我國嬰幼兒食品中克羅諾桿菌的污染及溯源研究進展

費 鵬，史恩聰，姚繼云，郝夢迪，張雅晴，段京瑤，劉海瀛，劉登科

（1.南陽理工學院張仲景康養(yǎng)與食品學院，河南南陽 473000；2.東北農(nóng)業(yè)大學食品學院乳品科學教育部重點實驗室，黑龍江哈爾濱 150030；3.河南科技大學食品與生物工程學院，河南洛陽 471000）

1 克羅諾桿菌對嬰幼兒的危害

克羅諾桿菌（Cronobacter spp.），屬于腸桿菌科，是一個具有高度遺傳多樣性的屬，該菌屬由7個種組成：阪崎克羅諾桿菌（Cronobacter sakazakii）、丙二酸鹽克羅諾桿菌（C.malonaticus）、蘇黎世克羅諾桿菌（C.turicensis）、莫金斯克羅諾桿菌（C.muytjensii）、康帝蒙提克羅諾桿菌（C.condimenti）、尤尼沃斯克羅諾桿菌（C.universalis） 和都柏林克羅諾桿菌（C.dublinensis）[1]。在這7個種中，阪崎克羅諾桿菌、丙二酸鹽克羅諾桿菌和蘇黎世克羅諾桿菌能夠?qū)е氯梭w嚴重的臨床感染。嬰幼兒，尤其是體重較輕的早產(chǎn)兒，一旦食用了被克羅諾桿菌污染的食品，就會導致嚴重的腦膜炎、壞死性小腸結(jié)腸炎和敗血癥等疾病，并帶來嚴重的神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥，死亡率高達40%～80%，嚴重危害著嬰幼兒的健康[2]。2002年，國際食品微生物標準委員會就將克羅諾桿菌列為了“嚴重危害特定人群生命、引起長期慢性實質(zhì)性后遺癥的一種致病菌”[3]。2004年，世界衛(wèi)生組織將克羅諾桿菌列為嬰幼兒配方乳粉中的A類致病菌，此后該菌的危害風險識別被高度重視[4]。

2 我國嬰兒食品中克羅諾桿菌污染的現(xiàn)狀

2.1 嬰兒配方乳粉中克羅諾桿菌的污染情況

我國是嬰兒配方乳粉生產(chǎn)和消費的大國，嬰兒配方乳粉中克羅諾桿菌的污染不僅制約了該行業(yè)的健康發(fā)展，而且嚴重威脅著嬰幼兒的健康。表1總結(jié)了近年來我國市售嬰兒配方乳粉中克羅諾桿菌的污染情況[2，5-13]，2008—2019年，該來源的克羅諾桿菌的污染率為1.11%～23.08%，污染率有所下降，但未見明顯規(guī)律，這說明嬰兒配方乳粉中克羅諾桿菌的污染與生產(chǎn)企業(yè)個體的生產(chǎn)環(huán)境和衛(wèi)生管理直接相關。此外，研究表明原材料、加工環(huán)境、運輸及銷售等環(huán)節(jié)都有可能污染克羅諾桿菌。同時，如果嬰兒配方乳粉開封后保存不當，克羅諾桿菌也可以通過空氣污染產(chǎn)品，并在嬰兒配方乳粉中長期存活[13]。因此，為了避免克羅諾桿菌的二次污染，嬰兒配方乳粉的生產(chǎn)和運輸環(huán)節(jié)必須進行嚴格的消毒處理，產(chǎn)品沖調(diào)最好使用70℃左右的熱水，從而盡可能地消除克羅諾桿菌對嬰幼兒的感染途徑。

