全基因组测序揭示单核细胞增生李斯特菌在冷冻马铃薯加工中的持久性机制

为解决食品工业中单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）在冷冻蔬菜/马铃薯加工环节的持久性污染问题，研究人员通过全基因组测序（WGS）技术，对某马铃薯加工厂三年间采集的82份环境及产品样本进行分析。研究发现55株L. monocytogenes分离株具有高度基因组相似性（cgMLST差异<6），证实该菌株在冷冻隧道区域持续存在超三年，并锁定员工鞋具和工具车车轮为关键传播媒介。该研究为食品加工环境病原体防控提供了分子流行病学依据，成果发表于《International Journal of Food Microbiology》。

　　

在冷冻马铃薯加工产业中，单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）的持久性污染一直是困扰食品安全的重大挑战。这种食源性病原体能在低温环境下存活，甚至通过即食食品引发致命感染。尽管工厂采取严格的卫生措施，但反复出现的污染事件表明，传统检测方法难以追踪病原体藏匿的"死角"和传播路径。更令人担忧的是，冷冻蔬菜加工中的热烫和油炸步骤理论上应杀灭病原体，但终端产品仍不时检出污染，暗示加工后环节存在隐蔽的再污染风险。

为破解这一难题，研究人员对某马铃薯加工厂展开为期三年的追踪研究。通过全基因组测序（Whole Genome Sequencing, WGS）这一"分子显微镜"，团队系统分析了2020-2022年间采集的82份样本，包括冷冻隧道环境拭子、员工鞋具样本以及中间产品和终产品。研究采用TYGS（Type Strain Genome Server）和FastANI（Fast Average Nucleotide Identity）进行菌株鉴定，以99.5%的平均核苷酸相似性（ANI）阈值划分基因簇，并通过核心基因组多位点序列分型（cgMLST）解析菌株亲缘关系。

研究结果揭示三个关键发现：

1. 持久性菌株的基因证据：在56株L. monocytogenes中，55株形成单一基因簇（cgMLST差异<6），证实同一菌株在冷冻隧道区域持续存在超三年。
2. 意想不到的传播媒介：基因组溯源锁定员工鞋具和工具车车轮为交叉污染载体，其携带的菌株与中间产品污染株高度匹配。
3. 多重耐药基因库：在持久性菌株中检出应激响应基因（如sigB操纵子）、生物膜形成基因（prfA调控网络）和季铵盐消毒剂抗性基因（qacC），揭示其适应恶劣环境的分子基础。

值得注意的是，终产品中检出的L. monocytogenes菌株不属于主基因簇，暗示工厂存在其他高风险污染区域。而同时发现的无害李斯特菌（L. innocua）菌株同样携带毒力基因，提示其可能作为基因水平转移的"储备库"。

这项研究首次通过WGS技术绘制了冷冻马铃薯加工厂L. monocytogenes的分子流行病学图谱，其结论颠覆了传统认知：

• 热加工后区域（如冷冻隧道）才是持久性污染的核心战场，而非原料处理区
• 移动设备（如工具车）和人员流动在交叉污染中的作用被严重低估
• 环境菌株的基因组特征可预测其公共卫生风险等级

该成果为食品企业提供了精准防控的新思路：针对高持久性菌株的基因组特征开发快速检测方法，对交叉污染热点区域实施"基因组监控"，并依据应激基因表达谱优化消毒方案。论文发表于《International Journal of Food Microbiology》，为全球冷冻食品行业建立基于分子溯源的风险评估体系奠定了科学基础。