《食品科學》：上海理工大學董慶利教授等：苯扎氯銨適應對食源性致病菌毒力影響的研究進展

食源性致病菌的廣泛存在已成為威脅全球食品安全與公共健康的重要因素之一。隨著現代食品工業的規?；图谢l展，病原微生物在加工、貯藏與運輸等環節中的污染控制問題日益凸顯，已成為保障食品安全亟待解決的關鍵問題。季銨鹽類殺菌劑，尤其是苯扎氯銨，因廣譜高效、理化性質穩定、成本低廉以及操作使用便捷等優勢，被廣泛應用于食品加工環境、醫療保健機構和其他環境的消毒。苯扎氯銨主要通過陽離子基團與細菌細胞膜表面帶負電的磷脂發生靜電作用。同時疏水基團插入細菌膜的疏水核心，破壞細胞膜的完整性、通透性，從而誘導細胞裂解。GB 38850—2020《消毒劑原料清單及禁限用物質》規定苯扎氯銨可用于環境、物體表面及醫療器械中的消毒。在推薦使用濃度下，苯扎氯銨可以有效控制多種食源性致病菌。然而，在食品加工廠的實際環境中，由于殺菌劑的錯誤稀釋或者動態生產過程中有機物負荷、設備結構的復雜性以及衛生死角的殘留，苯扎氯銨的有效濃度極易因稀釋、消耗和沖洗不充分而降至最小抑菌濃度（MIC），為致病菌的殺菌劑適應提供基礎。這種亞抑制濃度的暴露環境不僅無法有效滅殺微生物，反而可能促進其對殺菌劑耐受性的形成，增加其生存與傳播能力。這種適應性與多種因素有關，如細胞膜的修飾、外排泵基因的表達、生物被膜的形成及基因的水平轉移等。

食源性致病菌在亞致死濃度苯扎氯銨長期作用或者重復作用下，也可發生一系列毒力表型的改變。近年來，亞致死濃度苯扎氯銨適應對病原菌生物被膜形成、溶血能力、黏附與侵襲等關鍵毒力因子的影響逐漸受到關注。毒力表型的改變不僅會增強其在食品加工環境中的存活與擴散能力，還可能增強細菌在宿主中的致病能力，對食品安全與公共健康構成潛在威脅。探究經歷苯扎氯銨適應后食源性致病菌的毒力變化機制對于優化殺菌劑使用策略、制定有效的致病菌控制措施具有重要的理論與實踐價值。

上海建橋學院健康管理學院的牛洪梅、李燕宏，上海理工大學健康科學與工程學院的董慶利*等系統綜述苯扎氯銨適應誘導病原菌典型毒力表型的變化趨勢，并從不同方向探討其毒力增強機制，最后結合現有研究不足提出未來研究方向，以期為食品加工環節的消毒策略優化和食源性致病菌的精準控制提供科學依據。

01

苯扎氯銨適應對食源性致病菌典型毒力指標的影響

細菌毒力廣義上指其在宿主體內引發疾病的能力。實驗研究中，浮游態細胞的生長、生物被膜形成能力、毒素生成和溶血能力、細胞黏附、侵襲能力以及致死能力均是衡量毒力強弱的重要指標?？股啬退幮宰鳛槎玖σ蜃拥囊环N亞型，有助于維持宿主感染的持續性。這些表型特征不僅反映了細菌在外部環境中的競爭與存活優勢，還與其在宿主內的致病潛力緊密相關。

1.1 苯扎氯銨適應對食源性致病菌生物被膜形成的影響

苯扎氯銨適應實驗是研究食源性致病菌響應殺菌劑的重要方法，常通過連續傳代、梯度濃度培養及生物反應器馴化等方式進行，并綜合生長動力學、MIC及基因調控網絡的變化進行分析。大量研究證實，亞致死濃度的苯扎氯銨暴露可顯著影響食源性致病菌的生物被膜形成能力，但其效應呈現出顯著的菌株差異性與環境依賴性。

