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研究人员为明确昆明食物中毒事件中肉毒杆菌（C. botulinum）来源及分子特征展开研究，鉴定出 KM001 菌株，意义重大。
# 云南食物中毒事件中肉毒杆菌的基因组特征及溯源分析：守护食品安全的关键一步
在食品安全的大舞台上，肉毒杆菌（Clostridium botulinum，简称 C. botulinum）就像一个隐藏在暗处的 “危险分子”，时刻威胁着人们的健康。它是一种厌氧细菌，常常潜伏在土壤和动物肠道中，以孢子的形式 “沉睡”。一旦环境适宜，便会迅速 “苏醒”、大量繁殖，产生如肉毒毒素和破伤风毒素等致命的神经毒素。这些毒素堪称 “毒性王者”，其中肉毒毒素的毒性是氰化钾的 10000 倍，仅 0.1 微克就能致人死亡。它会悄悄阻断神经肌肉接头处乙酰胆碱的释放，让肌肉逐渐失去控制，引发头晕、乏力、言语不清、呼吸困难等症状，严重时甚至危及生命。
不同类型的 C. botulinum 产生的神经毒素有所不同，依据此可将其分为 A - G 七种血清型，其中 A、B、E 和 F 型与人类肉毒中毒密切相关，尤其是 A、B 型在食物中毒案例中较为常见 。在世界各地，由肉毒毒素引发的食物中毒事件时有发生。在土耳其，曾在商业罐头食品中检测到 A 型神经毒素；在意大利北部，B 型肉毒中毒与工业芦笋奶油有关；在我国深圳，也曾从患者肠道洗液中分离出 B1 型 C. botulinum。而 E 型肉毒毒素通常活跃于高纬度地区的海洋环境和沿海土壤，在我国大陆，它主要与未煮熟的猪肉、牛肉及发酵豆制品相关。但在低纬度内陆地区，E 型肉毒中毒极为罕见，人们对其了解也相对较少。
为了揭开云南昆明一起食物中毒事件的 “神秘面纱”，明确致病源，探寻 C. botulinum 的分子特征，昆明市疾病预防控制中心微生物检测部的研究人员 Guiman Li、Huiwen Wang 等人展开了深入研究。他们的研究成果发表在《BMC Infectious Diseases》上，为预防和控制肉毒杆菌食物中毒提供了重要依据。
研究方法
研究人员在此次研究中运用了多种先进技术。首先，他们从三名患者食用的腌制猪肝、一名已故患者的呕吐物及家庭垃圾（混有呕吐物）中采集样本。然后，使用熟肉培养基对样本进行富集培养，通过显微镜观察菌株的表型特征，并利用 C. botulinum 核酸检测试剂盒（荧光 PCR 法）和针对肉毒毒素基因 BonT/A、BonT/B、BonT/E 和 BonT/F 的检测试剂盒，对富集上清液进行核酸提取和定性检测。接着，借助 MinlON 和 Illumina MiSeq 平台对分离出的 C. botulinum 菌株进行全基因组测序，用 Prokka v1.14.6 预测开放阅读框（ORFs）并注释，使用 BLASTn 进行序列比对。最后，通过 KEGG、GO、COG 等数据库对基因组进行功能注释，利用 Virulence Searcher 工具预测毒力因子，构建进化树分析菌株间的进化关系，并运用 ORTHOFINDER v2.5.5 进行比较基因组分析。
研究结果
- 确定致病病原体：经过厌氧培养、显微镜观察和实时 PCR 检测，研究人员发现所有样本均呈 C. botulinum 和 E 型肉毒毒素基因阳性，A、B、F 型肉毒毒素基因阴性。结合流行病学调查、临床症状和实验室结果，确定此次事件是由食用被 E 型肉毒毒素污染的自制腌制猪肝引起的细菌性食物中毒。从样本 3 中分离出的菌株 KM001 被用于后续的全基因组分析。
- 基因组特征：对 KM001 菌株进行全基因组测序后发现，其基因组大小为 3,713,470 bp，预测有 7,239 个基因，包括 3,509 个编码序列（CDs）、79 个 tRNA 基因和 31 个 rRNA 基因 。
- 全基因组功能注释：KEGG 注释显示，1,840 个基因被归类到 44 条代谢途径，主要涉及信号转导、细胞过程和代谢等。GO 注释分析表明，细胞的主要活动包括氧化还原过程和代谢功能。此外，还预测出 131 个可能的外源基因片段，COG 分析发现大多数重叠群富集在信号转导（S 类）。在毒力因子分析中，bont 是最主要的毒力因子，占所有预测毒力因子的 27% 。
- C. botulinum 的系统发育分析：构建的系统发育树显示，KM001 菌株与加拿大的两株 E 型菌株 E1 str E1 Dolman（2022）和 E1 str BoNT E Beluga（2009）亲缘关系最近。不同国家分离出的 C. botulinum 样本血清型各异，这可能与当地食物特点和加工方式有关。
- 比较基因组分析：对五株 C. botulinum 菌株的基因组进行比较分析后发现，各菌株基因数量在 3,160 - 3,523 之间，单基因和独特基因数量不同，基因家族相对稳定，平均每个家族的基因数量在 1.04 - 1.1 之间。
研究结论与意义
此次研究成功鉴定出引发食物中毒事件的 C. botulinum 菌株 KM001，这也是该地区首次报告 E 型肉毒毒素中毒事件。通过基因组分析，明确了菌株的血清型、毒素基因簇的遗传多样性，揭示了其基因功能、毒力和进化关系，为深入了解 C. botulinum 提供了重要信息。这些发现对于预测感染风险、制定有效的食品安全监管措施、疾病诊断和预防具有重要意义，也为我国云南地区肉毒毒素事件的研究提供了数据支持。
然而，该研究也存在一定局限性。样本仅来源于食物中毒致死案例，无法代表所有致病菌株；全基因组分析缺乏对毒力因子的功能验证，未探讨不同地区 C. botulinum 菌株的进化差异；毒力因子导致 C. botulinum 致病性的机制也尚不明确。尽管如此，这项研究依然为后续深入研究 C. botulinum 奠定了坚实基础，期待未来能有更多研究填补这些空白，更好地保障公众健康。
