嗜酸乳球菌FMNS18无细胞上清液对单核细胞增生李斯特氏菌的抗生物膜活性：作用机制探索及其在冷藏三文鱼保鲜中的潜力

《Food Control》：Antibiofilm activity of cell-free supernatant from Pediococcus acidilactici FMNS18 against Listeria monocytogenes: Mechanism exploration and preservation potential for refrigerated salmon

　　**摘要**- *P. acidilactici* FMNS18 CFS 亚最低抑菌浓度可抑制 *Lm* 生物膜形成。- 转录组学分析表明，CFS 主要通过调控 *Lm* 的 PTS、嘌呤和黄素代谢发挥作用。- 乳酸和柠檬酸被鉴定为 CFS 中的主要抗生物膜成分。- 在 4 °C 下，CFS 可抑制 *Lm* 生长，延缓脂质氧化并保持三文鱼品质。---## 引言单核细胞增生李斯特菌是一种重要的食源性致病菌，食用被该菌污染的食物可导致李斯特菌病（Disson 等，2025）。全球化推动的农产品生产分工格局变化，以及最小加工食品和即食食品市场占比上升，导致单核细胞增生李斯特菌污染风险和李斯特菌病发病率均有所升高。李斯特菌病是欧盟重点监测的最严重食源性疾病之一，住院率达 97%，病死率达 20%（EFSA 和 ECDC，2025）。该病的高致病性与单核细胞增生李斯特菌在食品接触表面上形成生物膜的能力密切相关。在食品加工环境中，单核细胞增生李斯特菌形成的生物膜会增强其对抗菌剂的抗性，促进长期存活和交叉污染，给食品生产中的去污工作带来巨大挑战（Gao 等，2024；Hua 等，2024）。生物膜是附着在接触表面上的大量细菌群体，它们分泌胞外多聚物质（EPS），包裹自身以抵御外界环境变化，并在接触表面上定殖（Sauer 等，2022；Yu 等，2026）。生物膜形成是一个受多种因素调控的动态过程，包括细菌表面特性、鞭毛运动、EPS 产生和细胞信号传导（Pang 等，2023；Elafify 等，2024；Yu 等，2026）。值得注意的是，群体感应（QS）是介导生物膜成熟的最关键信号通路之一。群体感应是一种细胞间通讯机制，细菌通过分泌和检测特定的化学信号分子来监测群体密度并协调群体行为（Bhuiyan 等，2025）。单核细胞增生李斯特菌可通过辅助基因调节（Agr）系统调控生物膜形成和毒力因子表达，该系统使用自诱导肽（AIPs）作为自诱导剂（Pang 等，2025）。先前的研究表明，乳酸菌（LAB）通常被认为是公认安全的（GRAS）微生物，因其对各种食源性致病菌具有强大的拮抗作用，被广泛应用于食品发酵和生物保鲜（Che 等，2024）。具体而言，乳酸菌通过以下三种机制有效抑制单核细胞增生李斯特菌的生长和毒力：（1）竞争食品环境中有限的营养和生态位；（2）乳酸菌代谢产物（细菌素、有机酸等）具有抗菌活性，直接干扰单核细胞增生李斯特菌的增殖；（3）乳酸菌衍生的代谢物可作为天然的群体感应抑制剂，破坏单核细胞增生李斯特菌的细胞间通讯，从而抑制生物膜形成和毒力因子表达（Marcelli 等，2024；Banicod 等，2026；Kim 等，2026）。Hossain 等（2021）报道，从弯曲乳杆菌 B.67 和植物乳杆菌 M.2 获得的无细胞上清液（CFS）可显著抑制单核细胞增生李斯特菌的运动性、生物膜形成和毒力能力。值得注意的是，1/16 MIC 浓度的 CFS 处理显著抑制了 *agrA* 的转录水平。Zhong 等（2024）也证明，发酵乳杆菌 733 的 CFS 可破坏单核细胞增生李斯特菌的生物膜形成。在 MIC 剂量下，该 CFS 使 *agrA*、*agrB* 和 *agrD* 的表达量降低高达 90%。弯曲乳杆菌产生的细菌素对单核细胞增生李斯特菌的生物膜形成和游泳运动性具有强抑制作用，抑制率分别达 73% 和 77%；这些细菌素还干扰了 *luxS*、*agrA* 和 *agrB* 的表达（Melian 等，2022）。然而，大多数关于乳酸菌 CFS 的前期研究仅限于表型观察或基于有限基因的单通路分析（Masebe 等，2022；Behbahani 等，2024；Wang 等，2025），全球转录调控网络仍未得到充分探索。此外，负责抗生物膜活性的活性成分尚未得到充分表征，且很少有研究将结果拓展至实际食品体系。