在多種食源性致病菌中，苯扎氯銨適應可顯著增強其生物被膜形成能力，具體表現為生物被膜生物量、厚度或細胞黏附密度的增加。這種促進通常表現為生物被膜體積、密度或細胞數量的增加。例如亞抑制濃度苯扎氯銨能夠顯著促進單核細胞增生李斯特菌的生物被膜生成，進而提高其對環境的抵抗能力及在宿主體內的定植效率，成為致病性增強的關鍵因素。類似地，經過低濃度苯扎氯銨傳代培養的普通變形桿菌，其生物被膜細胞密度較對照組提高約1 倍，進而提高其對環境的抵抗能力及在宿主體內的定植效率，成為致病性增強的關鍵因素。此外，Henly等的報道指出，多數大腸桿菌分離株在反復暴露于三氯生和苯扎氯銨后，生物被膜形成能力顯著增強。部分弧菌也表現出生物被膜厚度增加的現象，且不同菌株間反應差異顯著。這些結果表明，在消毒劑使用不當或存在殘留的食品加工環境中，部分病原菌可通過增強生物被膜形成能力以提升其環境適應性，從而帶來潛在的食品安全隱患。

然而，亦有研究觀察到苯扎氯銨適應對生物被膜形成的抑制作用，反映出該過程的復雜性與條件依賴性。亞致死濃度的苯扎氯銨降低了金黃色葡萄球菌、單核細胞增生李斯特菌的生物被膜形成能力。類似地，苯扎氯銨適應也抑制了單核細胞增生李斯特菌生物被膜的形成及其對Caco-2細胞的侵襲。這種抑制現象可能與菌株的遺傳背景、暴露方式（如短期急性暴露與長期適應性馴化）的差異等因素有關。

在更接近真實環境的背景下，苯扎氯銨適應對生物被膜的影響更為復雜。在食品加工及儲運環境中，微生物通常以多菌種共存的復雜生態形態存在。苯扎氯銨適應不僅會直接影響目標病原微生物的生理代謝，還可通過種間競爭、群體感應等生態學途徑間接調控其生物被膜形成與致病性。例如在模擬水果包裝環境的混合菌群中，苯扎氯銨適應增強了單核細胞增生李斯特菌在由多種環境微生物形成的生物被膜中的生存、遷移與黏附能力，其機制可能與其他微生物所提供的胞外聚合物支持有關。此外，在實際環境中，苯扎氯銨常與重金屬等其他脅迫因子共存。研究發現，在亞致死濃度苯扎氯銨與重金屬聯合作用下，表皮鏈球菌、溶血鏈球菌、腐生鏈球菌和金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽性菌不僅表現出生物被膜形成能力的顯著提升，抗生素耐受性也呈現協同上升趨勢。病原微生物在苯扎氯銨適應下生物被膜形成能力受菌種和菌株的類型、暴露條件及生態環境等多重因素的影響。因此，未來有必要在更為復雜的多菌種、多因子共存體系中，進一步評估苯扎氯銨適應對病原微生物毒力的綜合影響。

不同微生物在苯扎氯銨下的適應方法、耐受性變化及主要調控因子匯總如表1所示。

1.2 苯扎氯銨適應對食源性致病菌毒素生成和溶血能力的影響

苯扎氯銨在誘導細菌適應性的同時，亦可能改變毒素生成和溶血能力等毒力表型。溶血素能夠溶解宿主紅細胞，通過釋放血紅蛋白干擾宿主氧輸送系統，進而削弱宿主的免疫清除能力。研究發現，部分經歷苯扎氯銨適應的大腸桿菌分離株表現出溶血能力和生物被膜形成能力增強，呈現出多毒力協同增強現象。在革蘭氏陰性菌中，苯扎氯銨適應還可能影響內毒素的結構與功能。脂多糖是革蘭氏陰性菌外膜的重要組成部分，其變化可能會增加新生兒腸上皮細胞的通透性，并在宿主中引發一定的病理生理作用。銅綠假單胞菌適應苯扎氯銨后，其脂多糖結構可能發生改變。此類膜結構改變可破壞腸道屏障功能，進而加劇炎癥反應甚至導致組織壞死。目前，苯扎氯銨適應對腸毒素等外毒素影響的研究較為有限。值得注意的是，市售季銨鹽類殺菌劑通常為多種季銨鹽化合物與表面活性劑復配而成，其在特定pH值條件下發揮協同殺菌作用，分析季銨鹽化合物誘導致病菌毒力的變化規律仍是微生物風險評估的重要內容。

