成都餐饮设施中单增李斯特菌的基因组学洞察:消毒剂耐受性与应激适应机制
成都餐饮设施中单增李斯特菌的基因组学洞察:消毒剂耐受性与应激适应机制
单核细胞增生李斯特菌是一种重要的食源性致病菌,因其能够在低温、高盐、宽pH范围等多种恶劣环境条件下存活和繁殖,对食品安全构成持续威胁。世界卫生组织已将其列为高优先级食源性致病菌。2017—2018年南非暴发了全球最大规模的李斯特菌病疫情,导致728人感染、193人死亡,使得全球对该菌的监测和防控愈加重视。在食品链的终端环节——餐饮服务场所,由于加工流程复杂、人员流动性大,一旦发生单增李斯特菌污染,极易通过交叉污染扩散至成品食物,直接威胁消费者健康。然而,目前针对我国餐饮设施中单增李斯特菌的基因组流行病学调查仍相对有限。
针对上述问题,四川省食品检验研究院陈学强、何巧玲等研究人员于2024年1月至2025年1月,对成都市24家日均服务量超过1000人的大型餐饮服务机构进行了系统采样,共采集622份环境和食品样本。通过增菌培养、选择性分离和16S rRNA基因测序鉴定,共分离获得40株单增李斯特菌,总体污染率为6.43%(40/622)。随后,研究团队利用Illumina NovaSeq 6000平台对全部40株菌进行了全基因组测序,并对菌株的血清型、多位点序列分型(MLST)、耐药基因、消毒剂耐受基因及应激适应基因进行了全面注释,同时测定了菌株对12种抗生素和7种消毒剂的表型敏感性。
污染分布:肉类加工区是"重灾区"
按功能区划分,肉类加工区的污染率最高,达到13.48%(19/141),远高于蔬菜加工区(4.35%)、烹饪区(3.68%)和配餐售卖区(3.13%)。值得注意的是,在肉类加工区内部,清洗后的肉类样本污染率高达25.0%(6/24),清洗池污染率达20.83%(5/24),表明清洗环节不仅未能有效消除污染,反而可能成为交叉污染的媒介。更令人担忧的是,在25%(6/24)的受调查设施中,研究人员发现了从原料加工区到烹饪区的交叉污染链条——即在肉类加工区和烹饪区同时检出相同型别的菌株,提示可能存在热处理不充分或工作人员操作不当导致的污染扩散。此外,冷藏区域13.16%的污染率也印证了单增李斯特菌的嗜冷特性,低温环境并不能阻止其存活。
菌株特征:高致病性克隆广泛分布
血清型分析显示,40株分离株以1/2a型为主(65.0%,26/40),其次为1/2b型(17.5%)、1/2c型(15.0%)和4b型(2.5%)。值得注意的是,82.5%(33/40)的菌株属于常与人类侵袭性李斯特菌病相关的血清群(1/2a和1/2b),表明这些污染菌株具有潜在的致病能力。MLST分析进一步揭示,40株菌共分为11种已知序列型(ST)和5种新ST型,其中ST101(20.0%,8株)、ST121(17.5%,7株)和ST9(15.0%,6株)为优势型别,三者合计占比超过一半。ST101和ST121的空间分布尤为广泛,分别从7个和6个不同采样点被分离,说明这两种克隆型已成功定殖于多种环境生态位,具有较强的环境适应和持续污染能力。
消毒剂耐受:含氯消毒剂面临挑战
基因组注释结果显示,全部40株分离株均携带消毒剂耐受相关基因Ide和mdrL(yfmO),携带率为100%。其中mdrL编码一种多药外排泵,Ide则赋予细菌对某些消毒剂的降解能力。这些基因的普遍存在为菌株的消毒剂低敏感性提供了分子基础。
