劉雪晴，呂欣然,2, ，白鳳翎，勵建榮

（1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧錦州 121013；2.大連工業(yè)大學(xué)，海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，遼寧大連 116034）

弧菌是菌體短小，彎曲成弧形，尾部帶一鞭毛的革蘭氏陰性菌，被認(rèn)為是一種常見的魚類病原菌[1]，主要包括霍亂弧菌（V. cholerae）、副溶血弧菌（V.parahaemolyticus）、創(chuàng)傷性弧菌（V. vulnificus）、哈維氏弧菌（V. harveyi）、溶藻性弧菌（V. alginate）等[2-3]?；魜y弧菌、副溶血弧菌與創(chuàng)傷性弧菌是常見的致病性弧菌，在攝入被污染的海產(chǎn)品后可造成霍亂及食物中毒[4-6]。溶藻性弧菌與哈維氏弧菌主要感染蝦及魚類，可導(dǎo)致魚、蝦、貝類等在育苗和養(yǎng)殖過程中暴發(fā)疾病甚至大量死亡，以及在生產(chǎn)運(yùn)輸過程中發(fā)生產(chǎn)品腐敗變質(zhì)，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重[7-8]。為防止弧菌污染海產(chǎn)品，常使用抗菌藥物，但藥物的大量使用使弧菌的耐藥性明顯增強(qiáng)，致使其污染海產(chǎn)品的概率大大增加，直接或間接導(dǎo)致了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、水產(chǎn)品加工業(yè)以及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失[9]。

群體感應(yīng)（Quorum Sensing，QS）是指細(xì)菌通過監(jiān)測種群群體密度進(jìn)而相應(yīng)地調(diào)節(jié)其基因表達(dá)的行為，是細(xì)菌群體之間進(jìn)行通訊和交流的一種機(jī)制[10]。一種微生物可擁有多套群體感應(yīng)系統(tǒng)、產(chǎn)生多種群體感應(yīng)信號分子，協(xié)調(diào)或調(diào)控微生物的多種生物功能。其中最主要的是群體感應(yīng)能夠通過特定的調(diào)節(jié)因子或與其他信號分子共同作用來調(diào)節(jié)弧菌的生物膜形成和毒力因子的表達(dá)[11]。副溶血性弧菌可以產(chǎn)生兩種類型的IV型菌毛：甘露糖敏感型血凝素IV型菌毛（MSHA）和幾丁質(zhì)調(diào)節(jié)菌毛（ChiRP）。它們都是生物膜形成所必需的。研究發(fā)現(xiàn)，副溶血性弧菌群體感應(yīng)調(diào)節(jié)因子AphA和OpaR對副溶血性弧菌MSHA菌毛中編碼菌毛蛋白的mshA1轉(zhuǎn)錄起相反的調(diào)節(jié)作用。在低細(xì)胞密度（LCD）下，AphA間接抑制mshA1轉(zhuǎn)錄。在高細(xì)胞密度（HCD）下，OpaR激活mshA1轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)了生物膜的形成[12]。與大部分弧菌不同的是，霍亂弧菌群體感應(yīng)系統(tǒng)通過調(diào)控LuxR同源物HapR，使其能夠與DNA直接結(jié)合，抑制其表面多糖合成基因vps的轉(zhuǎn)錄及表達(dá)，從而抑制生物膜的形成[13]。生物膜（Biofilm，BF）是由細(xì)菌及其自身代謝產(chǎn)生的胞外基質(zhì)（Extracellular Polymeric Substances，EPS）（多糖、蛋白質(zhì)、eDNA）粘附在某些生物或非生物材料表面，保護(hù)細(xì)菌正常生長的一種膜狀結(jié)構(gòu)群[14]?；【锬な呛．a(chǎn)品在捕撈與加工期間形成的環(huán)境與細(xì)菌之間的屏障，從而降低細(xì)菌對一些抗菌藥物的敏感性[15]。有研究表明，大部分弧菌生物膜對β-內(nèi)酰胺類、氨基糖苷類、大環(huán)內(nèi)酯類、喹諾酮類等抗生素有不同程度的耐藥[16]。