1.3 苯扎氯銨適應對食源性致病菌黏附、侵襲能力與宿主致死力的影響

苯扎氯銨適應性暴露不僅影響細菌在非宿主環境中的存活能力，也可能重塑其在宿主體內的關鍵致病表型，包括黏附、侵襲和致死能力等。如亞致死濃度苯扎氯銨不僅刺激大腸桿菌游動能力顯著提升，也可以提升單核細胞增生李斯特菌對Caco-2細胞的黏附和侵襲能力。體外感染模型進一步支持了上述發現，大蠟螟存活曲線結果顯示，經聚己烯胍與苯扎氯銨雙重消毒劑誘導后大腸桿菌的致病性顯著增加。這些結果提示，為規避傳統消毒劑可能誘發的適應性風險，開發基于酶制劑、噬菌體或衍生抗菌化合物的新型控制策略具有重要研究價值。

苯扎氯銨適應對黏附和侵襲等毒力的影響并非單向增強，部分研究中也觀察到顯著的抑制或中性效應，體現了復雜的表型權衡機制。如苯扎氯銨適應降低了英諾克李斯特氏菌的生物被膜形成能力，但其對Caco-2細胞的黏附和侵襲能力影響不顯著。類似地，盡管部分單核細胞增生李斯特菌經苯扎氯銨適應后的侵襲能力受抑制，其在吞噬細胞內的存活能力仍維持在較高水平，表明微生物可通過犧牲某些毒力因子，維持或增強其他生存相關性狀。此外，適應性過程可能伴隨運動性下調，如苯扎氯銨適應后單核細胞增生李斯特菌和大腸桿菌的運動性均出現減弱。這一現象可能源于能量資源的重新分配，即鞭毛的合成需要大量的能量，運動能力的下調是一種能量節省策略，節約的能量可以用于維持耐受性表型。

研究人員通過大蠟螟、雛雞等體內感染模型，進一步揭示了微生物在體內感染的復雜性。大蠟螟感染結果顯示，苯扎氯銨適應可顯著降低多數尿路致病性大腸桿菌的致病性，僅少數菌株的致病性顯著增加。類似地，經苯扎氯銨誘導的銅綠假單胞菌在大蠟螟模型中也顯示出致病性減弱，這可能是由于適應性代價的存在。另一方面，雛雞模型中發現鼠傷寒沙門氏菌經氧化劑、醛類殺菌劑及季銨鹽類殺菌劑等多種殺菌劑暴露后其致病性未發生顯著改變。這一結果也可能與特定動物模型檢測輕微毒力變化的靈敏度有限有關。因此，未來需整合多感染模型以量化毒力指標并提高對適應性毒力變化的檢測靈敏度及其與宿主生理狀態的相關性評估能力。

綜上，不同食源性致病菌在經歷苯扎氯銨適應后，其毒力表型變化呈現顯著的菌株依賴性與多樣化表型變化（表2）。多數研究報道，適應性暴露可誘導多種病原微生物的生物被膜形成能力增強，伴隨細胞黏附與侵襲性、溶血能力及內毒素上調，這類多毒力因子的協同增強可能加劇致病菌在食品加工環境的持久定植和在人類宿主中的致病潛力。然而，部分菌株在適應性暴露后表現出生物被膜形成能力下降、運動性減弱或宿主致死力降低，表明苯扎氯銨適應并非單一方向驅動毒力進化，而是由菌株遺傳背景與環境條件共同調控決定。因此，在微生物風險評估中，需要結合多菌株、多模型及多毒力指標的綜合分析，以全面揭示苯扎氯銨適應對食源性致病菌毒力的調節作用。

