食品基质调控单核细胞增生李斯特菌肠道存活与毒力的机制研究

《BIOspektrum》：Wie Lebensmittel das überleben und die Virulenz von Listerien beeinflussen

本研究针对食品成分如何影响食源性病原体Listeria monocytogenes在胃肠道环境中的适应性这一关键问题，通过模拟消化系统模型分析三种即食食品（软奶酪、烟熏三文鱼、脆皮香肠）中李斯特菌的生长特性、应激基因表达及上皮细胞侵袭能力。研究发现食品基质通过调节pH缓冲能力和营养代谢途径显著影响细菌存活率（脆皮香肠组最低），其中烟熏三文鱼来源菌株表现出异常高侵袭性，并激活23个应激基因与29个毒力基因表达。该成果为优化食品安全生产策略提供了新视角。

　　

每当提及食源性感染疾病，单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）总是公共卫生领域高度关注的病原体。这种细菌引发的李斯特菌病虽然发病率较低，但死亡率可达20%-30%，对孕妇、新生儿及免疫缺陷人群尤为危险。传统研究多聚焦于细菌的生物学特性，而作为传播媒介的食品如何调控病原体在人体消化过程中的行为，始终是未被充分探索的领域。即食类食品（如软奶酪、烟熏鱼类、肉制品）因无需加热即可食用，更成为李斯特菌感染的高风险载体。值得深思的是，不同食品基质中的营养成分、物理结构及化学特性是否存在差异？这些差异是否会改变李斯特菌的生存策略与致病潜力？Nadja Prascer等人发表于《BIOspektrum》的研究，正是从这一科学盲区切入，系统揭示了食品成分与病原体 virulence（毒力）之间的隐秘关联。

研究团队采用多学科交叉技术路径，核心方法包括：① 选取三种典型即食食品（软奶酪、烟熏三文鱼、脆皮香肠）作为细菌载体，定量分析三种L. monocytogenes菌株的生长动力学；② 构建体外胃肠道模型（Magen-Darm-Trakt-Modell），模拟人体消化过程的pH波动与酶解环境，评估细菌存活率；③ 通过细胞感染实验测定细菌对肠道上皮细胞（Darmepithelzellen）的侵袭效率；④ 采用转录组学技术解析食品基质中细菌的应激基因（23个）与毒力基因（29个）表达谱。

食品基质对李斯特菌生长的影响

通过比较三种食品中细菌的生长曲线，研究人员发现菌株特异性是生长差异的主要决定因素，而食品基质本身未对生长速率产生显著影响。这一结果暗示，不同食品虽提供各异营养环境，但李斯特菌具备较强的代谢适应性，能快速利用多种碳氮源维持增殖。

胃肠道环境中的存活率差异

在模拟消化过程中，脆皮香肠组菌株存活率显著低于奶酪或三文鱼组。进一步分析表明，香肠基质的pH缓冲能力（Pufferkapazit?t）较弱，无法有效中和胃酸至肠道的pH过渡，导致细菌在酸性应激下大量死亡。相反，奶酪与三文鱼的高脂成分可能形成保护性微环境，提升细菌对消化道极端条件的耐受性。

食品来源决定侵袭表型

最具突破性的发现来自烟熏三文鱼组：该来源菌株对肠道上皮细胞的侵袭效率显著高于其他组。研究人员推测，三文鱼特有的脂肪酸组成（如长链多不饱和脂肪酸）可能激活细菌的毒力调控通路，例如通过修饰细胞膜流动性或信号转导系统增强宿主细胞吸附能力。

基因表达谱的重编程机制

转录组数据显示，食品基质与pH变化共同诱导李斯特菌基因表达谱重塑。奶酪组细菌上调了碳水化合物代谢相关基因，而三文鱼组显著激活脂质利用通路。更重要的是，所有食品基质中均检测到23个应激基因（如酸应激、氧化应激相关基因）与29个毒力基因（包括内化素inlA、溶血素hly等）的协同高表达，表明食品成分不仅影响细菌生存，更直接参与毒力性状的调控。

本研究首次系统论证了食品基质通过物理化学特性（如pH缓冲能力）与营养成分（如脂质组成）双重途径，调控李斯特菌在消化道内的命运。烟熏三文鱼所诱发的细菌高侵袭表型，尤其揭示了特定食品成分可能无意中“训练”病原体增强致病性的风险。这些发现不仅解释了为何同类食品在不同加工方式下存在感染风险差异，更为食品工业提供了关键干预靶点：例如通过调整配方缓冲容量或脂肪酸组成，阻断细菌毒力诱导途径。未来研究需进一步解析三文鱼脂质与毒力基因互作的具体分子机制，为开发“抗毒力”食品加工技术奠定理论基础。