中國嬰兒配方乳粉中克羅諾桿菌污染狀況見表1。

表1 中國嬰兒配方乳粉中克羅諾桿菌污染狀況

2.2 其他嬰兒食品中克羅諾桿菌的污染情況

隨著嬰兒食品資源和種類的多樣化，研究發(fā)現(xiàn)克羅諾桿菌不僅能夠污染嬰兒配方乳粉，其他的嬰兒食品中也檢測到了該致病菌。表2總結(jié)了2008—2018年10年間我國市售嬰兒食品中克羅諾桿菌的污染情況，這些嬰兒食品覆蓋了奶片、嬰幼兒餅干、嬰幼兒谷物食品、嬰幼兒米粉、嬰幼兒面條和其他輔食?？肆_諾桿菌的污染率從4.17%到27.3%不等，其中2018年陜西地區(qū)嬰幼兒米粉中克羅諾桿菌的污染率高達27.3%。此外，與嬰兒配方乳粉中克羅諾桿菌的污染率相比，其他嬰兒食品中該致病菌的污染率普遍較高。這表明與嬰兒配方乳粉相比，其他嬰兒食品的原輔料、加工和運輸環(huán)境及包裝材料等的衛(wèi)生清潔程度有待進一步提高，而應用于嬰兒配方乳粉生產(chǎn)的法律法規(guī)及生產(chǎn)要求也應適用于其他嬰兒食品。

其他嬰兒食品中克羅諾桿菌的污染狀況見表2。

表2 其他嬰兒食品中克羅諾桿菌的污染狀況

3 克羅諾桿菌溯源中方法及應用

3.1 脈沖場凝膠電泳分型

脈沖場凝膠電泳（Pulsed-field gel electrophoresis，PFGE）是基于細菌上限制性內(nèi)切酶的作用位點分布建立的一種分型方法，其辨識度高，是細菌分型傳統(tǒng)的方法之一[23]。Fei P等人[24]利用PFGE技術(shù)對市售的嬰兒配方乳粉進行分型溯源研究，發(fā)現(xiàn)雖然市售的地點不同，但是來自同一地區(qū)的克羅諾桿菌具有更為相近的PFGE圖譜。許龍巖等人[25]對分離自不同地區(qū)食品中的阪崎克羅諾桿菌進行了PFGE分型研究，結(jié)果表明，部分食品被PFGE圖譜相近的菌株污染，認為PFGE可以用于食品中阪崎克羅諾桿菌的溯源。然而，并不是所有的克羅諾桿菌都具有Xba I或Sep I的限制性內(nèi)切酶位點，且PFGE并不能對受試菌株進行鑒定，導致了一些假陽性的存在，這就給PFGE技術(shù)在溯源中的應用帶來局限性。

3.2 多位點序列分型

多位點序列分型（Multilocus sequence typing，MLST）是一種基于核酸序列測定的細菌分型的方法，這種方法通過特異性的聚合酶鏈式反應擴增技術(shù)對6～10個400～600 bp的管家基因進行擴增并測定其序列，將得到的序列信息在數(shù)據(jù)庫中進行對比分析，得到其序列型，從而對分離株進行分型和溯源研究[4]。與其他分型方法相比，多位點序列分型技術(shù)操作簡便，辨識度較高，能夠進行種水平的鑒定，且具有高度的共享性，越來越多的研究者采用此項技術(shù)對克羅諾桿菌進行公共安全實踐的相似性查詢和溯源研究[26]。目前，已經(jīng)建立了克羅諾桿菌多位點序列分型數(shù)據(jù)庫（http://www.pubmlst.org/cronobacter），其中已包含3 164株不同來源的克羅諾桿菌，113 430個等位基因，759個序列型；此外，980株克羅諾桿菌已經(jīng)完成了全基因組測序，所有的研究者都可以通過克羅諾桿菌MLST數(shù)據(jù)庫分享研究結(jié)果，并和其他研究者的研究結(jié)果進行比較。因此，目前克羅諾桿菌分型和溯源的大量研究都采用此法。Fei P等人[24]利用MLST分型對分離自車間終產(chǎn)品和相應環(huán)境樣品中的克羅諾桿菌進行了分析，并通過相關性分析發(fā)現(xiàn)在嬰兒配方乳粉生產(chǎn)中噴霧干燥、流化床和包裝過程是最易污染該致病菌的環(huán)節(jié)。通過MLST分析發(fā)現(xiàn)新生兒腦膜炎的發(fā)生與阪崎克羅諾桿菌序列型4（Sequence type 4，ST4）高度相關，ST1和ST83分別是分離自嬰兒食品和其加工環(huán)境中的優(yōu)勢ST。此外，羅諾桿菌的序列型也與地域有一定的關系，如ST64是中國地區(qū)嬰兒食品中克羅諾桿菌的優(yōu)勢ST之一，而這種優(yōu)勢性在其他國家并未體現(xiàn)[2，24，26]。然而，雖然MLST分型展示出來的系統(tǒng)發(fā)育關系能夠一定程度上反映受試菌株全基因組的系統(tǒng)發(fā)育關系，但是MLST分型能夠分析的生物信息學數(shù)據(jù)量較少，很難達到基于堿基層面的精確溯源。