02

苯扎氯銨適應影響食源性致病菌毒力增加的機制

在苯扎氯銨長期或反復低劑量暴露的環境中，細菌會激活一系列適應性應答機制，以維持生存和重塑毒力表型。適應過程可細分為基因型適應和表型適應，這些適應機制使得細菌能夠在應對殺菌劑脅迫時保持生存并調節毒力。

2.1 基因的表達調控

細菌在面對殺菌劑脅迫時，可以通過水平轉移、基因重組或突變獲得適應性遺傳元件，并通過調節特定的轉錄通路適應環境壓力。

苯扎氯銨適應可激活多類與毒力相關的調控通路。經歷苯扎氯銨適應后，肺炎克雷伯菌和銅綠假單胞菌中與生物被膜相關的基因顯著上調，以促進生物被膜的形成。單核細胞增生李斯特菌經長時間亞致死濃度的苯扎氯銨適應后，侵襲蛋白編碼相關的基因InlA和InlB轉錄水平顯著提高。全局調控因子sigB基因也在浮游態細胞和生物膜細胞中發揮了關鍵作用，其通過調控多種毒力基因表達直接增強細菌的致病性。在腸炎沙門氏菌中，invA、avrA和csgD等與侵襲、細胞毒性及生物被膜形成相關的基因表達也顯著上調，證實毒力基因的表達是殺菌劑脅迫的直接響應靶標。此外，在亞致死濃度下，苯扎氯銨能夠激活大腸桿菌的LuxS/AI-2系統，使luxS基因表達量升高，促進AI-2信號分子的積累，進而調控生物被膜相關基因（wza和wcaA）和運動性基因（fli）等的表達，促進大腸桿菌生物被膜的形成和其他毒力潛能。因此，毒力基因的調控表達會增加細菌對食品安全和人類健康的潛在威脅。

耐藥性基因和毒力基因的協同表達是微生物應對低濃度苯扎氯銨的典型應激反應。在金黃色葡萄球菌中，亞致死濃度苯扎氯銨和氯化鉻可同時誘導多種耐藥相關基因（如tetM、tetK、mecA、blaZ）與毒力基因（如eno）的表達上調，表明苯扎氯銨誘導下抗性與毒力可能存在共調控機制。食源性致病菌抗生素耐藥性的獲取與毒力變化的關系將來值得進一步研究。相反，大腸桿菌經歷長時間的苯扎氯銨誘導后，與運動相關、鞭毛相關的毒力基因顯著下調，同時藥物轉運等相關基因顯著上調。細菌通過抑制高能耗的鞭毛運動，將代謝資源優先用于構建生物被膜等防御性和毒力結構。

苯扎氯銨誘導下的全局轉錄重編程涉及多通路調控網絡。環二鳥苷酸（c-di-GMP）作為重要的信號分子，在殺菌劑脅迫響應中發揮重要的調控作用。苯扎氯銨可調節細菌胞內c-di-GMP水平，從而促進銅綠假單胞菌生物被膜的穩態建立以及霍亂弧菌毒力基因表達上調。上述結果表明，毒力調控網絡對化學壓力具有敏感響應性。除mRNA水平的轉錄調控外，小分子RNA（sRNA）在苯扎氯銨適應性中也發揮了重要作用。研究表明，適應后金黃色葡萄球菌等致病菌的SprD、SprX和RNAIII等多個sRNA表達譜發生顯著變化，其中SprD與RNAIII參與毒力因子表達調控，SprX則與抗生素耐藥性增強密切相關。這一結果表明，非編碼RNA不僅作為毒力調控網絡的組成部分，也可能在耐受機制中發揮交互性調節功能。因此，苯扎氯銨適應可通過毒力基因、全局信號通路、sRNA等多維度的調控網絡改變致病菌的毒力表達譜。這不僅加劇了致病菌在復雜環境中的存活與傳播能力，也為其跨環境傳播與感染風險提供了支撐。