由于生物膜的廣泛性和危害性，研究人員正積極地尋找新途徑來預(yù)防和控制弧菌生物膜的形成[17]。本文針對弧菌生物膜與其群體感應(yīng)系統(tǒng)的相關(guān)性，重點(diǎn)闡述了弧菌生物膜形成對耐藥性的影響，并對化學(xué)合成類、植物源和微生物源等群體感應(yīng)抑制劑控制弧菌生物膜的研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，為預(yù)防和控制弧菌生物膜形成奠定理論基礎(chǔ)。

1 弧菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)和生物膜

1.1 弧菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)

弧菌的QS系統(tǒng)調(diào)控細(xì)菌生物發(fā)光、生物膜形成以及毒性基因表達(dá)等性狀?；【后w感應(yīng)系統(tǒng)主要包括：a.HAI-1型，該系統(tǒng)由N-?；呓z氨酸內(nèi)酯類（N-acylated homoserine lactones，AHLs）信號分子、AHLs合成酶（LuxM蛋白）和AHLs受體（LuxN蛋白）三部分組成，介導(dǎo)細(xì)菌種內(nèi)通訊[18]；b.AI-2型，是一種用于細(xì)菌種間交流的系統(tǒng)，信號分子是由LuxS蛋白合成的呋喃硼酸二酯（AI-2），當(dāng)AI-2在菌體外積累到一定閾值時，其與LuxP受體蛋白結(jié)合后，再與激酶蛋白LuxQ反應(yīng)啟動相關(guān)毒力基因的表達(dá)[18]；c.CAI-1型。信號分子為S-3-羥基十三烷-4-酮（CAI-1），CqsA是CAI-1合成酶蛋白，CqsS是CAI-1的組氨酸激酶受體[19]。費(fèi)氏弧菌和哈維氏弧菌中發(fā)現(xiàn)HAI-1、AI-2和CAI-1三種類型QS系統(tǒng)，霍亂弧菌中包含CAI-1和AI-2兩種QS系統(tǒng)，而創(chuàng)傷弧菌只有一條AI-2型QS系統(tǒng)[16]。由此可知，同屬不同種的弧菌之間群體感應(yīng)系統(tǒng)存在一定的差異性。

1.2 群體感應(yīng)系統(tǒng)直接介導(dǎo)生物膜形成

弧菌生物膜易在海產(chǎn)品表面及其加工設(shè)備中因細(xì)菌沉降而形成。其形成過程一般包括4個階段，如圖1所示，即細(xì)菌的初始粘附、不可逆附著、成熟和老化階段，該過程是動態(tài)變化的，且易受多種因素影響[20]。弧菌QS系統(tǒng)和環(huán)境信號應(yīng)答系統(tǒng)共同調(diào)控生物膜的形成和成熟。當(dāng)弧菌生長在不利的環(huán)境條件下時，可誘發(fā)其環(huán)境信號應(yīng)答系統(tǒng)，使弧菌分泌QS信號分子，當(dāng)信號分子累積達(dá)到一定閾值時，就會與受體蛋白結(jié)合，從而改變細(xì)胞內(nèi)的調(diào)控元件轉(zhuǎn)錄或表達(dá)，促進(jìn)EPS的合成，增強(qiáng)細(xì)菌的粘附能力，加速生物膜成熟與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定?；【鶴S系統(tǒng)中調(diào)控生物膜形成的終點(diǎn)控制因子LuxR及其同源物，可通過結(jié)合其靶基因啟動子并激活生物膜相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄來調(diào)控生物膜的形成[21-22]。副溶血弧菌在不同的環(huán)境條件下通過切換菌落類型，表現(xiàn)出強(qiáng)的適應(yīng)機(jī)制。其QS通路中l(wèi)uxR的同源基因opaR基因可以正向調(diào)節(jié)副溶血弧菌菌落不透明性和粘附因子的表達(dá)，并影響生物被膜的形成。當(dāng)opaR過表達(dá)時，可以促進(jìn)菌落混濁，進(jìn)而促進(jìn)生物膜的成熟[23]。在創(chuàng)傷弧菌和費(fèi)氏弧菌中也觀察到類似的現(xiàn)象[24]。以哈維氏弧菌為例，其QS系統(tǒng)調(diào)控生物膜形成如圖2所示，在低自體誘導(dǎo)物濃度下，LuxN、LuxQ和CqsS等信號分子受體蛋白將磷酸基團(tuán)傳遞到共用的磷酸轉(zhuǎn)移酶的LuxU，進(jìn)而傳遞到LuxO。磷酸化的LuxO可激活同源群體感應(yīng)調(diào)控型小RNAs（sRNAs）基因（qrr）的轉(zhuǎn)錄，并與RNA結(jié)合蛋白Hfq一起抑制LuxR的mRNA翻譯。在高自體誘導(dǎo)物濃度下，HAI-1、AI-2和CAI-1與相應(yīng)的受體蛋白結(jié)合，使LuxO去磷酸化失去活性，導(dǎo)致sRNAs不能被轉(zhuǎn)錄，使得編碼LuxR的mRNA得到穩(wěn)定翻譯，從而調(diào)控生物膜的形成。

