靶点失效、细胞壁重塑、交叉耐药——李斯特菌如何“武装”自己对抗天然抑菌剂？

食品中广泛存在的单增李斯特菌是引发严重食源性疾病李斯特菌病的元凶。尽管由乳酸菌产生的细菌素（如乳酸链球菌素、片球菌素等）被视作安全高效的天然抑菌剂，但其在实际应用中正面临细菌耐药性的严峻挑战。波兰波兹南生命科学大学的研究团队近期在《Genes》期刊发表综述，系统揭示了李斯特菌对细菌素产生耐药性的多重分子机制与遗传基础，为开发更持久的生物保鲜策略提供了关键科学依据。

细菌素：食品安全的“天然卫士”面临挑战

细菌素是乳酸菌等细菌产生的抗菌肽，能有效抑制包括李斯特菌在内的多种食源性病原体。其中，Ⅰ类细菌素（如乳酸链球菌素）和Ⅱa类细菌素（如片球菌素PA-1）因抑菌谱广、安全性高，在食品工业中备受青睐。然而，与抗生素耐药性问题类似，细菌在持续选择压力下也会演化出对细菌素的耐受或抵抗能力。研究表明，李斯特菌对Ⅱa类细菌素的自然耐药率可达1%-8%，而对乳酸链球菌素的耐药频率甚至更高。这种耐药性的出现和扩散，严重威胁着细菌素作为生物保鲜剂的长期有效性。

李斯特菌耐药的核心策略：靶点改造与屏障加固

研究指出，李斯特菌通过一系列精巧的分子“改造工程”来抵御细菌素的攻击，其机制主要分为两大类：

改变或隐藏作用靶点：许多细菌素需要与细胞表面的特定受体结合才能发挥杀菌作用。例如，乳酸链球菌素主要靶向细胞壁合成前体脂质II，而Ⅱa类细菌素则依赖甘露糖磷酸转移酶系统（Man-PTS）作为进入细胞的“大门”。李斯特菌通过下调或突变相关基因（如编码Man-PTS的 mptACD 操纵子），使细菌素无法识别或结合靶点，从而丧失杀菌活性。研究证实，缺失 mptACD 或调控其表达的 rpoN、manR 基因，会导致菌株对多种Ⅱa类细菌素产生高度耐药。

加固细胞壁与细胞膜屏障：细菌素通常带正电荷，依靠静电作用吸附于带负电的细菌表面。李斯特菌通过以下方式改变表面电荷和物理结构，阻挠细菌素的接近与插入。

修饰细胞壁：通过 dlt 操纵子增加磷壁酸中的D-丙氨酸含量，降低细胞壁的净负电荷，减弱与阳离子细菌素的初始吸附。

重塑细胞膜：调控膜磷脂的脂肪酸组成，增加不饱和脂肪酸或短链脂肪酸的比例，从而改变膜流动性。此外，通过 mprF 基因催化膜磷脂的赖氨酸化，使其带正电，进一步排斥阳离子抗菌肽。这些改变使得细胞膜更难被细菌素穿透或形成孔道。

环境胁迫与交叉耐药：复杂食品体系中的生存之道

李斯特菌的耐药性并非孤立存在，而是与它在食品加工环境中承受的各种胁迫条件紧密相连，并可能引发交叉耐药现象。

环境胁迫诱导耐药：低温、高盐、酸性pH等食品保鲜常用手段，在抑制细菌生长的同时，也可能意外地“训练”李斯特菌，增强其对细菌素的抵抗。例如，低温盐渍胁迫能激活σB和LiaRS等应激反应系统，进而上调与细菌素耐药相关的基因（如telA，lmo1746），提供交叉保护。

多重细菌素交叉耐药：更令人担忧的是，对一种细菌素产生耐药的菌株，可能同时对其他细菌素也产生抵抗。研究发现，对乳酸链球菌素耐药的菌株，有时也对片球菌素PA-1等Ⅱa类细菌素表现出交叉耐药。这提示，若在食品中单独或不当使用某一种细菌素，可能会筛选出具有广谱耐药潜力的菌株。

应对策略：多管齐下，维系天然抑菌剂的生命力

为应对日益严峻的细菌素耐药性问题，综述提出了多层面的综合策略：

优化使用方案：避免长期单一使用同一种细菌素，采用轮换使用或协同使用不同作用机制的细菌素组合，降低细菌的适应与选择压力。

发展联合保鲜技术：将细菌素与其他保鲜因子（如适度酸度、低温、天然提取物）结合，构建“多靶点、多障碍”的保鲜体系，使细菌难以同时抵抗所有不利因素。

开发新型或改良细菌素：通过蛋白质工程等手段，改造现有细菌素的结构（如将乳酸链球菌素A改造为乳酸链球菌素V），以增强其活性、稳定性或绕过已知的耐药机制。

加强监测与风险评估：建立对食品加工环境中病原菌细菌素耐药性的持续监测体系，并深入研究真实食品基质中耐药性产生和传播的规律，为科学应用提供依据。

结论与展望

李斯特菌对细菌素的耐药是一个涉及基因调控、细胞结构重塑与环境适应的复杂现象。尽管细菌素作为天然抑菌剂前景广阔，但其耐药性问题不容忽视。未来研究需从实验室体系更多地转向真实的食品模型系统，以全面评估在复杂食品成分中细菌素的活性与耐药性演化风险。唯有通过深入理解耐药机制，并采取审慎、科学的综合应用策略，才能确保细菌素这一“天然卫士”在保障食品安全战役中持续发挥强大而持久的作用。

参考文献：

[1]Zawiasa A, Olejnik-Schmidt A. The Genetic Determinants of Listeria monocytogenes Resistance to Bacteriocins Produced by Lactic Acid Bacteria. Genes (Basel). 2025 Jan 3;16(1):50. doi: 10.3390/genes16010050. PMID: 39858597; PMCID: PMC11765107.