2.2 基因突變和水平轉移

在化學脅迫或生態壓力下，細菌可通過基因突變與水平基因轉移獲得新適應性。營養限制、環境壓力和氧化損傷等均可誘導微生物發生突變，進而導致毒力的變化。鮑曼不動桿菌通過核糖體相關蛋白基因的突變適應苯扎氯銨環境，該突變能夠保護微生物免受殺菌劑所誘導的蛋白質聚集。大腸桿菌經歷苯扎氯銨適應后，lpxM和lpxL等與膜相關、rssB等應激反應相關的基因發生了高頻突變，表明該菌可能通過細胞膜結構優化和應激調控通路重構實現適應性。經化學誘變后產生苯扎氯銨耐受性的兩株單核細胞增生李斯特菌突變株的溶血能力顯著增強?；蚪M分析發現，相對于親本菌株，兩菌株分別產生了3 個和29 個突變，為解釋其毒力增強提供了直接證據。此外，暴露于苯扎氯銨的沙門氏菌中ramR基因發生突變，表明苯扎氯銨可能選擇ramR突變株并增加其抗生素耐藥性和毒力?；蛲蛔兺ㄟ^重塑細胞結構與調控網絡，可直接驅動苯扎氯銨適應菌株毒力表型的提升，是其耐受性與致病性關聯的關鍵分子途徑之一。

多種微生物共同存在時，微生物可以通過水平基因轉移加速抗性和毒力基因的傳播。傳導方式主要包含噬菌體介導的轉導、細菌性菌毛介導的接合、從環境中吸收遺傳物質的轉化等。質粒通常攜帶抗性基因和毒力基因，其可從供體細菌轉移到受體細菌從而提高細菌適應性和毒性，是細菌進化和適應性的有力工具。已有研究表明，亞抑制濃度殺菌劑的存在促進了食源性致病菌可移動遺傳元件的傳播。采用全基因組重測序技術、轉錄組分析等技術識別暴露前后菌株的調控通路，可進一步揭示殺菌劑誘導下毒力提升的分子基礎，為食品安全風險預警與防控策略提供理論支撐。未來，結合人工智能與機器學習等技術，有望實現對毒力基因表達趨勢的精準預測，為微生物控制策略的智能化升級提供數據支撐。

2.3 藥物外排泵的調控

藥物外排泵系統是細菌抵御外源化學物質、維持細胞穩態的重要防御機制，同時在感染宿主過程中發揮關鍵作用。如AcrAB-TolC外排泵與鼠傷寒沙門氏菌在巨噬細胞內的存活能力及在膽鹽環境中的耐受性密切相關。外排泵不僅參與細胞內代謝物的解毒，還可通過調節細胞間信號傳遞及群體感應系統，間接影響毒力因子的表達與分泌。Hirakata等的研究表明，外排泵的缺失可顯著降低銅綠假單胞菌的侵襲能力，凸顯了外排系統在病原菌感染過程中的重要性。外排泵還可通過調控毒力因子表達、影響信號轉導通路等途徑，間接增強病原菌的致病能力。小多藥耐藥性家族成員SugE2外排泵既能感應季銨鹽類化合物，還可響應腸道環境中的信號分子，在特定條件下抑制沙門氏菌致病島1的表達，從而降低微生物的黏附、侵襲及整體毒力。這一結果提示，外排泵在調節毒力表達方面具有復雜作用，既可作為細菌抵御外界化學脅迫的核心防御機制，也可在特定環境下參與毒力的調控。

