全基因组测序在表型上易感的益生菌候选乳酸菌中发现了隐藏的抗菌素耐药基因

《Scientific Reports》：Whole-genome sequencing reveals hidden antimicrobial resistance genes in phenotypically susceptible probiotic candidate lactic acid bacteria

　　

摘要

常用于评估益生菌安全性的表型检测可能无法发现具有临床意义的抗菌素耐药性，这可能导致一些基因上存在问题的菌株仅通过最小抑菌浓度测试就被判定为合格。为探讨这一问题，我们对三种先前因耐酸、耐胆汁、能抑制肠道病原体以及能在体外形成生物膜而被视为益生菌候选株的乳酸菌进行了全基因组测序：来自猪的Lactiplantibacillus plantarum L25F和L22F，以及来自鸡的Ligilactobacillus salivarius AF2319。基因组分析显示，这些菌株拥有大量与益生菌功能相关的基因（每个菌株有46–47个），这些基因与耐逆境、黏附、免疫调节及群体感应等功能相关，体现了它们的潜在功能。两种L. plantarum菌株的预测代谢能力比L. salivarius AF2319更强。然而，基因组分析发现了获得性的抗菌素耐药性基因，其基因型与表型之间的关系较为复杂，无法通过表型检测完全体现。L. plantarum菌株在染色体外DNA上携带lnu(A)基因（同源性为99.79%），该基因使菌株具有L表型（林可霉素耐药，克林霉素敏感）；克林霉素的最小抑菌浓度为1毫克/升，与这一基因型相符，不过林可霉素的最小抑菌浓度尚未测定。L. salivarius AF2319在染色体外DNA上携带tet(M)、tet(L)和erm(C)基因（通过ResFinder检测的同源性分别为99.48%、99.49%和99.45%）；值得注意的是，其红霉素的最小抑菌浓度为1毫克/升，恰好处于欧洲食品安全局的临界值（≤1毫克/升），这表明可能存在基因型与表型不一致的情况，可能是由于基因沉默表达所致。根据当前欧洲食品安全局的快速筛查标准，尽管这些菌株的功能表现良好，但由于存在上述获得性抗菌素耐药性基因，它们将无法被批准作为益生菌饲料添加剂，这凸显了在全基因组测序基础上检测抗菌素耐药性基因在现代益生菌安全性评估中的重要作用。