持久性單增李斯特菌的抗逆表型及相關(guān)功能基因的研究進(jìn)展

劉欣,王真,王園,2,趙青,劉陽泰,王翔,張紅芝,董慶利*

1(上海理工大學(xué) 健康科學(xué)與工程學(xué)院,上海,200093)2(上海中僑職業(yè)技術(shù)大學(xué) 食品藥品學(xué)院,上海,201514)3(上海市疾病預(yù)防控制中心,上海,200336)

單核細(xì)胞增生李斯特氏菌(Listeriamonocytogenes,LM),簡稱單增李斯特菌,是一種兼性厭氧的革蘭氏陽性桿菌,攝入被單增李斯特菌污染的食物可引起李斯特菌病,致死率高達(dá)20%～30%[1]。全球化食品生產(chǎn)的改變和消費(fèi)者習(xí)慣的變化,傾向于最低限度加工、即食、冷藏或冷凍食品,增加了李斯特菌病的發(fā)病率[2]。在2018—2021年間,我國北京豐臺(tái)區(qū)確診了多例單增李斯特菌病患者,但食品和環(huán)境溯源調(diào)查成功率較低[3]。2018年,歐洲報(bào)道了2 549例侵襲性李斯特菌病確診病例,其中死亡病例229例[4]。對(duì)李斯特菌病暴發(fā)的流行病調(diào)查顯示,大多數(shù)病例的暴發(fā)可歸因于食品,且與食品加工環(huán)境(如食品接觸面、包裝線)的持續(xù)污染有關(guān)[5]。

單增李斯特菌能在環(huán)境中長期存在的能力與其生物被膜形成能力、消毒劑耐受性等多種抗逆表型相關(guān)[6]。單增李斯特菌可在不銹鋼等食品接觸表面形成堅(jiān)固的生物被膜,增強(qiáng)其對(duì)理化因子、殺菌劑、抗生素等的抗性,從而使常規(guī)的清洗殺菌措施無法完全清除細(xì)菌[6-7]。其次,在消毒劑、高溫、低pH等環(huán)境的選擇壓力下,微生物可通過遺傳調(diào)節(jié)或者生理適應(yīng)性進(jìn)化成耐受菌株,在環(huán)境中長期存活,最終發(fā)展成為持久性菌株[8]。目前,從食品加工環(huán)境中分離出的持久性單增李斯特菌的數(shù)量逐年增加,雖已有部分研究者圍繞其表型特征進(jìn)行了一些探索,但都不夠全面,單增李斯特菌在食品加工環(huán)境中持久存在的原因仍不明晰,由其污染導(dǎo)致的李斯特菌病暴發(fā)事件不斷發(fā)生,因此非常有必要結(jié)合現(xiàn)有的研究結(jié)論,對(duì)促進(jìn)其持久性的相關(guān)表型和相關(guān)功能基因進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)。

綜上所述,本文對(duì)持久性的概念和由單增李斯特菌污染引發(fā)的暴發(fā)事件進(jìn)行整理介紹,重點(diǎn)分析單增李斯特菌持久性與生物被膜形成能力、消毒劑耐受性、耐熱性和耐酸性等表型的聯(lián)系,并對(duì)相關(guān)的功能基因進(jìn)行總結(jié),為單增李斯特菌持久性菌株的預(yù)防和控制提供理論參考。

1 持久性菌株及相關(guān)安全事件

1.1 持久性和持久性菌株的定義及判定

“持久性(persistence)”一詞可以具有多種含義,可以描述病原體在人類宿主中的長期存活;也用于描述病原體在肉制品、奶酪、水產(chǎn)品和蔬菜等食品中的長期存活;同樣可用于描述病原體在土壤、不銹鋼表面或復(fù)雜的加工廠環(huán)境中的長期存活[9]。