圖1 細(xì)菌生物膜形成過程Fig.1 Biofilm formation process of bacterials

圖2 哈維氏弧菌群體感應(yīng)系統(tǒng)及調(diào)控生物膜形成機(jī)制Fig.2 Quorum sensing system and the mechanism of biofilm formation of Vibrio harveyi

1.3 群體感應(yīng)系統(tǒng)協(xié)同其他信號分子介導(dǎo)生物膜形成

除了基于QS系統(tǒng)調(diào)控外，弧菌中還存在著同樣可介導(dǎo)生物膜形成的其他信號分子，在生物膜形成階段中有著重要作用。環(huán)鳥苷二磷酸（cyclicdiguanylica cid，c-di-GMP）作為內(nèi)部信使幾乎存在于所有細(xì)菌中，其介導(dǎo)革蘭氏陰性菌在運(yùn)動和附著間的轉(zhuǎn)換，是生物膜形成的中心調(diào)節(jié)因子[25]。c-di-GMP通過增加胞外多糖的產(chǎn)生，調(diào)節(jié)細(xì)胞大小，增加細(xì)胞聚集，減少鞭毛泳動和eDNA生成來促使細(xì)菌生物膜形成[26]。c-di-GMP調(diào)控生物膜形成時受控于群體感應(yīng)系統(tǒng)，Waters等[13]研究發(fā)現(xiàn)霍亂弧菌在高細(xì)胞密度下，QS調(diào)控HapR蛋白合成，它可抑制c -di-GMP合成基因和生物膜轉(zhuǎn)錄激活因子vpsT的表達(dá)，進(jìn)而抑制生物膜的形成；而低細(xì)胞密度時，hapR的轉(zhuǎn)錄受到抑制，c-di-GMP不斷進(jìn)行生物合成，濃度增加，誘導(dǎo)生物膜轉(zhuǎn)錄激活因子vpsT的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)生物膜的形成。這一發(fā)現(xiàn)證明了在QS信號分子未達(dá)到閾值時，c-di-GMP調(diào)控著細(xì)菌的運(yùn)動聚集、增殖、營養(yǎng)吸收、合成EPS等生理功能，隨著細(xì)胞密度增高并到達(dá)閾值，QS系統(tǒng)開始調(diào)控生物膜黏附、成熟與分散過程，進(jìn)而印證了霍亂弧菌中c-di-GMP與雙組分系系統(tǒng)、QS系統(tǒng)等組成了復(fù)雜的信號傳遞網(wǎng)絡(luò)，共同介導(dǎo)細(xì)菌生物膜的形成。