为填补这些空白，本研究综合评估了从发酵乳制品中分离的 FMNS18 嗜酸乳杆菌产生的 CFS 对单核细胞增生李斯特菌的抗生物膜活性。具体包括：（i）系统评估多个表型参数，包括表面疏水性、运动性、共凝集和 EPS 产生；（ii）采用转录组学方法揭示多靶点抑制作用的分子机制；（iii）鉴定潜在的抗生物膜主要活性成分；以及（iv）通过监测冷藏三文鱼在贮藏期间致病菌抑制和关键品质指标的稳定性，验证 FMNS18 CFS 的效能。---## 章节摘要### 2.1 菌株和培养条件实验室保藏的单核细胞增生李斯特菌 ATCC19115、ATCC33702 和 ATCC57034 用作指示菌株。菌株在 -80 °C 超低温冰箱中保存。从发酵乳制品中分离的嗜酸乳杆菌 FMNS18 对单核细胞增生李斯特菌具有抗菌和抗生物膜活性，经初步实验筛选确定。单核细胞增生李斯特菌和嗜酸乳杆菌分别在胰蛋白酶大豆肉汤（TSB）和 MRS 肉汤中培养。### 3.1 嗜酸乳杆菌 FMNS18 CFS 对单核细胞增生李斯特菌生物膜形成的影响嗜酸乳杆菌 FMNS18 CFS 对三株单核细胞增生李斯特菌（ATCC19115、ATCC57034 和 ATCC33702）的 MIC 为 25%（v/v）。CFS 对单核细胞增生李斯特菌生物膜的抑制作用在 25%、12.5% 和 6.25% CFS（即 MIC、1/2 MIC 和 1/4 MIC）浓度下进行评估，如图 1A 所示。与阴性对照组相比，MRS 空白对照组未表现出显著的抗生物膜活性（*p* > 0.05），表明 MRS 培养基未对实验产生明显干扰。### 4 结论本研究证明，嗜酸乳杆菌 FMNS18 CFS 在亚最低抑菌浓度下可有效阻碍单核细胞增生李斯特菌的生物膜形成。CFS 减少了生物膜生物量、附着活菌数和附着细菌的代谢活性。FMNS18 CFS 处理还降低了单核细胞增生李斯特菌的细胞表面疏水性、自凝集能力和运动性，从而抑制细菌在接触表面上的初始黏附。此外，FMNS18 CFS 还抑制了 EPS 合成。### 5 知情同意与患者信息所有参与者或其法定代理人均已签署书面知情同意书，同意参与本研究并发表文章。研究过程中充分尊重了参与者的隐私权。### 6 人体研究本研究遵循研究所在地的相关法律、法规框架和指导方针进行。根据相关法律和机构规定，本研究无需伦理委员会审批。不适用。### 7 CRediT 作者贡献声明- **Xinyi Pang**：撰写——审稿与编辑、获取研究资助、概念构思。- **Zeyin Feng**：研究方法。- **Rui Xu**：撰写——初稿。- **Binhui Lu**：撰写——审稿与编辑。- **Jing Sun**：调查研究。- **Xiangfei Li**：形式化分析。- **Chi Chen**：项目管理。- **Yingjian Lu**：监督指导。### 8 未引用参考文献Alizadeh Behbahani 等，2026；Bhuiyan，2025；Cronan，2016；欧洲疾病预防和控制中心 & 欧洲食品安全局，2025；Hua 和 Zhu，2024；Jakobsen 和 Hoel，2025；Jiang 和 Xiong，2015；Mallery 和 Paczkowski，2026；Masebe 和 Thantsha，2022；Monteiro 和 Paiva-Martins，2022；O'Riordan 和 Delahunty，2003；Pang 等，2024。### 9 伦理审批不适用。### 10 利益冲突声明作者声明不存在利益冲突。### 11 数据可用性数据可根据请求提供。### 12 资金资助以下资助来源谨致谢意：中国江苏省自然科学基金（BK20241904），中国农业科技创新基金（CX(24)3034），江苏省先进技术研发项目（现代农业）子项目（BF2025320-3）。---### 利益冲突声明作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。### 致谢以下资助来源谨致谢意：中国江苏省自然科学基金（BK20241904），中国农业科技创新基金（CX(24)3034），江苏省先进技术研发项目（现代农业）子项目（BF2025320-3）。---Xinyi Pang | Zeyin Feng | Rui Xu | Binhui Lu | Jing Sun | Xiangfei Li | Chi Chen | Yingjian Lu