奶牛源粪肠球菌MBBL3的益生潜力与抗菌功效：针对乳腺炎病原体的基因组学与功能分析

研究人员针对奶牛乳腺炎防治中抗生素耐药性日益严重的问题，开展了粪肠球菌(Enterococcus faecium)MBBL3菌株的益生特性与抗菌机制研究。该团队通过全基因组测序(WGS)和体外实验证实，该菌株具有碳水化合物代谢多样性、胆汁盐耐受性及抗菌肽Enterolysin_A合成能力，能有效抑制乳腺炎病原体肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)MBBL2和大肠杆菌(Escherichia coli)MBBL4的生长。分子对接显示Enterolysin_A通过结合菌毛组装蛋白(usher protein)破坏病原体毒力，为开发新型益生菌制剂提供了理论依据。

　　

奶牛乳腺炎是威胁全球乳制品行业的重要疾病，传统抗生素治疗导致耐药性问题日益严峻。在这一背景下，寻找能够替代抗生素的益生菌成为研究热点。肠球菌属(Enterococcus)因其环境适应性强和抗菌物质生产能力备受关注，但针对乳腺炎病原体的具体作用机制尚不明确。加济布尔农业大学(Gazipur Agricultural University)的研究团队从健康奶牛乳汁中分离出粪肠球菌(Enterococcus faecium)MBBL3菌株，通过多组学技术揭示了其对抗乳腺炎病原体的分子机制。

研究采用Illumina MiSeq平台进行全基因组测序，结合比较基因组学和功能注释分析。通过体外抑菌实验评估细胞游离上清液(CFS)对临床分离的乳腺炎病原体（肺炎克雷伯菌MBBL2和大肠杆菌MBBL4）的抑制效果。运用分子对接和200纳秒分子动力学模拟(MDS)解析Enterolysin_A与病原体毒力蛋白的相互作用。

基因组特征显示MBBL3具有典型益生特性

测序数据表明该菌株基因组大小为2.97 Mb，GC含量37.97%，携带2个质粒但未检测到完整前噬菌体。基因注释发现76个碳水化合物活性酶(CAZymes)基因，其中GH73、GH18等5个家族具有潜在抗菌活性。代谢通路分析揭示完整的糖酵解(M00001)和胆汁盐水解酶(K01442)基因，为其在胃肠道定植提供理论基础。

比较基因组学揭示进化保守性

与14个参考菌株比较显示，MBBL3与中国香肠分离株E. faecium HY07基因组相似度>98%。泛基因组分析鉴定出2015个核心基因，占基因总数的47.3%，表明该菌株具有高度保守的益生功能基础。

抗菌机制的多维度验证

体外实验证实MBBL3上清液对Kp MBBL2和Ec MBBL4的抑菌圈直径分别达13.8 mm和14.6 mm。分子对接发现Enterolysin_A通过TYR43等关键氨基酸与病原体usher蛋白的通道区域结合，MDS证实该复合物在200 ns内保持稳定，提示其可能通过干扰菌毛组装抑制病原体粘附。

安全评估显示临床应用潜力

药敏试验显示菌株对头孢曲松等5种抗生素敏感，全基因组检测仅发现aac(6')-Ii和msr(C)两个耐药基因。γ-溶血表型和低毒力基因负荷(仅检出acm基因)符合益生菌安全标准。

该研究首次系统阐述了粪肠球菌MBBL3通过双重机制（代谢竞争和抗菌肽靶向作用）对抗乳腺炎病原体的分子基础。发现的Enterolysin_A与usher蛋白相互作用为开发新型抗菌剂提供了精确靶点。基因组安全特征表明该菌株符合WHO益生菌筛选标准，具备转化为临床应用的潜力，为减少畜牧业抗生素使用提供了可行方案。研究结果发表在《Applied Microbiology and Biotechnology》，为益生菌的精准开发和机制研究建立了新范式。