目前對(duì)于“單增李斯特菌持久性菌株”的定義還沒有一個(gè)完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),不同研究中對(duì)持久性菌株分離時(shí)間、分離環(huán)境以及亞型的確定方法等細(xì)節(jié)上存在些許差異,如表1所示。總的來說,持久性菌株可被定義為從同一環(huán)境不同日期重復(fù)分離出的具有相同亞型的菌株[10],而不滿足這一定義的其他菌株則被稱為散發(fā)性菌株(sporadic strains)[11]或者非持久性菌株(nonpersistent strains)[12]。

1.2 李斯特菌病暴發(fā)事件及其溯源技術(shù)

單增李斯特菌持久性菌株已被確定為食品加工后的主要污染物,對(duì)公共健康和經(jīng)濟(jì)造成了極大影響[11]。目前,PFGE、MLST和cgMLST等分型技術(shù)已被用作分子流行病學(xué)調(diào)查和溯源分析中的常規(guī)工具[18]。這些分型方法的發(fā)展,很大程度上為識(shí)別和控制持久性菌株提供了技術(shù)支持。

近年來,由單增李斯特菌持久性菌株引起人類李斯特病的暴發(fā)或散發(fā)事件頻頻發(fā)生,如表2所示。其中,多個(gè)國家的李斯特菌病暴發(fā)事件與ST5型菌株污染食品環(huán)境有關(guān),分子流行病學(xué)研究顯示其臨床分離亞型與工廠中存在的持久性亞型同屬于一個(gè)克隆。該亞型的菌株在奶制品[19-20]、水果以及蔬菜類[21-23]等不同的即食加工環(huán)境都能持續(xù)存在,這顯示了ST5菌株在各個(gè)環(huán)境中的污染致病能力,需要我們進(jìn)一步加強(qiáng)關(guān)注。另外,南非香腸[24]和德國血腸[25]污染導(dǎo)致了多人死亡,這兩起暴發(fā)事件是都由ST6型克隆菌株引發(fā)的,據(jù)調(diào)查顯示,該亞型菌株在不同大陸的食品生產(chǎn)設(shè)施中實(shí)現(xiàn)了交叉污染,且持續(xù)傳播的時(shí)間長達(dá)3年。此外,還有一些ST型(例如ST1、ST382、ST4等)也形成了“環(huán)境—食品—臨床”的傳播鏈[19, 23, 26],對(duì)人類健康安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)都造成一定的影響。由此可見,單增李斯特菌持續(xù)存在于食品加工環(huán)境是食品安全和人類健康面臨的一大挑戰(zhàn),探究其在食品加工環(huán)境長期存在的原因?qū)τ谌绾晤A(yù)防和控制致病菌將具有重要意義。

表2 近年來由單增李斯特菌持久性菌株引發(fā)的部分暴發(fā)性事件Table 2 Selected outbreaks caused by persistent L.monocytogenes in recent years

2 單增李斯特菌持久性菌株的表型特征研究

隨著單增李斯特菌在環(huán)境中不斷被檢出,與單增李斯特菌持久性相關(guān)的表型的研究逐步開展,通常認(rèn)為持久性菌株具有某些特定的表型特征,例如:菌株的生物被膜形成能力、對(duì)消毒劑的耐受性以及對(duì)酸、熱、滲透壓或干燥等不同環(huán)境下的抗逆性,以下分述之。

2.1 生物被膜形成能力

生物被膜是由細(xì)菌和自身分泌的胞外聚合物質(zhì)(extracellular polymeric substances,EPS)組成,可黏附在生物及非生物表面具有三維立體空間結(jié)構(gòu)的細(xì)胞群體[29]。已有研究表明,單增李斯特菌可在常見的不銹鋼、聚苯乙烯等食物接觸表面上形成生物被膜[1,30]。生物被膜有助于微生物在不利環(huán)境中的持久性,因?yàn)樗鼈兲峁┝吮硇偷亩鄻有院蜕鷳B(tài)優(yōu)勢(shì)。例如,生物被膜的胞外基質(zhì)可充當(dāng)物理屏障,并提供保護(hù)性生態(tài)位,以阻礙抗菌劑滲透到深層生物被膜中[31]。另外,生物被膜內(nèi)養(yǎng)分轉(zhuǎn)移或代謝通量的隨機(jī)變化,使得生物被膜內(nèi)細(xì)胞顯示出的生理狀態(tài)有利于細(xì)胞的持久存活[32]。而由水平基因轉(zhuǎn)移引起的整個(gè)種群在壓力條件下的適應(yīng)性則是持久性形成的另一原因[33]。微生物在環(huán)境中形成難以清除的生物被膜給食品工業(yè)帶來了嚴(yán)重危害,因?yàn)樗鼈儤?gòu)成了致病微生物和腐敗微生物的儲(chǔ)存庫,增加了加工廠中食品污染的風(fēng)險(xiǎn)。

