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饮用水系统大肠杆菌噬菌体

时间:2020-11-16  编辑:网络字体:
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1)概述
噬菌体是以细菌细胞为宿主进行复制的病毒。大肠杆菌噬菌体是以大肠杆菌和其近缘种为宿主,随后被这些宿主细胞排放到人和其他哺乳动物粪便中。水质评估中使用的大肠杆菌噬菌体分为体细胞大肠杆菌噬菌体和F-RNA大肠杆菌噬菌体两个主要类群。这两个类群的区别在于感染途径的差异。
体细胞大肠杆菌噬菌体通过附于宿主细胞壁上的永久性受体而启动感染,它们在哺乳类动物胃肠道中频繁复制,而且在水环境中也能复制。体细胞大肠杆菌噬菌体包括一系列形态各异的噬菌体(有肌尾噬菌体科、长尾噬菌体科、短尾噬菌体科和微噬菌体科中的某些属)。
F-RNA大肠杆菌噬菌体通过茹附于大肠杆菌的生殖  (F-,性)菌毛启动感染。只有携带生殖(F-)质粒的细菌才会产生这些F一菌毛。由于F一菌毛只有在30'C以上的细菌对数生长期才能产生,因此F-RNA大肠杆菌噬菌体在除哺乳动物胃肠道以外的环境中不能复制。F-RNA大肠杆菌噬菌体由紧密相关的一个限定噬菌体群组成,这些噬菌体属于光滑噬菌体科,由单链RNA基因组和形态上类似于小核糖核酸病毒的二十面体衣壳组成。F-RNA大肠杆菌噬菌体分I一IV四个血清型,还可通过分子生物学技术如基因探针杂交技术将其鉴定为不同的基因型。到目前为止,血清型I和IV仅从(非人类)动物粪便中检出,血清型川在人类粪便中检出。血清型I I可在人类粪便和28%的猪粪中被检测到,而其他动物的粪便中未检测到11型大肠杆菌噬菌体。这种尚不明了的特异性,为在一定条件下和限制范围内区别人源和动物源粪便污染提供了一种可能的手段。
2)作为指示微生物的意义
噬菌体与人类病毒有许多共同之处,尤其是组成、形态、结构和复制方式。因此大肠杆菌噬菌体成为评估肠道病毒在水环境中习性、对水处理和消毒过程敏感性的有用模式微生物或替代生物。在这方面,它们优于粪大肠细菌,可以考虑纳入验证和监控源水受到人类粪便废弃物的影响。但尚未发现大肠杆菌噬菌体与肠道病毒在数量上有直接相关性。另外,大肠杆菌噬菌体不能作为指示肠道病毒的绝对可信指标。这一点己得到证实,在己处理和消毒过的饮用水供应系统中,大肠杆菌噬菌体常规检测结果是阴性,而仍然分离出肠道病毒。
F-RNA大肠杆菌噬菌体可作为一种比体细胞大肠杆菌噬菌体更特异的粪便污染指标。另外,在指示水环境中肠道病毒习性、对水处理和消毒过程的反应效果方面,F-RNA大肠杆菌噬菌体要优于体细胞大肠杆菌噬菌体。这在进行F-RNA大肠杆菌噬菌体、体细胞大肠杆菌噬菌体、粪便细菌和肠道病毒习性与存活力的比较研究中被证实。己有资料显示.人和动物排泄物中F-RNA血清群(基因型)的特异性可用来区别人类和动物源粪便污染。但仍有一些不足和矛盾的资料需要进一步研究解决.该方法在多大程度上可应用于实践也需要明确。由于大肠杆菌噬菌体的局限性,最好仅用于实验室调查、预试验和可能的确认实验中。而不适于运行或确认性(包括监督)的监测。
3)感染源
人或动物排出的大肠杆菌噬菌体量较少。由于复制模式不同和宿主的特异性,体细胞大肠杆菌噬菌体通常由大多数人或动物粪便排出,而能够排泄F-RNA大肠杆菌噬菌体的人或动物的比例较低。现有资料显示.在生物群中,10%的人、45%的牛、60%的猪和70%的禽类粪便中可检出F-RNA大肠杆菌噬菌体。水环境中体细胞大肠杆菌噬菌体的数量通常比F-RNA大肠杆菌噬菌体高5倍,比致细胞病变的人类病毒高500倍,这些比值的变化很大。每升污水中含有106^-10$个体细胞大肠杆菌噬菌体。一项研究发现,从屠宰场排出的废水中体细胞大肠杆菌噬菌体数达101。个//L。有迹象表明大肠杆菌噬菌体能在污水中繁殖,体细胞大肠杆菌噬菌体也可在天然水环境中利用腐生宿主进行繁殖。经检测,湖水和河水中体细胞大肠杆菌噬菌体和F-RNA大肠杆菌噬菌体的量可达10'个//Lo
4)实际应用
体细胞大肠杆菌噬菌体可以用简单、经济的空斑实验进行检测,24h内即可出结果。该实验用于F-RNA大肠杆菌噬菌体检测时并不简单,因需将宿主细菌在30℃以上的温度条件下培养至对数生长期,以确保产生F一菌毛。使用大的平皿可对100 ML样品形成的空斑进行定量计数,P/A法可以检测500niL或更大量水样的检测。
5)对饮用水的意义
由于大肠杆菌噬菌体主要在人或哺乳动物胃肠道内复制,它们在饮用水中的存在可作为粪便污染指示,同时也可指示肠道病毒和其他病原体潜在污染标。饮用水中出现大肠杆菌噬菌体提示,用于去除肠道病毒的水处理和消毒过程存在缺陷。F-RNA大肠杆菌噬菌体是指示粪便污染更为特异的指标。处理后的饮用水中不含大肠杆菌噬菌体不能确定其中也不含病原体如肠道病毒或寄生原虫。

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