最新研究｜八种噬菌体混合物用于动物饲料的遗传毒性与 90 天经口毒性评价

抗生素耐药已经成为全球养殖业与公共卫生共同面对的棘手难题。噬菌体作为靶向杀灭致病菌的天然病毒，是饲料减抗替代赛道的热门方向。但噬菌体复合制剂长期饲喂的安全性，一直是行业与监管重点关注的问题。

近期一项遵循 GLP 良好实验室规范的完整毒理学研究，系统评价了一款由 8 株裂解性噬菌体复配的动物饲料用噬菌体混合物的安全属性，围绕遗传毒性、致突变风险、亚慢性经口饲喂安全性三大核心问题给出试验证据。

核心结论： 在本次试验条件下，该噬菌体混合物无遗传毒性、无致突变潜力；90 天亚慢性经口毒性 NOAEL（未观察到有害作用水平）为200 mg/kg BW/day，对应指示噬菌体剂量为2.0×10⁹ PFU/kg BW/day，相比畜禽实际使用剂量具备 100 倍以上安全暴露余量。

研究背景

养殖业抗生素大量使用，是细菌抗菌素耐药（AMR）演化扩散的重要推手。全球养殖业抗生素消耗体量巨大，耐药菌不断涌现，给食品安全和公共卫生带来持续威胁。因此，减少养殖端抗生素依赖、从饲料源头防控沙门氏菌、致病性大肠杆菌、产气荚膜梭菌等食源性致病菌，已经成为全球减抗工作的重要方向。

噬菌体是自然界广泛存在的细菌专性病毒，具备极强宿主特异性，仅侵染目标细菌，不侵染动物、人体真核细胞。裂解性噬菌体可以识别、裂解并杀灭靶标致病菌，非常适合用于饲料体系控制病原菌，阻断致病菌沿着饲料-动物-食品链条传播。

但噬菌体产品想要落地动物饲料应用，必须回答关键疑问：动物长期经口摄入噬菌体混合物是否存在安全风险？是否存在致突变、遗传损伤隐患？ 这也是 Portocarero 团队开展本套毒理学试验的出发点。

受试物：8 株严格裂解性噬菌体复配制剂

本次评价受试物为 ProBe-Bac FD，浅黄色粉末制剂，由 8 株冻干噬菌体搭配脱脂乳载体复配而成。 靶向致病菌：沙门氏菌属、多型致病性大肠杆菌、产气荚膜梭菌。

8 株噬菌体清单：

1.鼠伤寒沙门氏菌噬菌体 ST3

2.鸡沙门氏菌噬菌体 SG102

3.肠炎沙门氏菌噬菌体 SE21

4.鸡白痢沙门氏菌噬菌体 SP1

5.大肠杆菌 ETEC 噬菌体 EC11

6.大肠杆菌 APEC 噬菌体 EC14

7.大肠杆菌 STEC 噬菌体 ECOH1

8.产气荚膜梭菌噬菌体 CP3

前置基因组安全筛查（安全性评价重要基础）全部噬菌体经基因组测序验证，均为严格裂解性噬菌体；未检出溶原基因、细菌毒素基因、抗生素耐药基因，排除噬菌体向细菌水平转移有害基因的风险。

研究方法｜全套 OECD 标准 GLP 毒理试验

研究严格参照 OECD 化学品安全评价指南，一共开展 4 项核心试验。

小科普：本研究未采用传统 Ames 试验。原因是受试物含有沙门氏菌噬菌体，会裂解 Ames 试验的沙门氏菌测试菌株，直接干扰试验读数，因此改用哺乳动物细胞基因突变试验作为替代方案。

· 体外哺乳动物细胞基因突变试验（OECD TG 490）：小鼠淋巴瘤 L5178Y TK⁺/⁻细胞，评价致基因突变潜力。

· 体外哺乳动物细胞微核试验（OECD TG 487）：人外周血淋巴细胞，评价染色体断裂、非整倍体诱导风险。

· 体内骨髓细胞染色体畸变试验（OECD TG 475）：Swiss Albino 小鼠，评估体内条件下染色体损伤风险。

· 90 天亚慢性经口毒性（增设 28 天恢复期，OECD TG 408）：SpragueDawley 大鼠，评估长期经口饲喂全身毒性与毒性可逆性。

研究结果一：三项遗传毒性试验全部阴性

1）体外 TK 基因突变试验（OECD TG490）

受试物设置最高浓度达 2000 μg/mL，试验设置三种处理条件：短期处理加代谢激活、短期处理不加代谢激活、连续 24 小时处理不加代谢激活。

结果显示，噬菌体混合物各个剂量组的突变频率均没有出现显著升高，全部未超过全局评价因子阈值。而苯并 (a) 芘、4硝基喹啉N氧化物的阳性对照组突变水平显著高于溶剂对照组，证明整套试验体系灵敏有效。本试验判定为体外基因突变阴性。

2）体外人淋巴细胞微核试验（OECD TG487）

正式试验选用 500 μg/mL、1000 μg/mL、2000 μg/mL 三个高浓度，分别开展有无代谢活化、短期及持续暴露处理。

和溶剂对照组相比，噬菌体处理组双核细胞的微核发生率无统计学差异。丝裂霉素 C、秋水仙素、苯并 (a) 芘阳性对照组微核频率显著上升，证实检测体系可以有效识别染色体断裂剂与致非整倍体物质。本试验判定体外微核试验阴性。在最高测试浓度下，噬菌体混合物仅带来较低程度的细胞抑制，未出现明显细胞毒性。

