新型耐冷巨球菌：畜牧、食品与人体中的潜在威胁

《Applied and Environmental Microbiology》：Evidence of in vitro mecB-mediated β-lactam antibiotic resistance transfer to Staphylococcus aureus from Macrococcus psychrotolerans sp. nov., a psychrophilic bacterium from food-producing animals and human clinical specimens

本文发现新型Macrococcus psychrotolerans sp. nov.，其携带耐药基因且能低温生长，需警惕相关风险。

　　### 新型耐冷巨球菌的发现之旅
在生命科学的微观世界里，巨球菌（Macrococcus）一直是研究者们关注的对象。它们通常作为共生菌存在于动物的皮肤和黏膜上，还会在哺乳动物源发酵食品中现身，但有时也会摇身一变成为伺机而动的病原体。

此前，人们对巨球菌属已有所了解，它包含 12 个物种，与Mammaliicoccus属在进化上关系密切。这些小家伙在动物身上看似 “安分守己”，可一旦有机会，就可能引发感染。像Macrococcus canis和Macrococcus caseolyticus，就曾在羔羊、牛乳腺炎、病鸡、狗以及人类皮肤伤口感染、外阴炎和阴道炎等病例中出现，还会导致动物高死亡率。而且，巨球菌还掌握了 “耐药秘籍”，通过移动遗传元件（MGEs）获得多种抗生素耐药机制，其中就包括耐甲氧西林基因mecB和 / 或mecD。

在本次研究中，科研人员开启了一场探索之旅，采用多相分类学方法，结合全基因组测序、比较基因组学、广泛的生物分型、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI - TOF MS）以及化学分类学等技术，对从牲畜、肉类、木制奶酪板和人类临床样本中分离出的 6 株Macrococcus sp. 菌株进行深入研究。

新型巨球菌的身份确认

经过层层分析，科研人员发现这 6 株菌株属于M. caseolyticus进化枝，但又有着独特之处。通过 16S rRNA 基因序列分析、平均核苷酸同一性（ANI）和数字化 DNA - DNA 杂交（dDDH）等技术，确认它们与已知的M. caseolyticus、M. canis和M. armenti等物种存在明显差异，从而确定它们代表了巨球菌属的一个新物种，并将其命名为Macrococcus psychrotolerans sp. nov.，模式菌株为 NRL/St 95/376^T = CCM 8659^T = DSM 111350^T 。

MALDI - TOF MS 分析起初遇到了一些小波折，常规条件下，M. psychrotolerans sp. nov. 菌株可能无法被准确分类，但换用一种能电离更广泛分子量蛋白质的替代基质后，这些菌株就被准确地归为一个分支。重复序列 PCR（rep - PCR）指纹分析和自动化核糖体分型结果也显示，这 6 株菌株能形成一个独特的聚类，与其他已知巨球菌物种区分开来。

Macrococcus psychrotolerans sp. nov. 的特性揭秘

从外观和生理特征来看，M. psychrotolerans sp. nov. 有着典型的巨球菌模样，革兰氏染色阳性，呈球形，不运动，能在多种培养基上生长，适应的温度范围为 1 - 45°C，盐度为 0% - 10% NaCl，pH 值在 6.0 - 9.0 之间。它还有个厉害的 “本领”，能在 1°C 的环境下生长，这在巨球菌属中可是独一无二的，也正是因为这个特性，它才获得了 “psychrotolerans”（耐冷）这个名字。

在抗生素敏感性方面，M. psychrotolerans sp. nov. 对多种抗生素表现出不同的反应。它对红霉素、夫西地酸、庆大霉素等敏感，但对青霉素 G 耐药，对氨苄西林、氧氟沙星等抗生素的敏感性则因菌株而异。

再看看它的基因组，M. psychrotolerans sp. nov. 基因组大小在 2.04 - 2.10 Mb 之间，G + C 含量为 37.0% - 37.2% ，包含 2102 - 2432 个预测的蛋白质编码基因和 79 个 RNA。通过基因组分析，发现了一些与耐冷相关的基因。比如，有一个由 7 个基因组成的操纵子，参与乙酰乙酸代谢，可能在低温适应中发挥重要作用；此外，还编码了 3 种不同的假定冷休克蛋白，这些蛋白能帮助细菌在低温下保护 mRNA 结构，维持细胞转录。

移动遗传元件的 “神秘力量”

M. psychrotolerans sp. nov. 的基因组中还隐藏着许多移动遗传元件（MGEs），它们就像一个个 “小魔盒”，为细菌的进化和适应提供了多种可能。

先来说说前噬菌体，这些菌株的基因组中最多含有两个完整的前噬菌体，它们整合到不同的att位点，虽然与已知病毒相似度低，但结构和基因组成独特，可能属于尚未被描述的噬菌体属。

再看看染色体岛，研究发现了两种不同的染色体岛，它们整合到特定基因之间，携带的基因具有不同功能，比如有的可能与抵抗宿主免疫系统有关，有的则参与噬菌体抗性。

还有一种复合岛，属于 SCC 元件，携带ccrB_m2A_m2重组酶基因复合物，除了保守的ccr基因，还包含一些功能未知的基因。

在M. psychrotolerans sp. nov. 中，质粒也扮演着重要角色。所有菌株都携带多个质粒，其中一些小质粒含有repUS56和rep7a基因，与抗菌耐药性相关。而在 3 株耐甲氧西林的菌株中，发现了携带mecB基因的大质粒，这些质粒还含有与 IV 型结合 DNA 转移分泌系统相关的基因，能在体外将mecB基因转移到Staphylococcus aureus中，导致后者对某些 β - 内酰胺类抗生素产生耐药性。更神奇的是，还发现了一种 150 kb 长的线性大质粒，它有着独特的结构，包含许多插入序列元件、与耐药性和质粒转移相关的基因，在细菌适应环境和基因转移中可能发挥着特殊作用。

研究成果的重要意义

Macrococcus psychrotolerans sp. nov. 的发现，为我们认识巨球菌属打开了新的大门。它在畜牧、食品和人体中的出现，引发了人们对食品安全和公共卫生的担忧。这种细菌能在低温下生长，意味着它可能会污染肉类、奶制品等食品，在冰箱储存条件下依然能够繁殖。而且，它携带的耐药基因，尤其是mecB基因，通过质粒在不同细菌间转移，增加了耐药性传播的风险，对人类健康构成潜在威胁。

此外，研究还揭示了水平基因转移在巨球菌进化过程中的重要作用，以及线性大质粒等特殊遗传元件的功能。这些发现为进一步研究细菌的进化、适应机制以及防控细菌感染提供了重要线索，也让我们更加清楚地认识到在食品生产、加工和医疗领域，需要加强对这类潜在病原体的监测和防控，以保障人类健康和食品安全。