VBNC态肠炎沙门氏菌通过破坏肠道屏障和菌群失衡加剧感染性结肠炎

本研究探讨了次氯酸钠诱导的VBNC态肠炎沙门氏菌对DSS诱导结肠炎模型中肠道菌群失衡的影响。通过建立小鼠模型结合16S rRNA测序和多组学分析，发现VBNC态菌株显著加剧结肠炎症，破坏肠屏障功能（MUC2/occludin下调），升高Firmicutes/Bacteroidota比值并促进致病菌增殖。该研究为食源性VBNC病原体的健康风险提供了关键证据。

　　

在食品安全与公共卫生领域，活的非可培养状态（Viable but Non-Culturable, VBNC）病原体正成为隐形威胁。当细菌遭遇环境压力（如氯消毒、抗生素等），它们会进入一种特殊休眠状态——常规培养方法无法检测，却仍保持代谢活性和潜在致病力。这种"诈死"策略使得VBNC病原体能够躲过常规检测，在适宜条件下"复活"并引发感染。其中，肠炎沙门氏菌（Salmonella Enteritidis）作为全球最常见的食源性致病菌之一，其VBNC状态的形成机制与健康风险亟待深入研究。

尽管前人研究发现VBNC态沙门氏菌对氯消毒具有更强抗性，且某些毒力基因表达上调，但其对肠道健康的具体影响尚不明确。特别是在炎症性肠病（IBD）发病过程中，VBNC态病原体是否会破坏肠道屏障、扰乱菌群平衡、加剧炎症反应？这些问题对评估食品安全风险和完善消毒策略具有重要意义。

针对这一科学问题，中国农业科学院农产品质量安全与营养研究所的研究团队在《Journal of Future Foods》发表了创新性研究。他们通过建立DSS诱导的小鼠结肠炎模型，结合多组学技术深入解析了VBNC态肠炎沙门氏菌对肠道微生态和免疫屏障的影响机制。

研究主要采用四种关键技术方法：首先通过50 mg/L次氯酸钠处理获得VBNC态肠炎沙门氏菌（经活菌计数和代谢活性验证）；其次建立DSS诱导的小鼠结肠炎模型，设对照组、DSS组、VBNC+DSS组和CVCC+DSS（对数生长期菌）组；采用组织病理学（H&E和AB-PAS染色）与免疫组化（检测MUC2、occludin、MPO表达）评估肠道屏障完整性；通过ELISA检测血浆LPS、TNF-α、IL-6等炎症因子；最后利用16S rRNA测序（V4-V5区）和PICRUSt功能预测分析肠道菌群结构与功能变化。

3.1. VBNC态肠炎沙门氏菌对炎症和细胞因子产生的影响

研究发现VBNC态菌株显著加剧DSS诱导的结肠炎表型：小鼠体重下降更明显（p<0.05），结肠缩短更显著，脾脏肿大加剧。血清炎症指标显示，VBNC+DSS组脂多糖（LPS）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白介素-6（IL-6）水平显著升高（p<0.01），且与人结肠癌细胞（Caco-2）共培养后细胞活力下降70-80%。值得注意的是，VBNC态菌株的致病效应与对数生长期菌株相当，证实其保留完整致病潜力。

3.2. VBNC态肠炎沙门氏菌损害肠道屏障功能

组织学分析揭示VBNC态菌株导致更严重的病理改变：大量淋巴细胞浸润、肌层水肿、隐窝结构破坏。阿利新蓝-过碘酸雪夫（AB-PAS）染色显示杯状细胞数量减少、黏膜层变薄。免疫组化证实黏蛋白2（MUC2）表达显著下调，免疫荧光显示紧密连接蛋白occludin表达减少。髓过氧化物酶（MPO）染色覆盖面积增加，表明中性粒细胞浸润加剧。这些发现说明VBNC态菌株通过破坏物理屏障和化学屏障功能加剧肠道炎症。

3.3. VBNC态肠炎沙门氏菌对肠道菌群的影响

通过对30个结肠内容物样本的16S rRNA测序（共1,880,604条读数），主坐标分析（PCoA）显示VBNC+DSS组菌群结构显著偏离其他组。在门水平上，厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度上升而拟杆菌门（Bacteroidota）下降，导致F/B比值显著升高（p<0.05）——该比值被公认是溃疡性结肠炎的关键致病指标。属水平上，VBNC+DSS组中埃希氏菌（Escherichia）、沙门氏菌（Salmonella）、拉克诺菌（Lachnoclostridium）等致病菌显著富集，而产短链脂肪酸的穆里巴库姆菌（Muribaculum）减少。特别值得注意的是，VBNC+DSS组中肠炎沙门氏菌（Samonella enterica）、福氏志贺菌（Escherichia flexneri）、粪肠球菌（Enterococcus faecalis）和肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）等病原菌的相对丰度显著增加。

3.4. VBNC态肠炎沙门氏菌改变结肠炎小鼠的代谢通路

通过PICRUSt功能预测发现，VBNC+DSS组中膜转运、信号转导、细胞运动、环境适应和感染性疾病相关通路显著富集（p<0.05），而碳水化合物代谢、氨基酸代谢等有益代谢通路受到抑制。特别值得注意的是，鞭毛组装（flagellar assembly）和细菌分泌系统（bacterial secretion system）相关基因丰度显著升高，这与前期蛋白质组学研究结果一致——VBNC态菌株中黏附/侵袭蛋白（PagN和FimH）表达上调约2倍。此外，鞘脂代谢（sphingolipid metabolism）等抗炎代谢通路受到抑制，进一步加剧炎症反应。

本研究通过多维证据链证实：次氯酸钠诱导的VBNC态肠炎沙门氏菌不仅保留完整致病性，且通过独特机制加剧肠道炎症。其核心机制包括：①直接破坏肠道物理屏障（杯状细胞减少、黏液层变薄、紧密连接蛋白降解）；②激发过度免疫反应（促炎细胞因子LPS、TNF-α、IL-6显著升高）；③扰乱菌群生态（F/B比值升高、致病菌富集、有益菌减少）；④重塑代谢功能（鞭毛组装和分泌系统激活、保护性代谢抑制）。特别值得关注的是，VBNC态菌株对肠道菌群的破坏作用与活菌相当，这颠覆了传统认为"非可培养即无害"的认知。

该研究的重大意义在于首次系统揭示VBNC态食源性病原体对肠道健康的潜在风险，为食品安全风险评估提供了新视角。研究结果提示：现行氯消毒标准可能无法完全消除病原体风险，反而可能促使其进入更危险的VBNC状态。这对食品加工中的消毒工艺优化、临床病原体检测方法改进（需结合分子检测与培养法）、以及炎症性肠病的病原学机制研究都具有重要指导价值。未来需进一步研究VBNC态病原体在人类肠道中的复活机制及其与慢性炎症疾病的长期关联。