揭示了单核细胞增生李斯特菌乳链菌肽抗性基因的自然突变

　　乳链菌肽是一种常用的细菌素，用于控制食品中的腐败和致病菌。具有高天然乳链菌肽抗性的菌株已被描述，可降低或增强该细菌素对抗单核细胞增生李斯特菌的效力。这项研究通过测试从不同食品、食品生产环境、动物和人类感染中分离出来的356株野生单核细胞增生李斯特菌，收集关于天然单核细胞增生李斯特菌群体中乳链菌肽耐药信息。使用基于生长曲线分析的方法获取乳链菌肽抑制水平，并将单核细胞增生李斯特菌分为三个乳链菌肽反应表型类别：耐药(66%)、中度耐药(26%)和敏感(8%)。使用这种分类，揭示了单增李斯特菌野生菌株中乳链菌肽表型抗性的菌株依赖性分离来源、血清型、遗传谱系、克隆复合体(CC)和菌株依赖性自然变异。全基因组序列分析以及高乳链菌肽抗性和敏感菌株的比较鉴定出与该细菌中乳链菌肽抗性和敏感性增加相关的乳链菌肽响应基因中新的自然发生的突变。在含有RsbUG77S和PBPB3V240F氨基酸取代突变的菌株中检测到乳链菌肽抗性增加，这也显示出对洗涤剂应激的抵抗力增强以及斑马鱼感染模型中毒力的增加。另一方面，在sigB、vir和dlt操纵子突变的菌株中检测到天然乳链菌肽敏感性增加，这些菌株也表现出溶菌酶敏感性增加和毒力降低。总体而言，确定了涉及pbpB3(lm0441)以及sigB、vir和dlt操纵子基因的自然选择突变，这些突变与从各种食品和人类相关来源中回收的单核细胞增生李斯特菌菌株中的乳链菌肽抗性相关。将基于生长参数的表型分析和基因组测序相结合是一种有效的方法，可用于鉴定单增李斯特菌野生菌株中与新型乳链菌肽反应相关的遗传变异。

　　通过测定生长曲线的曲线下面积(AUC)，观察Nisin对单增李斯特菌的抑制效果。如图1a所示，当没有添加Nisin时，菌株的平均AUC为25.82.当添加Nisin时，平均AUC变为16.72.证明Nisin对单增李斯特菌的生长有抑制作用。如图1b所示，通过测定变化的曲线下面积，观察Nisin对单增李斯特菌的抑制效果。发现曲线下面积的变化值在35.53%，证明单增李斯特菌对Nisin的敏感性偏低。

　　图1 单增李斯特菌对Nisin的敏感性

　　单增李斯特菌对Nisin的敏感性与其遗传特征密切相关。如图2a所示，进化遗传谱系Ⅱ比进化遗传谱系Ⅰ具有更高的Nisin耐受性。如图2b所示，血清型1/2c及1/2a比1/2b及4b具有更强的Nisin耐受性。如图2c所示，克隆复合物CC7及CC155比CC2及CC3有更强的Nisin耐受性。如图2d所示，从海产品分离出来的单增李斯特菌比从人源分离出来的单增李斯特菌拥有更高的Nisin耐受性。

　　图2 Nisin抗性与单增李斯特菌分子亚型和分离来源有关

　　对不同Nisin抗性的单增李斯特菌的基因组序列分析，揭示基因突变与Nisin抗性表型相关。如图3所示，LK60/1及LT12/1的天然PBPB3 V240F和RsbU G77S突变与Nisin耐药性增加相关。而dlt、vir和sigB操纵子的突变与Nisin敏感性增加相关。

　　图3 Nisin抗性与非抗性菌株的全基因组分析

　　参考文献：https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.549531