冷冻环境下福氏志贺菌与单核细胞增生李斯特菌共培养的冻融抗性研究：生物膜介导的生存机制及其食品安全意义

本研究针对福氏志贺菌(S. flexneri)在冷冻食品中的异常存活现象，首次系统探究其与单核细胞增生李斯特菌(L. monocytogenes)共培养时的冻融(FT)抗性机制。通过损伤率分析、EPS定量、FE-SEM成像等技术，发现双菌种生物膜能显著提升S. flexneri的低温存活率，揭示生物膜介导的协同保护作用，为冷冻食品多菌种生物膜风险防控提供新依据。

　　

在传统认知中，福氏志贺菌(S. flexneri)作为典型的肠道致病菌，其生存能力会随着温度降低而急剧减弱。然而近年来的食品安全监测却频频发现反常现象——这种本该"怕冷"的病原体竟能在冷冻食品中长期存活。这一发现直接挑战了现有食品安全评估体系，因为现行标准往往基于单菌种在理想条件下的行为预测。更令人担忧的是，真实食品加工环境从来都是微生物的"社交场所"，耐寒高手单核细胞增生李斯特菌(L. monocytogenes)就常与S. flexneri比邻而居。这两种病原体在低温环境下是否会"互帮互助"？它们的"合作"是否会突破现有食品安全防线？这些问题直接关系到全球冷链食品的安全管理。

为解开这个冷冻谜题，韩国国立国民大学的Unji Kim和Se-Wook Oh团队在《International Journal of Food Microbiology》发表了一项开创性研究。研究人员设计了一套严密的实验体系：通过建立S. flexneri NCCP 10852与L. monocytogenes的双菌种共培养模型，结合反复冻融(FT)循环模拟真实冷链环境。运用损伤率分析定量存活情况，膜通透性检测评估细胞完整性，胞外聚合物(EPS)定量揭示生物膜基质变化，场发射扫描电镜(FE-SEM)直观观察生物膜超微结构，并借助逆转录定量PCR(RT-qPCR)解析关键基因表达谱。所有实验均在4°C的食品相关条件下进行，确保数据具有实际指导价值。

【冻融抗性显著提升】

在经历多次冻融循环后，单独培养的S. flexneri损伤率达78%，而与L. monocytogenes共培养时骤降至32%。FE-SEM图像显示双菌种生物膜呈现致密的三维结构，菌体间通过EPS纤维形成紧密连接。

【膜损伤与修复平衡】

共培养组检测到更高比例的膜损伤细胞(41% vs 单培养组67%)，但RT-qPCR显示应激基因recA和dnaK表达量提升2.3-3.1倍，表明L. monocytogenes可能激活了S. flexneri的损伤修复系统。

【EPS产量倍增】

双菌种生物膜的EPS产量较单菌种提高1.8倍，其中蛋白质占比提升尤为显著(215%)。基因分析证实与EPS合成相关的algD和pslA基因表达上调，这解释了生物膜结构强化的分子基础。

【低温适应协同进化】

在持续低温胁迫下，共培养组S. flexneri的冷休克蛋白基因cspA表达量持续升高，而单独培养组则呈现下降趋势。这表明L. monocytogenes可能通过种间信号传递帮助S. flexneri适应低温环境。

这项研究首次证实了S. flexneri在L. monocytogenes协助下可获得超乎预期的冻融抗性，其核心机制涉及三个方面：生物膜物理屏障的强化、应激响应系统的激活以及种间物质能量交换。这一发现改写了我们对食源性病原体环境适应能力的认知，特别是指出现行单菌种风险评估模型可能严重低估实际风险。从应用角度看，该研究提示食品工业需要重新审视冷链卫生标准，开发针对多菌种生物膜的专用消毒方案。更深远的意义在于，这种"菌际互助"现象可能普遍存在于各类微生物群落中，为理解复杂环境中的病原体进化提供了新视角。