单核细胞增生李斯特菌在体外消化与粪便发酵模型中的命运探索:揭示消化过程中的生存策略及其与肠道菌群的互作机制

【字体: 时间:2025年07月24日 来源:Frontiers in Microbiology 4.5

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  这篇研究通过体外消化和粪便发酵模型,揭示了单核细胞增生李斯特菌(L. monocytogenes)在胃肠道环境中的生存差异(临床分离株较食品分离株更具抵抗力),并首次报道其感染导致肠道菌群中拟杆菌(Bacteroides)、双歧杆菌(Bifidobacterium)和地中海杆菌(Mediterraneibacter gnavus)等特定菌群丰度变化,同时伴随乙醇水平升高。研究为理解食源性病原体-宿主-菌群互作提供了新视角,对完善食品安全防控策略具有重要价值。

  

1 引言
单核细胞增生李斯特菌(L. monocytogenes)作为革兰阳性食源性病原体,其引发的李斯特病死亡率高达20-30%,尤其威胁孕妇、新生儿等易感人群。该菌通过污染食品进入人体后,需突破胃酸、胆盐等先天防御系统,并与肠道菌群竞争定植。现有研究多基于动物模型,但人类与动物肠道菌群存在显著差异。本研究创新性采用体外消化结合人类粪便发酵模型,系统解析李斯特菌的消化道生存策略及其对菌群生态的影响。

2 材料与方法
选取5株代表性菌株(含临床分离株F2365/NCCP 14714和食品分离株ATCC 7644),通过模拟胃液(SGF,pH 2.0/5.5)和肠液(SIF)测试生存率。粪便样本来自健康志愿者,在厌氧条件下进行24小时发酵,监测菌群动态(16S rRNA测序)及代谢物(HPLC分析SCFAs和乙醇)。

3 结果
3.1 消化过程中的生存差异
胃液pH 2.0时,临床株NCCP 14714(3.38 log减少)和F2365(5.02 log)显著优于食品株ATCC 7644(7.6 log)。σB应激调控系统(尤其rsbS基因)的完整性可能是关键因素。多菌株混合组的抗性介于中间值(3.49 log),提示菌株间可能存在协同保护。

3.2 菌群动态与代谢变化
感染后6小时,拟杆菌门(Bacteroidota)相对丰度从38.2%升至39.4%,而厚壁菌门(Bacillota)从52.0%降至12.9%。属水平上:

  • 保护性菌群:拟杆菌属(Bacteroides)增加34.9%,双歧杆菌属(Bifidobacterium)提升至0.74%
  • 致病相关菌:直肠真杆菌(Faecalitalea)减少至4.1%
    代谢物中乙醇浓度异常升高(PI组63.8 mM vs NI组55.1 mM),可能通过破坏肠屏障促进感染。

4 讨论
研究发现临床株通过σB通路增强酸耐受性,与流行病学数据吻合。菌群扰动呈现"双刃剑"特征:一方面,保护菌(如拟杆菌)的增殖可能限制病原体定植;另一方面,乙醇的积累可能通过溶解紧密连接蛋白加剧感染。值得注意的是,地中海杆菌(M. gnavus)的增殖与乙醇水平呈正相关,该菌已知能代谢黏蛋白产乙醇。

5 研究意义
首次在人类菌群模型中揭示李斯特菌特异性改变乙醇代谢通路,为开发菌群靶向干预策略(如补充抗乙醇菌株)提供理论依据。未来需结合免疫机制研究,阐明菌群-病原体-宿主三方互作的完整图景。

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