生物被膜的形成會(huì)提高菌株在不利環(huán)境中的存活率,不少研究者對(duì)持久性菌株和散發(fā)性菌株的生物被膜形成能力進(jìn)行了比較分析,如表3所示。結(jié)晶紫染色和活細(xì)胞計(jì)數(shù)通常被用來測(cè)量生物被膜的形成量,也有少數(shù)研究采用了熒光顯微鏡和掃描電子顯微鏡從微觀角度對(duì)生物被膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。另外,研究選擇聚苯乙烯或不銹鋼片作為生物被膜的接觸介質(zhì),這在很大程度上是對(duì)工廠常見生產(chǎn)設(shè)備表面的模擬,提高了研究結(jié)果的實(shí)際參考價(jià)值。從表3中的結(jié)果可知,所有的單增李斯特菌菌株都具有生物被膜的形成能力,一些研究者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持持久性菌株具備更強(qiáng)的生物膜形成能力這一猜想[11,34-37]。然而,另一些研究小組發(fā)現(xiàn),持久性菌株和散發(fā)菌株的生物膜形成能力沒有顯著差異[38-39]。這些結(jié)果的差異可能與實(shí)驗(yàn)樣本量的選擇及生物被膜的培養(yǎng)時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件的不同有關(guān)?？傮w而言,單增李斯特菌形成生物被膜的能力與食品加工廠環(huán)境中分離的菌株的持久性之間的相關(guān)性仍不明晰,還需要更多的研究加以說明。

表3 單增李斯特菌持久性和散發(fā)性菌株:生物被膜形成能力的比較研究Table 3 Persistent and sporadic L.monocytogenes:A comparative study of biofilm formation capacity

2.2 消毒劑耐受性

消毒劑針對(duì)細(xì)菌細(xì)胞的不同部位具有不同的作用機(jī)制,包括細(xì)胞成分(如核酸、蛋白質(zhì)或酶)、細(xì)胞膜(蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)運(yùn)泵)或巰基(酶和輔酶)[40]。長時(shí)間進(jìn)行高濃度的消毒操作使得消毒劑殘留于環(huán)境中,細(xì)菌反復(fù)暴露于亞致死濃度下,并且在這種選擇性壓力下進(jìn)化出對(duì)消毒劑的耐受性[41],這可能有助于細(xì)菌在環(huán)境中持久存活。CASEY等[42]則發(fā)現(xiàn)許多生物過程,如肽聚糖生物合成、細(xì)菌趨化性和運(yùn)動(dòng)性以及碳水化合物攝取,都參與了持久性單增李斯特菌對(duì)消毒劑的耐受反應(yīng)。表4將部分針對(duì)持久性菌株和散發(fā)性菌株對(duì)消毒劑耐受能力的研究進(jìn)行了整理,以了解單增李斯特菌持久性菌株與消毒劑耐受性的潛在關(guān)系。

表4 單增李斯特菌持久性和散發(fā)性菌株:消毒劑耐受性的比較研究Table 4 Persistent and sporadic L.monocytogenes:A comparative study of disinfectant tolerance

