大肠杆菌与鼠伤寒沙门氏菌双物种生物膜动态互作机制及槲皮素-柠檬酸协同抑制策略研究

食品工业中多重耐药菌形成的多物种生物膜威胁公共健康。本研究通过表征大肠杆菌EMC17和鼠伤寒沙门氏菌SMC25单/双物种生物膜的微生物负载、空间互作及耐药性，发现双物种生物膜在96?h时生物量最高（EPS达72?μg/ml，总菌量7.29/5.95?log10?CFU/cm2），且侵袭性提升16.4%。创新性采用槲皮素-柠檬酸组合（FIC<0.5）实现协同抑制，为替代抗生素防控生物膜提供新思路。

　　

在食品加工环境中，由多重耐药菌形成的生物膜如同"微生物堡垒"，持续引发食源性疾病暴发。其中，大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌这对"致命搭档"常协同形成难以清除的双物种生物膜，传统抗生素在它们高达0.46/0.38的MAR（多重耐药指数）面前屡屡失效。面对这一挑战，研究人员在《International Journal of Food Microbiology》发表的研究，首次揭示了这两种病原菌在生物膜中的"共生密码"，并找到破解这对耐药组合的"植物钥匙"。

研究团队采用结晶紫染色定量生物膜、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)三维重构生物膜结构、微量稀释法测定最小抑菌浓度(FIC)等关键技术，结合从食品分离的临床菌株EMC17和SMC25，系统比较了单/双物种生物膜的动态差异。

【微生物负载与耐药特征】
通过96孔板培养和结晶紫染色发现，1:1接种比例的双物种生物膜在96?h时达到峰值，EPS产量较单物种提高21%（72 vs 59?μg/ml）。平板计数显示双物种中大肠杆菌占据优势（7.29 vs 5.95?log₁₀?CFU/cm²），但两者MAR指数均超过0.35的耐药阈值。

【空间互作模式】
CLSM三维成像揭示：双物种生物膜中，大肠杆菌形成"骨架结构"，鼠伤寒沙门氏菌填充空隙，生物体积达62.61?±?1.38?μm³/μm²，较单物种提高10.4%。PCA分析证实两者存在代谢交叉喂养。

【致病性增强】
体外感染模型显示，双物种生物膜细胞对肠上皮细胞的黏附率和侵袭率分别提升至16.4%和2.07%，可能是由于EPS中共享毒力因子的协同表达。

【协同抑制策略】
针对MDR特性，筛选出槲皮素（黄酮类）与柠檬酸组合，FIC指数低至0.31。该组合通过破坏EPS基质和膜电位，使生物膜活菌数降低3个数量级。

这项研究不仅阐明双物种生物膜通过空间重构和代谢互作增强耐药性的分子基础，更开创性地证明植物活性成分组合可突破传统抗生素局限。其提出的"EPS基质-膜电位"双靶点抑制策略，为食品工业生物膜防控提供了可替代抗生素的绿色解决方案，对遏制食源性疾病传播具有重要实践价值。