3）体内小鼠骨髓染色体畸变试验（OECD TG475）

动物给药最高剂量为 80 mg/kg BW。试验全程动物无死亡，无中毒相关临床体征，体重变化正常。

噬菌体各给药组骨髓有丝分裂指数未出现明显下降，无明显细胞毒性；染色体结构畸变细胞占比与溶剂对照组没有明显差异。阳性对照环磷酰胺组染色体畸变率显著升高，验证试验体系有效。

综合三项遗传毒性试验结论：该噬菌体混合物在本试验条件下，未表现遗传毒性与致突变风险。

研究结果二：90 天亚慢性经口毒性，NOAEL=200 mg/kg BW/day

亚慢性毒性试验使用 5 周龄 SD 大鼠，雌雄各 50 只，适应饲养后分组，分为对照组、低剂量组、中剂量组、高剂量组。部分大鼠在 90 天给药结束后继续饲养 28 天恢复期，用来观察毒性效应是否可逆。

研究选用混合物中含量最高的鼠伤寒沙门氏菌噬菌体作为指示噬菌体，代表最坏情况暴露场景，剂量设置如下：

· 低剂量：2.2×10⁸ PFU/kg BW/day

· 中剂量：6.7×10⁸ PFU/kg BW/day

· 高剂量：2.0×10⁹ PFU/kg BW/day（对应受试物 200 mg/kg BW/day）

试验观察指标覆盖临床体征、死亡情况、体重、采食量、眼科检查、血液学、临床生化、尿液分析、脏器重量、大体解剖、组织病理学以及恢复期多项指标。

主要试验现象：

1. 90 天给药周期内，无动物死亡，未观察到和噬菌体相关的异常临床症状；给药阶段各组体重、采食、眼科、尿液检测均无异常。

2. 大体解剖与组织病理学仅发现极少数偶发病变，经判定与受试物无关。

3. 少数统计学差异仅出现在恢复期，给药阶段并未观察到对应变化。论文采用毒理学“证据权重” 思路，综合剂量

反应关系、生理正常波动范围、靶器官病理改变、多指标相互印证等维度进行评估，判定这部分统计学差异不具备毒理学意义。

毒理知识点：不要把“P<0.05 统计学显著” 直接等同于 “有毒有害” 部分检测指标出现统计学差异，需要综合多维度判断：是否存在剂量效应关系；结果是否落在物种正常生理波动区间；是否伴随对应靶器官病理损伤；关联指标之间是否可以互相印证。

本研究恢复期观察到的体重、MCHC、TSH、部分脏器相对重量等统计学差异，均无剂量依赖，处在正常生理区间，没有匹配对应的病理损伤，因此不判定为受试物造成的有害效应。

本研究确定NOAEL（未观察到有害作用水平）：200 mg/kg BW/day，即 2.0×10⁹ PFU/kg BW/day 指示噬菌体。

安全暴露余量＞100 倍

本次试验设置的最高给药剂量，相比畜禽实际预期饲喂剂量拥有100 倍以上的安全暴露余量。以 200g 肉鸡作为参考：日采食饲料 40g，饲料中噬菌体添加水平为 1×10⁸ PFU/kg 饲料。试验得到的 NOAEL 远高于动物实际暴露水平，代表按照饲料推荐剂量使用时，食物链带来的间接人体暴露具备充足安全缓冲，为产品法规申报提供关键毒理依据。

这项研究带给行业哪些启示？

1. 完整证据链支撑饲料噬菌体制剂安全性 

整套研究包含体外遗传毒性、体内染色体损伤、90 天亚慢性毒性加恢复期观察，全套 GLPOECD 规范数据，为这 8 株裂解噬菌体复配产品用于动物饲料，提供了系统化的安全试验证据。

2. 噬菌体安全性不能一概而论，每款制剂需要独立安全评估 

不同噬菌体菌株、复配配方的风险特征差异很大，一个产品的安全结果不能直接外推全部噬菌体产品。

饲料噬菌体开发，前置工作必不可少：确认噬菌体属于严格裂解性；基因组筛查排除溶原基因、毒素基因、耐药基因；按照监管要求完成全套毒理学安全测试。

3. 对减抗与食品安全的现实价值 

在饲料端降低沙门氏菌、致病性大肠杆菌、产气荚膜梭菌载量，能够减轻动物肠道致病菌定植压力，进而降低肉、蛋终端食品被污染的风险，是养殖业减抗替代一条可行的技术路径。

4. 为法规申报夯实基础 

GLP 实验室条件、OECD 毒理指南、明确的 NOAEL 数值、充足的安全暴露余量，都是噬菌体饲料添加剂开展监管申报、技术评审的核心支撑材料。

结语

Portocarero 团队的这项研究，用一整套标准化毒理学数据，完整回答了这款动物饲料噬菌体混合物的遗传毒性、致突变风险、亚慢性口服安全三大核心疑问。 试验条件下未见遗传毒性与致突变效应；90 天经口毒性 NOAEL 达到 200 mg/kg BW/day（2.0×10⁹ PFU/kg BW/day 指示噬菌体），具备百倍以上安全暴露空间。

对饲料行业，这是噬菌体应用重要的科学证据积累；对监管评审，是重要的技术材料；对整个噬菌体产业，代表饲料用噬菌体正在从概念走向规范化、标准化评价。

原文标题：Genotoxicity and subchronic oral toxicity of a blend of bacteriophage for animal feeds；作者：Portocarero N, Sung K, Kim Y, Seo R。

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