《Frontiers in Microbiology》：Persistence of norovirus in static and dynamic simulators of the human gastrointestinal tract
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为揭示人诺如病毒(HuNoV)在胃肠道消化过程中的存活机制及其在草莓、生菜等高危食品中的传播风险，研究人员采用静态(INFOGEST)与动态(TIM-1)胃肠模拟系统，比较了HuNoV及其替代病毒MNV-1的持久性。研究发现，除在覆盆子果泥静态胃相中病毒略有减少外，两种病毒在多种食品基质和消化条件下均表现出高度的稳定性，这凸显了胃肠道消化本身不足以有效灭活诺如病毒，强调了在食品供应链中加强预防性控制的重要性。
每逢诺如病毒引发的肠胃炎爆发，人们常常将目光投向被污染的贝类、浆果或沙拉。这种主要通过“粪-口”途径传播的病毒，每年在全球造成数亿例疾病，是不容忽视的公共卫生负担。然而，一个关键的科学问题始终悬而未决：当人们吃下被诺如病毒污染的食物后，这些病毒能否“扛过”人体胃酸的强烈腐蚀和肠道消化酶的“洗礼”，最终抵达并感染肠道细胞？以往的研究多采用简化的体外模型，难以真实模拟食物在人体内经历的温度、pH值动态变化、消化液逐步分泌以及肠道蠕动的复杂过程。为了填补这一知识空白，一项发表在《Frontiers in Microbiology》上的研究，采用了两套互补的、更为逼真的“人造肠胃”系统，深入探究了诺如病毒在消化过程中的命运。
为了回答上述问题，研究人员采用了两种互补的胃肠模拟系统：标准化的静态INFOGEST 2.0协议和动态的TIM-1胃肠模拟器。他们评估了人类诺如病毒(HuNoV) GII.4型（来自匿名患者粪便样本）及其常用替代模型鼠诺如病毒1型(MNV-1)，在纯水以及覆盆子、草莓、生菜、牡蛎这四种高风险食品的果泥/匀浆中的持久性。对于MNV-1，研究结合了蚀斑测定法（直接检测感染性）和PMAxx-RT-qPCR（通过染料预处理区分潜在完整的病毒颗粒）；对于难以体外培养的HuNoV，则专门使用PMAxx-RT-qPCR来评估其RNA（作为潜在完整病毒颗粒的指标）的存留情况。实验均设置了重复并进行统计学分析。
3.1 消化物对RAW 264.7细胞的细胞毒性
通过显微镜观察和MTT细胞活力实验证实，消化产物在适当稀释后对用于MNV-1蚀斑测定的RAW 264.7细胞没有相关的细胞毒性效应，确保了后续感染性测定结果的可靠性。
3.2 静态条件(INFOGEST)下食物中感染性MNV-1的持久性
在模拟人体胃肠道的静态消化条件下，MNV-1的感染性在所有测试的食品基质中基本保持稳定。唯一显著的降低出现在与覆盆子果泥混合的病毒样本中，其在胃相期间感染性滴度下降了约1个log PFU/mL。在其他食品基质（草莓、生菜、牡蛎）或纯水中，未观察到显著的感染性下降。
3.3 静态条件(INFOGEST)下食物中HuNoV RNA的持久性
通过PMAxx-RT-qPCR检测的HuNoV RNA结果显示，当病毒悬浮于纯水或与牡蛎果泥混合时，其RNA在整个口腔、胃和肠道阶段均保持可检测水平。然而，当与覆盆子果泥混合时，在胃相期间观察到与初始口腔条件相比，基因组拷贝数显著减少了约1.5个log，但在随后的肠道阶段未检测到进一步的显著下降。
3.4 人体胃肠道动态模拟器(TIM-1)中MNV-1 RNA的持久性
在动态消化的TIM-1系统中，通过PMAxx-RT-qPCR检测的MNV-1 RNA在所有四个胃肠腔室（胃、十二指肠、空肠、回肠）中均持续存在。在胃部，不同采样时间或食品基质间未观察到显著差异。在十二指肠、空肠和回肠，虽然在不同时间和食品基质间观察到一些统计学上的显著差异，但病毒RNA数量的变化幅度通常很小（大多低于2个log），表明病毒在动态消化过程中依然高度稳定。
3.5 人体胃肠道动态模拟器(TIM-1)中HuNoV RNA的持久性
在TIM-1系统中，无论测试何种食品基质（水、覆盆子、牡蛎），HuNoV RNA基因组拷贝数在胃、空肠和回肠腔室中，相对于初始进餐时均未发生显著变化。唯一显著的差异出现在十二指肠，在消化30分钟时，与牡蛎果泥混合的HuNoV RNA拷贝数比初始值增加了约1个log。这是所有腔室和食品基质中观察到的唯一相对于初始餐的显著统计学差异。
3.6 TIM-1流出物中病毒的定量
绝大多数注入TIM-1系统的MNV-1和HuNoV RNA在消化结束时于回肠流出物中被回收。对透析液（模拟可吸收的小分子物质）的分析显示，MNV-1 RNA在50份样品中的15份被检测到，而HuNoV RNA在分析的30份样品中均未被检出，这表明病毒颗粒或病毒RNA主要通过肠道内容物（食糜）的形式通过消化道，而非被“吸收”。
本研究通过结合静态（INFOGEST）和动态（TIM-1）胃肠模拟模型，系统评估了诺如病毒在人类消化过程中的持久性。研究得出的核心结论是：胃肠道消化条件本身，包括低pH值和消化酶的作用，不足以显著降低诺如病毒（以MNV-1的感染性和HuNoV的RNA为指标）的存留。无论是静态还是动态模型，病毒在多种高风险食品基质（覆盆子、草莓、生菜、牡蛎）中均表现出高度的稳定性。唯一的例外是覆盆子果泥在静态胃相中引起了约1个log的病毒减少，但其机制尚不完全明确，可能与覆盆子本身的某些成分（如多酚）有关。
这一发现具有重要的科学意义和公共卫生价值。它揭示了诺如病毒能够“安然无恙”地穿越人体消化道，这直接解释了为何极少量的病毒污染就足以导致感染和疾病爆发。食品基质不仅没有加速病毒的灭活，反而可能通过缓冲酸性环境、物理包埋病毒颗粒等方式，起到一定的保护作用。这尤其凸显了浆果、贝类、生食蔬菜等高风险食品在诺如病毒传播中的关键角色。
该研究的创新之处在于首次将标准化的静态模型与高度仿真的动态模型结合，用于评估食源性病毒的胃肠道命运，提供了比以往单一、简化模型更接近生理真实性的数据。尽管研究未直接测定HuNoV的感染性（由于培养困难），但通过PMAxx-RT-qPCR检测“潜在完整的病毒颗粒”RNA，为评估其风险提供了强有力的间接证据。综上所述，这项研究强有力地说明，不能依赖人体自身的消化系统来消除食物中的诺如病毒污染风险。因此，研究结果再次强调了在食品生产、加工、储存和制备的各个环节采取严格预防性控制措施的极端重要性，必须从源头最大程度地防止病毒污染，这是保障食品安全、降低食源性疾病负担的根本策略。
