噬菌体抗性单增李斯特菌血清型 1/2a 菌株的全基因组序列分析

单核细胞增生李斯特菌是一种革兰氏阳性兼性细胞内病原体，在自然界中普遍存在，因其在食品加工环境 （FPE） 中持续存在的能力而臭名昭著。FPE 污染对于即食食品受到单核细胞增生李斯特菌的污染至关重要，这可能导致严重且可能危及生命的食源性疾病李斯特菌病的暴发。先前的一项研究表明，单核细胞增生李斯特菌 10403S 的自发噬菌体抗性突变体携带的突变集中在两个基因座中，总共包含七个基因 （lmo1079-lmo1084 和 lmo2549-lmo2550）。此外，来自海鲜工业的血清型 1/2a 分离株经常携带 lmo2549 或 lmo2550 的非同义突变。然而，在现场条件下整合噬菌体抗性、WTA 修饰分析和单核细胞增生李斯特菌潜在遗传改变的报告，例如在 FPE 中普遍存在，在很大程度上缺乏。

整合全基因组序列分析、噬菌体吸附测定和 WTA 装饰的表型表征，以阐明 FPE 衍生的血清型 1/2a 菌株中介导噬菌体抗性的机制。噬菌体未能吸附在缺乏 GlcNAc 或鼠李糖的噬菌体抗性菌株上。

图1FPE 衍生的噬菌体抗性和噬菌体易感单增李斯特菌的系统发育树

WGS 数据的分析表明，同一 ST 的 FPE 菌株密切相关。核心基因组 （1748 个基因）的分析显示，ST321 菌株之间只有4到18个cgMLST差异，而ST391菌株之间的 cgMLST差异甚至更少（4到8个cgMLST 差异）。有趣的是，这些菌株并没有通过其噬菌体抗性表型或糖型谱进行系统发育分离。

大多数噬菌体抗性菌株为血清型1/2a，其次是1/2b和1/2c，即食品和食品加工生态系统中常见的血清型。通过整合全基因组序列分析、噬菌体吸附测定和 WTA 装饰的表型表征，以阐明 FPE 衍生的血清型 1/2a 菌株中介导噬菌体抗性的机制。利用全基因组序列数据来评估噬菌体抗性和噬菌体敏感菌株之间的基因组差异，以及识别以前与 WTA 生物合成有关的靶向基因组中的序列改变。这些数据进一步与一组新型糖型蛋白探针揭示的 WTA 修饰模式以及噬菌体吸附和感染测定相关联。基因多个位置的突变可以改变 WTA 修饰并导致噬菌体耐药。

参考文献: Brown, P., Chen, Y., Parsons, C., Brown, E., Loessner, M. J., Shen, Y., and Kathariou, S. (2021) Whole Genome Sequence Analysis of Phage-Resistant Listeria monocytogenes Serotype 1/2a Strains from Turkey Processing Plants.