益生菌候选株Lactobacillus acidophilus L177的全基因组分析与体内安全性评估：从犬源分离到应用潜力

本研究针对益生菌安全性评估需求，通过全基因组测序(WGS)和28天亚急性口服毒性实验，系统评估了犬源分离株Lactobacillus acidophilus L177的基因组特征与安全性。研究发现该菌株携带1个抗生素抗性基因lnu(C)但表型敏感，检测到67个毒力相关基因但未引发炎症反应，证实其作为安全益生菌的应用潜力，为动物和人类健康产品开发提供科学依据。

　　

在追求健康生活的当代社会，益生菌已成为食品、医药等领域的热门研究对象。乳酸菌(LAB)作为益生菌的重要成员，因其调节肠道菌群、增强免疫力等功效备受关注。然而，随着益生菌应用的普及，其安全性问题也日益凸显——抗生素抗性基因(ARGs)的潜在传播风险、毒力因子的存在可能引发的健康隐患，都成为制约益生菌开发的瓶颈。

针对这一科学问题，四川农业大学的研究团队对从健康比格犬粪便中分离的潜在益生菌株Lactobacillus acidophilus L177展开了系统性研究。通过整合全基因组测序(WGS)和动物实验两种手段，全面评估了该菌株的基因组特征和体内安全性，相关成果发表在《BMC Microbiology》期刊。

研究采用Illumina NovaSeq和Oxford Nanopore ONT双平台测序完成基因组组装，通过ResFinder和VFDB数据库进行抗生素抗性基因与毒力因子注释；同时设计28天亚急性毒性实验，以10⁷-10¹⁰ CFU/mL剂量灌胃C57BL/6小鼠，监测体重、血液指标、器官病理等参数，结合ELISA检测炎症因子(TNF-α、IL-6、IL-1β)水平。

全基因组分析结果
基因组特征显示L177为单染色体结构(1.97 Mb，GC含量35.02%)，含1个CRISPR序列和1955个基因。功能注释揭示其基因主要富集于"信息存储与处理"(如转录翻译)和"代谢"(如碳水化合物代谢)通路。值得注意的是：

• 检测到1个ARG基因lnu(C)，但表型实验证实对林可霉素敏感(抑菌圈26.75 mm)
• 发现67个毒力相关基因，主要涉及细胞结构维护和基础代谢功能

亚急性毒性实验结果
28天灌胃实验显示：

• 各剂量组小鼠体重、摄食量无显著差异(p>0.05)
• 血液参数(WBC、RBC等)虽有统计学差异但均在正常范围
• 组织病理学检查未发现心、肝、脾等器官病变
• 血清炎症因子(TNF-α、IL-6、IL-1β)均低于检测限

讨论与意义
该研究首次系统评估了犬源L. acidophilus L177的安全性特征：

1. 基因组风险可控：虽携带lnu(C)基因但位于染色体而非质粒，且CRISPR序列的存在降低了水平转移风险
2. 体内安全性良好：即使高剂量(10¹⁰ CFU/mL)给药也未诱发炎症反应或器官损伤
3. 毒力基因功能澄清：67个毒力相关基因主要参与细菌基本生命活动，而非致病性

这些发现为L177作为安全益生菌的开发提供了双重证据链——既从基因层面解析了潜在风险因素，又通过动物实验验证了实际安全性。特别值得注意的是，该研究建立的"基因组预测+表型验证"评估模式，为其他益生菌的安全性评价提供了可借鉴的方法学框架。未来研究可进一步探索该菌株在调节肠道微生态、增强宿主免疫力等方面的具体作用机制，推动其在实际应用中的转化落地。