为验证基因预测结果,研究团队测定了所有菌株对7种常用消毒剂的最低抑菌浓度(MIC)。结果显示,次氯酸钠的MIC范围为750—3,000 μg/mL,而我国推荐用于食品接触表面的次氯酸钠浓度为240 μg/mL——这意味着流行菌株的MIC值超出推荐使用浓度3—12.5倍,常规使用浓度可能不足以有效杀灭这些菌株。二氧化氯的情况类似,所有菌株的MIC值均为1,125 μg/mL,超出推荐浓度(180 μg/mL)约6.25倍。相比之下,季铵盐类消毒剂(MIC:3.91—7.81 μg/mL,推荐使用浓度500 μg/mL)和过氧化氢(MIC:187.5—375 μg/mL,推荐使用浓度20,000—24,000 μg/mL)的体外效力显著更高,实际使用浓度分别超出MIC值64—128倍和53—128倍,可作为含氯消毒剂的潜在替代方案。
应激适应与耐药:基因携带普遍但表型耐药率低
研究还注释到38个应激抗性相关基因,涵盖酸耐受、冷适应、干燥抗性、热休克应答、渗透应激抗性等多种应激类型。其中冷休克蛋白基因cspB和cspD、分子伴侣基因dnaK及运动性相关基因motA的携带率均为100%,为菌株在餐饮环境中抵抗冷、热和氧化应激提供了关键分子基础。值得注意的是,少数菌株仅携带5—8个应激抗性基因,显著少于其他菌株,提示其可能为瞬时污染株而非持久定殖株。
在抗生素耐药性方面,基因检测发现«fosX»基因在所有菌株中普遍存在(100%),该基因编码磷霉素耐药蛋白;«ClpL»基因存在于45%的菌株中。然而,表型药敏试验显示菌株的抗生素耐药率整体较低:仅美罗培南耐药率为12.5%(5/40),四环素耐药率为2.5%(1/40,与其携带的«tet(M)»基因相对应),其余10种抗生素(包括临床一线治疗药物氨苄西林和青霉素)均未检出表型耐药。这一"基因存在但表型敏感"的现象再次说明,基因的携带并不等同于功能表达,但作为潜在的耐药"蓄水池",仍需引起关注。
研究启示:从基因组到消毒策略的精准防控
这项研究是首次针对成都大型餐饮设施中单增李斯特菌开展的系统性基因组流行病学调查,其价值不仅在于揭示了该地区餐饮环境中单增李斯特菌的污染现状和菌株特征,更在于将基因组信息与表型验证有机结合,为实际消毒策略的制定提供了科学依据。
研究最直接的实践启示是:餐饮行业普遍使用的含氯消毒剂(次氯酸钠、二氧化氯)在推荐使用浓度下可能不足以有效控制单增李斯特菌污染,尤其是针对已在环境中广泛定殖的ST101和ST121等流行克隆。建议相关机构重新评估现行消毒方案,考虑引入季铵盐类消毒剂或过氧化氢作为替代或轮换消毒手段。同时,研究也指出MIC值来自肉汤培养体系,不能直接等同于环境表面的实际消毒效果——在生物膜存在、有机物负荷高等实际条件下,消毒剂的效力可能进一步下降,后续研究应在模拟真实场景中验证消毒方案的有效性。
从更宏观的视角看,本研究印证了全基因组测序在食源性致病菌监测中的核心价值。通过一次测序即可同时获得菌株的血清型、MLST型别、耐药基因谱、消毒剂耐受基因谱和应激适应基因谱等多维度信息,结合表型验证,能够为食品安全监管提供从"检测到菌"到"评估风险"再到"制定对策"的全链条支撑。在当前"同一健康"理念日益受到重视的背景下,这种整合基因组学与表型学的监测模式,值得在更广泛的食品链环节中推广应用。
参考文献:Chen, X., He, Q., Lv, X., et al. (2026). Genomic insights into Listeria monocytogenes in Chengdu catering facilities: disinfectant tolerance and stress adaptation mechanisms. Frontiers in Microbiology, 17, 1750445. doi: 10.3389/fmicb.2026.1750445
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