耶尔森菌（Yersinia enterocolitica）在环境中的棘阿米巴（Acanthamoeba spp）中的存活与基因组稳定性

《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：Survival and genomic stability of Yersinia enterocolitica in environmental Acanthamoeba spp

耶尔森氏菌（Y. enterocolitica）在两种阿米巴（参考株和野生环境株）中的内化能力及存活时间达8-16天，基因组稳定性分析显示与宿主互作可能引发特定基因（如igaA）突变，提示阿米巴作为环境储库可能驱动细菌适应性进化及抗生素抗性基因传播。

　　自由生活的阿米巴（Free-living amoebae, FLA）是一类广泛存在于自然和人为环境中的原生动物，它们以细菌、真菌和藻类为食。这类生物不仅在生态中扮演重要角色，还在病原体的传播和进化中发挥关键作用。例如，一些病原菌能够通过内化进入阿米巴细胞，形成内共生关系，从而在不利环境条件下获得生存优势。这种机制不仅有助于病原菌的长期存活，还可能促进其在环境中的扩散，增加人类暴露的风险。此外，阿米巴宿主还可能通过水平基因转移等方式影响细菌的基因组，进而推动其对抗生素的耐受性或适应能力的增强。

研究中发现，一些食物传播的动物源性病原体，如沙门氏菌、李斯特菌和产志贺毒素大肠杆菌（STEC），已被证实可以在阿米巴中生存。这表明阿米巴不仅是病原菌的避难所，还可能成为其在食品加工和水处理系统中持续传播的重要媒介。其中，耶尔森菌（*Yersinia enterocolitica*）作为一种重要的食物传播病原体，其在阿米巴中的行为值得深入探讨。耶尔森菌引起的耶尔森氏病是欧洲第四常见的食物传播动物源性疾病，2023年报告了8738例病例。该菌属于耶尔森菌科，与鼠疫耶尔森菌和假结核耶尔森菌同属，这些病原菌具有显著的致病性。耶尔森菌的致病能力与其生物型和毒力基因的组成密切相关，其中生物型1B（如ATCC 23715）通常表现出较强的致病性，而生物型1A则可能不具明显的致病性，但其仍可能携带某些替代毒力因子，如*ystB*。

本研究通过结合多种实验方法，探讨了三种不同生物型和毒力基因特征的耶尔森菌株与两种阿米巴菌株之间的相互作用。实验中使用了实验室培养的参考菌株（*Acanthamoeba* sp., CDC: V036）和从自然水体中分离的野生菌株（*Acanthamoeba* sp., 基因型T4）。通过观察耶尔森菌在阿米巴细胞内的存活能力、宿主细胞的完整性以及菌株的基因组稳定性，研究揭示了阿米巴对耶尔森菌的潜在影响。

实验结果显示，所有耶尔森菌株均能够被阿米巴内化，并在不同的时间尺度上保持其活性。具体而言，耶尔森菌在实验室参考菌株中存活了8天，在野生菌株中则能存活长达16天。这一发现不仅扩展了我们对耶尔森菌在环境中生存机制的理解，也强调了阿米巴作为潜在病原体庇护所的重要性。通过显微镜观察，研究还确认了阿米巴细胞在实验期间保持结构完整性，即使在缺乏营养补充的情况下也未受到显著影响。这一结果支持了阿米巴作为稳定宿主的观点，进一步说明其在微生物生态中的适应性。

在基因组层面，研究采用了全基因组测序（WGS）技术，对内部化的耶尔森菌株进行了详细的分析。测序结果显示，尽管耶尔森菌在阿米巴中长期存活，但其毒力基因的完整性并未受到明显破坏。例如，所有内部化的耶尔森菌株在检测中均保留了其原始的毒力基因特征，表明其致病潜力未发生显著变化。然而，研究也发现了一些细微的基因变异，特别是与应激反应相关的*igaA*基因在参考菌株中出现了突变，而这一突变在标准培养条件下并未观察到。这提示我们，阿米巴宿主可能通过某种机制对耶尔森菌的基因组产生影响，从而改变其适应性或行为特征。

这些结果与先前关于耶尔森菌在阿米巴中获得更强抗性能力的研究相呼应。例如，早期研究表明，耶尔森菌在阿米巴细胞内存活后，对氯的抵抗力显著增强。这种增强的抵抗力可能有助于其在水处理和食品加工环境中存活，并在后续传播过程中保持活性。此外，阿米巴宿主还可能通过促进细菌的基因组稳定性，为其提供一个相对安全的生存环境，从而避免其在自然环境中因外界压力而灭绝。

值得注意的是，研究中提到的*igaA*基因在耶尔森菌中似乎具有特殊的生物学意义。该基因在沙门氏菌中已被报道与细胞膜应激反应相关，可能通过调控Rcs磷传递系统来影响细菌的毒力表达。然而，在本研究中，该基因在耶尔森菌的基因组中仅在与参考菌株共培养后出现变异，而在标准培养条件下则未被检测到。这表明阿米巴宿主可能在某些情况下诱导特定的基因变化，从而影响耶尔森菌的适应性。尽管这些变化可能是微小的，但它们可能对细菌的生存和传播能力产生深远影响。

本研究还揭示了阿米巴宿主在维持细菌基因组稳定性方面的潜在作用。通过对全基因组测序数据的分析，研究人员发现，尽管耶尔森菌在阿米巴细胞内长期存活，其基因组结构仍然保持相对稳定。这一发现与之前关于阿米巴作为细菌基因组保护机制的研究一致，表明阿米巴可能为细菌提供一个选择性的微环境，使其能够在不利条件下存活并保持其毒力特征。这种机制不仅有助于病原菌的长期存活，还可能促进其在不同宿主间的基因交换，从而增强其进化潜力。

此外，研究还强调了阿米巴在公共卫生和食品安全中的重要性。由于耶尔森菌能够在阿米巴中长期存活，并且在宿主细胞内保持其毒力基因，因此这些阿米巴可能成为耶尔森菌在环境中传播的重要媒介。这种现象不仅增加了病原菌在食物链中的存活机会，还可能使其在不同环境中适应并传播。因此，阿米巴的存在可能对公共卫生策略产生影响，特别是在食品加工、水处理和环境监测等领域。

研究还提到，阿米巴宿主可能通过多种机制促进细菌的基因交换，包括外膜囊泡（OMVs）和微囊泡的释放。这些囊泡可能作为细菌与宿主之间基因交流的桥梁，从而影响细菌的进化路径。因此，阿米巴不仅是细菌的庇护所，还可能在细菌的基因组演化中扮演重要角色。这一发现对于理解细菌在自然环境中的适应性和传播能力具有重要意义，同时也为开发新的抗菌策略提供了理论依据。

综上所述，本研究通过系统实验和基因组分析，揭示了耶尔森菌在阿米巴宿主中的生存机制及其对基因组稳定性的影响。研究结果表明，阿米巴不仅能够保护耶尔森菌免受环境压力，还可能通过特定的基因变化影响其适应性和传播能力。这一发现进一步强调了阿米巴在微生物生态和公共卫生中的重要性，并为未来研究提供了新的方向。例如，进一步探索阿米巴宿主如何影响细菌的基因组稳定性，以及这种影响是否适用于其他病原菌，将是未来研究的重点。此外，阿米巴在细菌抗药性形成中的作用也值得深入探讨，特别是在食品安全和环境健康领域。这些研究不仅有助于我们更好地理解细菌在环境中的生存策略，还可能为预防和控制食物传播病原体提供新的思路和方法。