美罗培南诱导的肠沙门氏菌耐药变异体交叉保护机制：基于适应性实验室进化与全基因组测序的深入解析

针对抗生素耐药性扩散问题，研究人员通过适应性实验室进化(ALE)技术诱导肠沙门氏菌(SeT/SeE)产生美罗培南(MPM)耐药变异体(RVs)，结合全基因组测序(WGS)鉴定出spoT、mrdA等关键基因突变，发现变异体对β-内酰胺类抗生素和食品防腐方法(热处理/香芹酚)具有交叉保护作用，为防控耐药菌在食品链传播提供重要依据。

　　

在全球公共卫生领域，沙门氏菌感染始终是令人头疼的难题。最新数据显示，欧盟每年报告超过9万例沙门氏菌病病例，造成高达30亿欧元的经济损失；美国每年更是发生135万例感染，导致420人死亡。其中肠沙门氏菌血清型鼠伤寒(SeT)和肠炎(SeE)尤为猖獗。更令人担忧的是，随着碳青霉烯类抗生素——这类被视为"最后防线"的药物在临床的广泛应用，耐药菌株开始悄然出现。尽管这类药物仅限人用，但已在食用动物和环境样本中检出耐药菌，这不禁让人怀疑：这些"超级细菌"是否正在通过食物链向人类发起进攻？

为了揭开这个谜团，来自西班牙萨拉戈萨大学等机构的研究团队在《Food Microbiology》发表了一项开创性研究。他们发现，肠沙门氏菌在美罗培南(MPM)压力下不仅会产生耐药性，还会获得对抗食品加工中常用杀菌手段的"超能力"——这对食品安全和公共卫生构成了双重威胁。

研究人员采用适应性实验室进化(ALE)技术，对SeT和SeE菌株进行11天的MPM梯度暴露实验，获得6株耐药变异体(5株SeT_M_1-5
和1株SeE_M₅
)。通过全基因组测序(WGS)解析遗传变异，结合生长动力学分析和表型验证，系统评估了变异体对β-内酰胺类抗生素及食品防腐方法(热处理/香芹酚)的交叉抗性。质量控制采用大肠杆菌ATCC 25922作为参考菌株，数据分析运用GraphPad Prism 8.0软件。

研究结果揭示：

1. 耐药变异体分离：所有SeT变异体和1株SeE变异体MPM最小抑菌浓度(MIC)翻倍(0.0312→0.0625 μg/mL)，其中SeT_M₅
   和SeE_M₃
   在MPM压力下保持甚至提升生长适应性。
2. 生长特性变化：多数变异体最大生长速率降低(SeT_M₁
   0.033 vs 亲本0.056 OD₅₉₅
   /h)、延滞期延长(SeT_M₃
   7.979h vs 亲本3.998h)。
3. 基因突变谱：鉴定出spoT(ppGpp合成酶II)、mrdA(PBP2转肽酶)、thrS(苏氨酰-tRNA合成酶)等关键基因突变，其中SeT_M₃
   同时携带znuA(锌转运蛋白)突变，SeE_M₄
   存在rfbF(葡萄糖-1-磷酸胞苷酰转移酶)变异。
4. 交叉抗性模式：SeT_M₃
   对头孢噻吩MIC提升至4μg/mL；SeT_M₄
   /M₅
   对氟苯尼考呈现中介耐药(8μg/mL)；SeE_M₃
   /M₅
   对亚胺培南MIC翻倍。
5. 防腐剂耐受性：变异体对54℃热处理抗性提升(SeT_M_1-4
   失活4.3循环 vs 亲本5.3)，对200μL/L香芹酚耐受性增强(SeT_M_1-3
   失活3.4-3.7循环 vs 亲本4.4)。

这项研究首次系统揭示了MPM诱导的肠沙门氏菌多药交叉抗性机制。特别值得关注的是，spoT基因突变可能通过激活严谨反应(stringent response)增强细菌应激耐受；而mrdA变异直接改变PBP2结构，产生β-内酰胺类抗生素广谱抗性。更棘手的是，这些变异体对食品工业常用的热杀菌和天然防腐剂香芹酚也产生了抵抗力，这意味着它们可能突破现有食品安全防线。

该研究的现实意义深远：一方面警示医疗机构必须严格管控碳青霉烯类药物的使用，阻断耐药基因向环境扩散的链条；另一方面提示食品企业需要重新评估现有杀菌工艺对耐药菌株的有效性。未来研究可聚焦于突变蛋白的结构功能解析，以及开发针对spoT-mrdA通路的双重抑制剂，为应对这场看不见的"微生物军备竞赛"提供新思路。