如表4所示,大多數(shù)研究選用了工廠中最常見的消毒劑(季銨鹽類消毒劑和含氯類消毒劑)對(duì)菌株的耐受能力進(jìn)行評(píng)估比較,部分研究還對(duì)不同狀態(tài)下的菌株(浮游態(tài)、生物被膜)進(jìn)行了消毒劑耐受能力測(cè)試。雖然之前有研究者提出消毒劑耐受性作為一種重要的環(huán)境適應(yīng)能力,有助于單增李斯特菌在食品加工環(huán)境中長時(shí)間存活[43-44],但僅有部分研究證明了對(duì)消毒劑的抗性與病原體在不同食品加工環(huán)境中的持久性之間存在關(guān)聯(lián)[13,43-45],在其他一些研究中沒有記錄到持久性和增加的消毒劑耐性之間的明確聯(lián)系[12,46-48]。另外,大多數(shù)對(duì)消毒劑耐受性的研究僅簡單比較了消毒劑處理后,微生物的失活數(shù)量,卻忽略了微生物對(duì)消毒劑的適應(yīng)及生長恢復(fù)能力。

ORGAZ等[49]對(duì)食品加工廠分離出來的6株持久性菌株和6株非持久性菌株進(jìn)行殼聚糖或過氧乙酸消毒處理,并在24 h內(nèi)比較了它們的活細(xì)胞數(shù)的恢復(fù)情況,結(jié)果表明持久性菌株在殼聚糖處理后顯示出更好的恢復(fù)能力。因此,未來對(duì)持久性菌株與散發(fā)菌株對(duì)消毒劑耐受性的比較研究,不僅要考慮微生物的失活水平,也要關(guān)注微生物接觸抗菌化合物后的亞致死細(xì)胞的恢復(fù)能力。

2.3 耐酸性、耐熱性及其他抗逆表型研究

研究表明,細(xì)菌在酸、熱、滲透壓或干燥等其他環(huán)境的抗逆性也與菌株的持久性有關(guān)。單增李斯特菌在這些不利的環(huán)境條件下可直接或間接誘發(fā)突變,進(jìn)一步分化成具有獨(dú)特遺傳特征的菌株集群[50]。基于不同應(yīng)激反應(yīng)系統(tǒng)對(duì)生存的可能重要性,研究人員評(píng)估了持久性和非持久性菌株對(duì)各種應(yīng)激的耐受性。LUNDEN等[51]發(fā)現(xiàn)從肉類加工廠分離得到持久性菌株對(duì)酸性條件的耐受性顯著高于散發(fā)性菌株,這表明耐酸性可能幫助這些菌株在衛(wèi)生程序中存活,從而促成單增李斯特菌在環(huán)境中的持久性。NOWAK等[37]對(duì)8株單增李斯特菌持久性菌株和8株散發(fā)性菌株的耐熱性、運(yùn)動(dòng)性和在干燥表面的存活能力進(jìn)行了比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)持久性與運(yùn)動(dòng)性無關(guān),而耐熱性可能有助于持久性,并且在干燥條件下,持久性菌株往往比散發(fā)菌株存活得更好。VOGEL等[52]的研究也表明,單增李斯特菌在干燥條件下存活數(shù)月的能力與其持久性的形成有關(guān)。鑒于每個(gè)細(xì)胞的生理異質(zhì)性和復(fù)雜性,持久性細(xì)菌的出現(xiàn)是不同的耐受性相關(guān)機(jī)制的結(jié)果。最近對(duì)細(xì)菌持久性機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn),細(xì)菌SOS反應(yīng)的激活,一種上調(diào)DNA修復(fù)功能的信號(hào)通路,可能與細(xì)菌持久性有關(guān)[53]。

值得注意的是,以上大多數(shù)研究僅將持久性分別與某一具體表型特性聯(lián)系起來討論,而忽略了整體環(huán)境的復(fù)雜性。例如,生物被膜的形成會(huì)增強(qiáng)單增李斯特菌對(duì)消毒劑的耐受性[6],而菌株對(duì)鹽、消毒劑等環(huán)境因子的適應(yīng)也能反向影響生物被膜的形成[54-55],這些特性共同作用促進(jìn)了菌株在環(huán)境中的持久性。所以對(duì)持久性菌株的研究,不因局限于某一因素,還應(yīng)結(jié)合實(shí)際環(huán)境情況。