在苯扎氯銨適應背景下，部分外排泵與高毒力表型呈密切關聯。如單核細胞增生李斯特菌的高毒力菌株可攜帶編碼苯扎氯銨外排泵EmrC的新型質粒，該質粒在荷蘭ST6型腦膜炎病例中檢出頻率顯著升高。然而，大腸桿菌長期暴露于苯扎氯銨環境后，雖然外排泵基因表達上調，但同時伴隨外膜孔蛋白及與運動性、趨化性相關的基因表達下調，導致其運動能力喪失。這種基因表達反映了細菌的能量分配策略。因此，外排泵一方面通過排出化學物質維持細胞生存，另一方面在特定條件下促進或抑制毒力相關通路。深入解析微生物中外排泵的調控機制，將為揭示細菌適應和致病耦合路徑提供重要理論依據。

2.4 生物被膜的形成

生物被膜形成能力不僅是細菌環境適應性的重要表現形式，更是驅動毒力因子高效表達和宿主感染能力增強的核心機制之一。生物被膜的形成可為細菌提供物理屏障，抵御宿主免疫清除與抗菌藥物滲透，增加細菌附著、定植和入侵宿主細胞的可能性。同時也可顯著削弱抗生素和免疫細胞的滅殺作用，是慢性感染難以根除的關鍵因素。因此，任何能顯著增強生物被膜形成的環境適應行為，都可能同步促使致病性上升。

多種不利環境（如抗生素、苯扎氯銨類殺菌劑、饑餓條件）均可通過激活生物被膜相關基因表達促進生物被膜形成。生物被膜狀態細胞相較于浮游態細胞具有更高的殺菌劑耐受性，這意味著在相同化學脅迫下，生物被膜可顯著延長細菌存活時間并增強其感染潛力。經殺菌劑適應的單核細胞增生李斯特菌，比未經處理的菌株具有更好的生物被膜形成能力。Rodríguez-Melcón等的研究也提及亞致死濃度的苯扎氯銨適應可以增強單核細胞增生李斯特菌的生物被膜形成能力，提高菌株在食物鏈中的持久性，使其成為食品污染的主要來源。這些證據表明，苯扎氯銨適應不僅提升了生物被膜相關的環境耐受性，也為毒力因子的穩定表達提供了持久的結構基礎。

苯扎氯銨適應引發的生物被膜增強現象在多種致病菌中被觀察到，并與毒力增強密切相關。單核細胞增生李斯特菌、銅綠假單胞菌、霍亂弧菌和大腸桿菌在苯扎氯銨暴露后均表現出生物被膜量增加，其中大腸桿菌的LuxS/AI-2系統可能發揮了重要作用。反復暴露于三氯生和苯扎氯銨時，大部分泌尿系統致病性大腸桿菌分離株相對于相應對照的生物被膜形成能力均顯著增強。此外，由于生物被膜顯著提高了細菌抵抗宿主免疫與清除機制的能力，這些適應性變化往往伴隨感染力的提升。苯扎氯銨適應下，溫度和營養成分等環境因子可進一步調節被膜形成與耐受性，從而放大其對宿主感染風險的影響。目前，現有食品加工中常用化學消毒劑對阪崎克羅諾桿菌等生物被膜的效果有限。將來使用天然殺菌劑控制食源性致病菌浮游態及生物被膜狀態細胞有待進一步研究。

2.5 群體感應

細菌在自然環境和宿主體內往往以群體形式協作生存，群體感應是一種典型的細胞密度依賴性型通訊機制，能夠通過分泌并感知信號分子協調群體內的基因表達，從而在種群水平實現功能整合。群體感應系統不僅參與生物被膜形成、抗性增強、次級代謝物合成等關鍵生理活動，還在殺菌劑適應與毒力增強之間發揮橋梁作用。研究發現，在金黃色葡萄球菌中，苯扎氯銨適應后其群體感應系統在適應過程中通過調節群體感應信號增強毒力表型。在大腸桿菌中，苯扎氯銨誘導下群體感應信號介導的LuxS/AI-2通路顯著激活，進一步調控生物被膜形成、細胞運動及毒力因子合成，是毒力增強的重要調控樞紐。因此，群體感應系統的激活可賦予細菌在抗菌劑殘留環境中獲得更強的適應力和致病潛能。深入揭示群體感應信號在殺菌劑適應下的激活路徑，不僅有助于理解殺菌劑適應性毒力演化機制，還可為開發干擾群體感應系統的替代型抑菌策略提供理論依據。

