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为探究 VBNC 状态病原菌的风险，研究人员以秀丽隐杆线虫（C. elegans）为模型，研究野生型（WT）和 VBNC 态铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）的毒性。发现 VBNC 态可抑制线虫生理功能、破坏肠屏障，其复苏后毒力基因上调。该研究为病原监测提供新视角。
病原菌引发的感染已成为全球公共卫生领域的严峻挑战，其中活菌但不可培养状态（viable but non-culturable, VBNC）的细菌因无法通过传统检测方法发现，且在适宜条件下可能复苏并恢复致病性，带来了潜在的感染风险。例如，饮用水处理中常用的氯化和紫外线消毒可能促使细菌进入 VBNC 状态，即便水质符合国家标准，仍可能存在 VBNC 病原菌，威胁生态安全和人类健康。然而，目前关于 VBNC 状态细菌对生物体的毒性作用机制尚不完全明确，尤其是铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）这种常见的环境致病菌与模式生物秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）之间的相互作用研究较少。在此背景下，国内研究人员开展了相关研究，旨在揭示 WT 和 VBNC 态铜绿假单胞菌对秀丽隐杆线虫的致病性差异及潜在机制，该研究成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：构建液体感染模型，利用紫外线 / TiO?系统诱导铜绿假单胞菌进入 VBNC 状态，通过活 / 死染色结合流式细胞术验证 VBNC 状态的成功诱导；运用实时荧光定量 PCR（RT-qPCR）检测氧化应激相关基因、毒力基因的表达；借助荧光显微镜测定秀丽隐杆线虫体内活性氧（ROS）、脂褐素含量及肠通透性；通过细菌复苏实验和毒力因子（如绿脓菌素、弹性蛋白酶等）定量分析，探究 VBNC 细菌在宿主体内的复苏能力及毒力变化。
3.1 野生型铜绿假单胞菌毒力强于 VBNC 状态
通过不同浓度的 WT 和 VBNC 态铜绿假单胞菌对秀丽隐杆线虫的致死率实验发现，WT 菌株在高浓度（1×10? CFU/mL）时显著加速线虫死亡，其半数致死时间（LT??）为 12.7 天，而 VBNC 态 LT??为 15.7 天。显微镜观察显示，WT 感染的线虫出现僵硬、透明化等慢性感染特征，VBNC 态感染的线虫在后期才表现出类似症状。这表明 WT 的毒性更强，但 VBNC 态仍具致病潜力，其较低的代谢活性可能是毒性较弱的原因。
3.2 VBNC 细菌对秀丽隐杆线虫的发育毒性和神经毒性与氧化应激相关
生理指标检测显示，WT 和 VBNC 态均导致线虫体长缩短、头部摆动和身体弯曲频率减少，其中 WT 的影响更显著。生化分析表明，WT 感染的线虫体内 ROS 水平升高 298.9%，脂褐素积累增加 155.0%，肠通透性受损明显；VBNC 态感染的线虫则分别升高 182.0% 和 69.3%，肠损伤较轻。RT-qPCR 结果显示，WT 诱导更多氧化应激相关基因（如Sod-1、Sod-3）和衰老相关基因（Daf-2、Daf-12）表达，表明氧化应激是毒性作用的重要机制。
3.3 野生型和 VBNC 铜绿假单胞菌对秀丽隐杆线虫的慢性毒性机制
细菌在宿主体内的动态分析显示，WT 在秀丽隐杆线虫肠道内的定植量（7.28×10? CFU/mL）远高于 VBNC 态（2.13×10? CFU/mL），但 VBNC 态的复苏率高达 92.63%。毒力因子检测发现，WT 和 VBNC 态在感染后均增加绿脓菌素的释放，WT 的外毒素 A 和 III 型分泌系统（T3SS）蛋白分泌略有增加，而 VBNC 态的 T3SS 效应基因（exoS、exoT、exoY）表达更显著。基因表达分析表明，WT 感染后毒力基因（如toxA、lasA）显著上调，VBNC 态则上调 T3SS 相关基因，提示两者通过不同策略在宿主体内生存和致病。
研究结论表明，WT 铜绿假单胞菌通过强烈的氧化应激反应、肠屏障破坏和毒力基因表达，对秀丽隐杆线虫产生显著毒性；VBNC 态虽毒性较弱，但其高复苏率和毒力基因的潜在表达能力，仍构成长期健康威胁。该研究首次系统揭示了 VBNC 态铜绿假单胞菌对模式生物的慢性毒性机制，强调了传统检测方法的局限性，为水环境和生物系统中 VBNC 病原菌的监测与风险评估提供了重要依据，提示需加强对 VBNC 状态细菌复苏潜力的长期监控，以应对其在公共卫生和生态安全领域的潜在危害。