3 單增李斯特菌持久性菌株的抗逆基因研究

表型差異不是由單一突變、前噬菌體或其他遺傳差異引起的,而可能是不同的單增李斯特菌譜系所獨(dú)有的,或者是環(huán)境刺激和遺傳背景的多因素組合。因此,深入了解與單增李斯特菌持久性相關(guān)的基因或遺傳特征,對(duì)于如何更好地識(shí)別、預(yù)防和控制工廠生態(tài)位中的單增李斯特菌持久性菌株,避免食品安全事件的發(fā)生具有重要意義。

3.1 與生物被膜形成相關(guān)的基因

研究發(fā)現(xiàn),單增李斯特菌生物被膜的形成與鞭毛、群體感應(yīng)、EPS、毒力等各種功能基因調(diào)控有關(guān),如表5所示。

表5 單增李斯特菌生物被膜相關(guān)的基因表達(dá)研究Table 5 Gene expression studies related to biofilm of L.monocytogenes

單增李斯特菌鞭毛的合成受flaA、motB、FlhB、FliM、FliY等基因/蛋白的調(diào)控。其中,flaA基因編碼鞭毛蛋白作為鞭毛的結(jié)構(gòu)亞基,motB基因可調(diào)控鞭毛的運(yùn)動(dòng)能力,FlhB、FliM和FliY等蛋白不僅介導(dǎo)單增李斯特菌的運(yùn)動(dòng),還參與調(diào)節(jié)鞭毛的合成[56]。cheA/Y是一種雙組分趨化系統(tǒng),細(xì)菌通過CheA蛋白感知外部信號(hào),并通過趨化蛋白CheY調(diào)節(jié)鞭毛轉(zhuǎn)子參與細(xì)菌運(yùn)動(dòng),促進(jìn)生物被膜的形成[57]。細(xì)菌群體感應(yīng)(quorum sensing,QS)在食物腐敗、生物被膜形成和與食物相關(guān)的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。在單增李斯特菌中有2個(gè)群體感應(yīng)體系,即寡肽介導(dǎo)的Agr群體感應(yīng)系統(tǒng)和自誘導(dǎo)2(AI-2)LuxS群體感應(yīng)系統(tǒng)[58]。其中Agr群體感應(yīng)系統(tǒng)可以直接正調(diào)控生物被膜的形成,也可以調(diào)控毒力因子、耐藥因子并間接調(diào)控生物被膜的形成,是一種整體水平的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)體系[59]。表面黏附蛋白BapL在單增李斯特菌聚集到介質(zhì)表面的過程也起重要作用[60]。由基因lmo2515編碼的DegU是鞭毛蛋白基因flaA的轉(zhuǎn)錄激活劑,與鞭毛糖蛋白的形成密切相關(guān),直接影響生物被膜的形成[61]。此外,由prfA編碼的 PrfA蛋白是一種關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄激活劑,調(diào)節(jié)大多數(shù)單增李斯特菌毒力基因的表達(dá),也被證明能促進(jìn)單增李斯特菌生物被膜的形成[59]。其中,單增李斯特菌主要的毒力決定因子actA,作為一種PrfA調(diào)節(jié)的基因產(chǎn)物,能夠使肌動(dòng)蛋白聚合,從而促進(jìn)其細(xì)胞內(nèi)運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞間擴(kuò)散,對(duì)細(xì)菌聚集和生物被膜形成至關(guān)重要[52]。