2.6 細胞膜組成

細胞膜作為細菌抵御外部脅迫的第一道屏障，在苯扎氯銨等殺菌劑的脅迫下會發生顯著變化。這些變化不僅影響細菌的生存能力，還可調節毒力表型，成為連接耐受性與致病性的關鍵。亞抑制濃度殺菌劑的暴露可引發一系列胞膜相關生理與遺傳變化，包括外排泵活性增強、基因突變頻率升高以及細胞膜通透性與組分的調整。鮑曼不動桿菌經苯扎氯銨暴露后，carO和wecB等與細胞膜功能相關基因的表達顯著上調，增強了細胞膜的穩定性。野生型菌株單核細胞增生李斯特菌EGD-e在含不同濃度苯扎氯銨的瓊脂培養基上連續傳代培養，可突變為苯扎氯銨適應性菌株。全基因組測序顯示突變位點可改變膜脂構成與表面電荷，降低苯扎氯銨等陽離子表面活性劑的結合能力。此外，Casey等證實單核細胞增生李斯特菌在暴露于苯扎氯銨后，參與細胞壁合成、趨化性與運動能力的基因表達水平顯著上調，參與細胞膜流動性與碳水化合物吸收的基因也顯著上調。苯扎氯銨脅迫下細胞膜結構與功能的動態重構，深度參與了細菌環境適應性與毒力表型之間的耦合。

細胞膜組成與流動性的改變不僅可提升細菌對殺菌劑的屏障能力，還可通過增加表面疏水性促進其在不銹鋼、塑料等疏水性表面附著，進而啟動黏附因子與毒素的表達。殺菌劑適應后大腸桿菌高疏水性值可能與高生物被膜形成潛力相關。苯扎氯銨脅迫誘導的細胞膜的組成與理化性質重塑，不僅激活毒力相關通路，還可以誘導對苯扎氯銨的直接抗性或者對抗生素的交叉耐受性。細胞膜組成變化、外排泵表達增強、水平基因轉移以及生物被膜形成等過程之間存在顯著交叉與協同效應。這些變化既是細菌耐受性進化的結果，也是毒力特征重塑的重要驅動力。

2.7 其他機制

苯扎氯銨誘導下的食源性致病菌毒力變化還可能涉及多種非經典調控途徑。Vargas-Cuebas等發現季銨鹽化合物適應后的銅綠假單胞菌不僅表現出生物被膜形成能力的增強，還伴隨色素和海藻酸鹽產量的增加，表明代謝產物水平的變化亦可能參與殺菌劑適應與毒力表型的增強。此外，在消毒過程中，微生物可形成耐受的持久性亞群，即使暴露于致死濃度消毒劑后仍可延長存活時間。該類亞群的形成程度與消毒劑種類密切相關，表明微生物消毒動力學與毒力之間存在潛在的交叉機制?？纱婊畹豢膳囵B（VBNC）狀態的誘導亦是致病菌在苯扎氯銨適應中誘導毒力的重要機制。Noll等的研究發現苯扎氯銨處理可誘導單核細胞增生李斯特菌進入VBNC狀態，該狀態下的菌株在宿主內仍保持一定甚至增強的致病能力。類似地，Mougin等的研究也發現苯扎氯銨適應可以誘導弧菌形成VBNC狀態。常規培養方法難以檢測該類細胞，其存在可能導致污染事件和疾病暴發的反復發生。最后，毒素-抗毒素系統在苯扎氯銨適應中可能發揮間接作用。該系統可以誘導持久性細胞或VBNC細胞，并與SOS反應密切相關。很多研究提及毒素-抗毒素系統可以促進生物被膜的形成，增強細菌在不利環境下的生存與定植能力。因此，苯扎氯銨誘導下的毒力增強并非局限于傳統的基因表達變化路徑，還可能涉及細胞狀態轉換、亞群體異質性調控及代謝層面的協同機制。