3.3 全基因組分型

全基因組分型是最為理想的分子分型方法，可準確鑒定克羅諾桿菌屬菌種、亞種。全基因組的高通量測序技術(shù)（二代測序）較一代測序相比，不僅保證測序結(jié)果的準確性，且成本較一代測序較低[27]。研究發(fā)現(xiàn)全基因組測序結(jié)合MLST分型技術(shù)面對相同ST型的克羅諾桿菌進行深度解析，如cog-MLST、SNP等分析，可以應用于克羅諾桿菌的溯源研究[28]。閆瑞等人[29]研究表明通過cog-MLST可對ST型相同但無相關性的菌株進一步分型，且對不同聚類與菌株分離國家及來源之間的密切相關性，結(jié)果表明，對于相同的ST克羅諾桿菌的溯源分析有較大的幫助。綜上所述，基于Pub-MLST數(shù)據(jù)庫從全基因組層面對不同來源菌株進行分析，更有利于克羅諾桿菌的溯源研究。然而，在實際的應用中，雖然二代測序較一代測序的費用大大降低，但是其費用仍高于MLST分型和PFGE分型，這也導致了此種方法目前沒有被廣泛應用。

4 結(jié)語

克羅諾桿菌的污染一直是困擾我國嬰兒食品產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的難題。近年來，雖然一些嚴格的食品安全衛(wèi)生管理措施被有效實施，嬰兒食品中克羅諾桿菌的污染率也有所減少，但是仍然不能消除該致病菌對嬰幼兒的危害?？偨Y(jié)原因如下：①克羅諾桿菌具有較強的抗?jié)B透壓和耐干燥的能力，這使得該致病菌能夠在嬰兒食物中長期存活[30]；②克羅諾桿菌能夠產(chǎn)生大量的生物膜，從而起到對自身的保護作用，減弱了消毒劑和抗生素對該致病菌的作用效果[31]；③目前我國嬰幼兒腦膜炎的治療側(cè)重點并沒有聚焦在是哪種致病菌導致的疾病發(fā)生，這在一定程度上切斷了克羅諾桿菌的溯源鏈。在嬰兒配方乳粉中克羅諾桿菌的溯源中，除了PFGE分型、MLST分型和全基因組分型以外，隨機多態(tài)性擴增DNA也可用于該致病菌的分型，但是由于這種分型方法的結(jié)果和引物設計相關，因此很難達到資源共享且重復性較差[32]。此外，隨著將樣本檢測結(jié)果和樣品具體采集信息、主成分分析和聚類分析相結(jié)合[33]，嬰兒配方乳粉中克羅諾桿菌的溯源將更準確。綜上所述，對我國嬰幼兒食品中克羅諾桿菌的污染情況和溯源手段進行總結(jié)和探討十分必要，這有助于掌握該來源克羅諾桿菌的種群特征，并能夠為嬰兒食品的安全生產(chǎn)提供針對性的指導，以便從生產(chǎn)層面杜絕該致病菌的污染。