3.2 與消毒劑耐受性相關(guān)的基因

目前在單增李斯特菌中發(fā)現(xiàn)的與消毒劑耐受性相關(guān)的基因包括但不僅限于lde、mdrL、bcrABC、qacH和ermC等。其中,編碼外排泵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的lde、mdrL基因多次在單增李斯特菌中被檢出,對(duì)苯扎氯銨的耐受性起重要作用[63]。bcrABC在1998—1999年美國李斯特菌病爆發(fā)涉及的H7550菌株的質(zhì)粒(pLM80)上被首次發(fā)現(xiàn)[64],能介導(dǎo)高水平的苯扎氯銨耐受率。qacH被指出與食品加工環(huán)境中持續(xù)存在的單增李斯特菌緊密相關(guān)。M?RETR?等[44]在來自9家挪威肉類和鮭魚加工廠的101個(gè)分離菌株中發(fā)現(xiàn)了qacH和bcrABC的存在,并通過實(shí)驗(yàn)確定了攜帶qacH和bcrABC抗性基因的單增李斯特菌在亞致死濃度的季銨鹽類消毒劑下更具有生長優(yōu)勢(shì)。KROPAC等[65]發(fā)現(xiàn),多藥外排泵蛋白EmrC與單增李斯特菌ST6菌株引起的苯扎氯銨耐受性增強(qiáng)有關(guān),在苯扎氯銨的作用下,與EmrC和TetR轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子基因相關(guān)的mRNAs表達(dá)增加。HURLEY等[66]對(duì)從食品加工環(huán)境中分離的單增李斯特菌持久性菌株進(jìn)行全基因組測(cè)序,發(fā)現(xiàn)72%的菌株中存在苯扎氯銨耐受性編碼基因,其中最相關(guān)的基因是emrC,其次是bcrABC、qacH-Tn6188和qacC。

3.3 與耐酸性、耐熱性及其他表型相關(guān)的基因

單增李斯特菌與耐酸性、耐熱性等其他表型相關(guān)的基因有argR、arcA、sigB、clpL、clpB,以及應(yīng)激生存島1(stress survival islet 1,SSI-1)和應(yīng)激生存島2(stress survival islet 2,SSI-2)等。

許多研究發(fā)現(xiàn)sigB的表達(dá)是單增李斯特菌在酸性脅迫下存活的關(guān)鍵[67]。argR基因可編碼一種功能性ArgR,屬于ArgR/AhrC精氨酸抑制家族的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,arcA和sigB的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)受到ArgR的顯著抑制。CHENG等[68]證明了argR的缺失導(dǎo)致arcA和sigB的表達(dá)激活,提高了單增李斯特菌在pH 3.5的BHI培養(yǎng)基中的存活率。P?NTINEN等[69]將clpL基因?qū)?株天然的熱敏單增李斯特菌,顯著提高了受體菌株在55 ℃時(shí)的耐熱性,說明ClpL可以作為耐熱性升高的潛在預(yù)測(cè)因子。CHENG等[70]發(fā)現(xiàn)DegU可自動(dòng)調(diào)節(jié)并上調(diào)hrcA-grpE-dnaK-dnaJ操縱子,導(dǎo)致熱休克蛋白的產(chǎn)生增加,從而增強(qiáng)單增李斯特菌的耐熱性。RINGUS等[71]通過定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)發(fā)現(xiàn)SigB調(diào)節(jié)基因inlA和gadD3以及CtsR調(diào)節(jié)基因lmo1138和clpB在鹽脅迫條件下,轉(zhuǎn)錄水平顯著增強(qiáng),這說明這4個(gè)基因與菌株耐高滲能力有一定關(guān)系。

據(jù)報(bào)道,從食品加工場所分離的單增李斯特菌的毒力和持久性特征與SSI-1和SSI-2的存在有關(guān)[8]。SSI-1包含lmo0444、lmo0445、lmo0446(pva)、lmo0447(gadD1) 和lmo0448(gadT1)5個(gè)基因,在不同的李斯特氏菌中高度保守,其缺失突變體在低pH值和高鹽濃度下顯示出生長受損[72]。另外,PIERCEY等[73]發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)出脫水抗性的菌株也含有SSI-1,這說明SSI-1與菌株的抗干燥性也有一定聯(lián)系。SSI-2由lin0464和lin0465基因構(gòu)成,目前僅存在于單增李斯特菌CC121相關(guān)菌株分離物中[74]。HARTER等[75]發(fā)現(xiàn)在氧化應(yīng)激條件下,lin0464和lin0465兩個(gè)基因的表達(dá)顯著增加,且不受SigB的影響。另外,該研究構(gòu)建了Δlin0464缺失突變體,發(fā)現(xiàn)lin0464的缺失降低了菌株在堿性和氧化應(yīng)激下的存活率,這表明SSI-2的存在有利于菌株在堿性和氧化應(yīng)激下存活。