總體而言，殺菌劑適應對食源性致病菌的毒力產生廣泛而復雜的影響。苯扎氯銨適應驅動的食源性致病菌毒力增強，是分子、細胞及群體多層次調控網絡協同作用的結果，涵蓋細胞膜結構重塑、毒力基因調控、外排泵活化、群體感應等關鍵環節（圖1）。研究這些適應性反應不僅可以加深對耐受性與致病性耦合關系的理解，也為闡明不同致病菌在多樣環境下的毒力變化模式提供了新的框架。

03

結 語

苯扎氯銨作為在食品加工和環境消毒中廣泛使用的季銨鹽類殺菌劑，其低濃度殘留及反復使用已被認為是促使食源性致病菌毒力重構的重要因素之一。苯扎氯銨適應可以誘導細菌生物被膜形成、毒素合成、溶血能力增強、侵襲力提升等多種毒力表型的增強。毒力變化機制涉及基因表達調控、基因突變與水平轉移、細胞膜結構重構、外排泵調節、群體感應激活等多層機制。未來研究可以進一步聚焦以下關鍵問題：1）整合轉錄組、代謝組、脂質組等多組學技術，解析毒力表型重塑過程中的關鍵調控網絡；2）借助高通量表型篩選平臺與人工智能建模，實現毒力動態演化及外源干預效果的預測和評估；3）探索外排泵抑制劑、群體感應干擾物、天然抑菌劑等外源干預因子對毒力重構機制的阻斷與逆轉能力；4）將苯扎氯銨適應誘導下毒力增強效應納入現代微生物風險評估體系，為食品鏈安全與公共健康提供理論支撐。

引文格式：
牛洪梅, 李燕宏, 肖林林, 等. 苯扎氯銨適應對食源性致病菌毒力影響的研究進展[J]. 食品科學, 2026, 47(2): 376-385. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250813-096.
NIU Hongmei, LI Yanhong, XIAO Linlin, et al. Research progress on the effect of benzalkonium chloride adaptation on the virulence of foodborne pathogens[J]. Food Science, 2026, 47(2): 376-385. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250813-096.

實習編輯：李雄；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

為匯聚全球智慧共探產業變革方向，搭建跨學科、跨國界的協同創新平臺，由北京食品科學研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監督管理總局技術創新中心（動物替代蛋白）、中國食品雜志社《食品科學》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，西南大學、 重慶市農業科學院、 重慶市農產品加工業技術創新聯盟、重慶工商大學、 重慶三峽科技大學 、西華大學、成都大學、四川旅游學院、北京聯合大學、 中國-匈牙利食品科學“一帶一路”聯合實驗室（籌）、 普洱學院 共同主辦 的“ 第三屆大食物觀·未來食品科技創新國際研討會 ”， 將于2026年4月25-26日 （4月24日全天報到） 在中國 重慶召開。

長按或微信掃碼進行注冊

為系統提升我國食品營養與安全的科技創新策源能力，加速科技成果向現實生產力轉化，推動食品產業向綠色化、智能化、高端化轉型升級，由北京食品科學研究院、中國食品雜志社《食品科學》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，合肥工業大學、安徽農業大學、安徽省食品行業協會、安徽大學、合肥大學、合肥師范學院、北京工商大學、中國科技大學附屬第一醫院臨床營養科、安徽糧食工程職業學院、安徽省農科院農產品加工研究所、安徽科技學院、皖西學院、黃山學院、滁州學院、蚌埠學院共同主辦的“第六屆食品科學與人類健康國際研討會”，將于 2026年8月15-16日（8月14日全天報到）在中國 安徽 合肥召開。

長按或微信掃碼進行注冊

會議招商招展

聯系人：楊紅；電話：010-83152138；手機：13522179918（微信同號）