物，被证明可有效降低腹泻发病率达30-50%。然而，这种物理消毒方式处理后的水中，虽然细菌培养显示无法生长，但这些"灭活"的细菌碎片与宿主细胞（特别是免疫细胞）之间会产生怎样的相互作用？是否仍保留部分生物活性？这些科学问题直接关系到SODIS处理水的生物安全性评估。
为解答这些疑问，研究人员在《Scientific Reports》发表论文，系统评估了自然太阳辐射对鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium）在巨噬细胞RAW264.7中存活能力、细胞毒性及诱导细胞死亡（包括凋亡和坏死）的影响。研究设置了三组对照：自然太阳紫外线辐射（SUVR）处理组、避光但相同环境条件组（控制温度效应）、以及传统热-化学灭活组（0.5%苯酚，65°C），通过比较不同处理方式下细菌的生物学行为，揭示太阳辐照灭活病原体的独特特性。
关键技术方法包括：利用自然太阳光进行细菌辐照处理，通过乳酸脱氢酶（LDH）检测试剂盒评估细胞毒性，采用流式细胞术（Flow Cytometry）分析细胞死亡方式（凋亡/坏死），并建立巨噬细胞-细菌共培养模型检测细菌 intracellular survival（细胞内生存）能力。
细菌灭活效果与细胞内生存能力
研究发现，经4小时和8小时自然太阳辐照的鼠伤寒沙门氏菌完全失去增殖能力，在培养基上无法形成菌落。更重要的是，这些太阳灭活的细菌被巨噬细胞吞噬后，显示不出任何 intracellular recovery（细胞内恢复）迹象，即无法在细胞内复活或复制。相比之下，避光对照组细菌在巨噬细胞内表现出高速复制能力，24小时内菌量增加两个数量级。这表明太阳辐照不仅表面灭活细菌，还彻底破坏了其逃避宿主免疫清除并在细胞内生存的致病机制。
细胞毒性反应评估
通过检测细胞培养上清中乳酸脱氢酶（LDH）释放量，研究人员量化了不同处理细菌对巨噬细胞的损伤程度。结果显示，太阳处理组（特别是8小时辐照）诱导的LDH释放量显著低于避光对照组，与热-化学灭活组水平相当。这表明太阳灭活细菌失去或极大降低了破坏宿主细胞膜完整性的能力，而活菌感染则导致大量细胞内容物泄漏，预示严重细胞损伤。
细胞死亡方式分析
流式细胞术检测揭示出更精细的细胞命运图景：活菌感染导致巨噬细胞大规模坏死（Necrosis），细胞膜完整性完全丧失；而太阳灭活细菌主要诱导温和的凋亡（Apoptosis）反应，保持细胞膜完整性至最后阶段。这种死亡方式差异具有重要生物学意义——凋亡是程序性、非炎症性死亡，而坏死会引发强烈炎症反应，可能加剧组织损伤。
讨论与意义
本研究首次系统证实太阳辐照灭活不仅破坏鼠伤寒沙门氏菌的繁殖能力，更关键的是削弱其与宿主免疫细胞相互作用时的致病潜力。太阳紫外线可能通过损伤细菌DNA、破坏膜蛋白功能等机制，使病原体丧失调控宿主细胞死亡通路的关键毒力因子。这一发现为SODIS技术的生物安全性提供了分子水平证据，缓解了关于"灭活细菌残留生物活性"的担忧。此外，研究提示传统培养法（基于菌落形成）可能低估SODIS的实际消毒效果，因为即使未被完全降解的细菌碎片也已丧失关键致病功能。这些发现对推广太阳能消毒技术在公共卫生领域的应用具有重要指导意义，特别是在缺乏集中式供水系统的灾害应急和偏远地区，为安全饮水保障提供了科学支撑。