隨著相關(guān)基因研究的深入,現(xiàn)已有一些研究者通過藥物干擾群體感應(yīng)途徑、破壞細(xì)胞外DNA、蛋白質(zhì)、胞外多糖和參與各種信號(hào)通路的次級(jí)信使來抑制或降低生物被膜的形成。SHUKLA等[76]通過鑒定Bap的功能和保守區(qū)域,靶向開發(fā)了抗生物被膜策略(一種合成肽,STVTVTF)干擾Bap介導(dǎo)的生物被膜積累,成功抑制并分散了細(xì)菌生物被膜,預(yù)防了單增李斯特菌在環(huán)境中進(jìn)一步的傳播。此外,孫奇凡[77]利用比較基因組學(xué)挖掘出了一些持久性菌株的特異性分子檢測(cè)靶標(biāo),并建立了基于特異性分子檢測(cè)靶標(biāo)的單增李斯特持留型CC87和CC88菌株的多重PCR檢測(cè)體系。因此,未來還應(yīng)繼續(xù)探索更多的功能基因,并借助基因?qū)用娴难芯縼砀玫刈R(shí)別監(jiān)測(cè)和防控單增李斯特菌持久性菌株。

4 結(jié)語與展望

食品加工環(huán)境中持續(xù)存在的單增李斯特菌大大增加了食品(再)污染的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)食品安全和人類健康構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)。盡管我們對(duì)持久性菌株已經(jīng)有了初步的了解,但還有很多問題沒有解決,如文中所述,當(dāng)前對(duì)于定義持久性菌株的分型方法和重復(fù)分離次數(shù)等的界定比較寬泛,一定程度上造成了信息無法及時(shí)有效地整合;其次,大多數(shù)關(guān)于單增李斯特菌持久性菌株的研究都只圍繞一個(gè)或兩個(gè)表型,如生物被膜的形成或?qū)ο緞┑哪褪苄?且這些表型與食品加工廠環(huán)境中分離的菌株的持久性之間的相關(guān)性仍不明晰,還需要更多的研究加以說明。另外,單增李斯特菌對(duì)于其他工廠環(huán)境因素(如溫度、滲透壓、pH值和干燥條件等)的表型反應(yīng)的數(shù)據(jù)較少,缺乏對(duì)其表型特征的系統(tǒng)研究;最后,現(xiàn)有的關(guān)于持久性菌株的研究主要集中在表型,只有相對(duì)較少的研究關(guān)注了持久性相關(guān)的基因和遺傳特征,目前對(duì)于相關(guān)功能基因的探索還相對(duì)有限,持久性現(xiàn)象背后的分子機(jī)制還有待探索。因此未來的工作可從以下3方面開展:

其一,目前確定持久性菌株采用的分型方法較多,導(dǎo)致許多研究結(jié)論無法統(tǒng)一。未來可以將單增李斯特菌持久性菌株按不同的亞型進(jìn)行分類整理,總結(jié)不同單增李斯特菌亞型的流行規(guī)律;其二,未來研究應(yīng)充分考慮食品工廠環(huán)境的復(fù)雜性,在多種環(huán)境因素下對(duì)持久性菌株的表型進(jìn)行全面的探索,并且在這些實(shí)驗(yàn)中,研究者需盡可能保持實(shí)驗(yàn)樣本量及相關(guān)實(shí)驗(yàn)條件的一致,這有助于揭示各表型與持久性的關(guān)系;其三,持久性的形成可受到多種遺傳機(jī)制的調(diào)控,未來可利用基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)等多種技術(shù),從分子水平繼續(xù)探究持久性菌株的功能基因和遺傳學(xué)特征,并借助基因?qū)用娴难芯縼砀玫刈R(shí)別監(jiān)測(cè)和防控單增李斯特菌持久性菌株,進(jìn)一步為未來開發(fā)靶向治療方案提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。