2 生物膜形成對弧菌耐藥性的影響

殺菌劑是指可滅活幾乎所有公認(rèn)的病原微生物的化學(xué)試劑的統(tǒng)稱?？股厥菤⒕鷦┲械囊活?，是指微生物在繁殖過程中所產(chǎn)生的具有抗病原體或其它活性的一類次級代謝產(chǎn)物，具有靶向特異性。弧菌成熟生物膜對抗生素或其他類殺菌劑均具有抵抗力。生物膜可阻止殺菌劑進(jìn)入細(xì)胞或在進(jìn)入細(xì)胞前使殺菌劑失去效用，這種方式在對殺菌物質(zhì)的抗性機(jī)制中起到重要作用[27]。因此，研究弧菌生物膜形成對弧菌耐藥性的影響是解決當(dāng)前細(xì)菌耐藥問題的有效途徑。如圖3所示，其影響主要包括以下三個方面。

圖3 生物膜對抗生素和殺菌劑的耐藥機(jī)制Fig.3 Resistance mechanism of biofilm to antibiotics and fungicides

2.1 生物膜限制抗生素/殺菌劑的滲透

弧菌細(xì)胞的多層結(jié)構(gòu)和胞外聚合物（多糖、蛋白、eDNA）構(gòu)成的復(fù)雜而緊密的結(jié)構(gòu)，均可影響抗生素和殺菌劑滲透入胞內(nèi)。EPS可以通過與殺菌劑進(jìn)行吸附、靜電或疏水相互作用，限制甚至阻止殺菌劑向細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)[28]。外膜脂多糖的存在、膜通道蛋白的減少、丟失和替代均可以降低弧菌細(xì)胞膜對化合物的滲透性。Das等[29]研究發(fā)現(xiàn)，由于霍亂弧菌生物膜功能改變或孔蛋白的缺失，使其對碳青霉烯類、四環(huán)素類、氟喹諾酮類、氨基糖苷類和氯霉素產(chǎn)生了耐藥性。Thurnheer等[30]研究表明，在細(xì)菌生物膜厚度為150～200 μm時，濃度為25 mg/L的氯滲透深度不超過100 μm。此外，抗生素和生物膜成分之間的潛在相互作用也可能增加生物膜滲透的局限性。如環(huán)丙沙星與銅綠假單胞菌生物膜的特定成分結(jié)合，使生物膜充當(dāng)環(huán)丙沙星的屏障，使其不能進(jìn)入細(xì)胞，造成細(xì)菌耐藥性[31]。Grobe等[32]研究表明，氯、戊二醛和2，2-二溴-3-腈基丙酰胺（DBNPA）與細(xì)菌生物膜的成分反應(yīng)，使殺菌劑濃度減少，對生物膜形成的抑制作用并不明顯，但是這些反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)仍未確定。

2.2 細(xì)菌對亞致死濃度抗生素/殺菌劑的表型適應(yīng)性

細(xì)菌的表型適應(yīng)是由于細(xì)菌對其微環(huán)境條件改變而做出的特定基因表達(dá)。從細(xì)菌的附著到生物膜三維結(jié)構(gòu)的形成，該過程受細(xì)菌適應(yīng)生長環(huán)境的能力影響。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌細(xì)胞黏附到生物材料表面后，編碼鞭毛蛋白的基因被抑制，而編碼EPS和粘附素蛋白的基因被誘導(dǎo)，促進(jìn)生物膜的形成，使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性[33]。同時，與浮游細(xì)胞相比，粘附于表面的細(xì)胞具有更大的殺菌劑抗性[34]。位于生物膜外圍的細(xì)胞可以獲得營養(yǎng)和氧氣，而生物膜內(nèi)部層中的細(xì)菌則處于營養(yǎng)貧乏的微環(huán)境中，這種化學(xué)特異性導(dǎo)致細(xì)菌生長和代謝速率發(fā)生改變，也增加了細(xì)菌對殺菌劑的抗性[35]。

2.3 耐藥基因水平傳遞（horizontal gene transfer，HGT）和基因突變

在細(xì)菌內(nèi)部，細(xì)菌可通過整合子將多種耐藥基因重組成為多重耐藥菌，而整合子還能以移動基因盒的形式將新基因重組到細(xì)菌染色體或質(zhì)粒等遺傳物質(zhì)中[36-37]。研究表明，生物膜是遺傳物質(zhì)交換的最佳環(huán)境，膜內(nèi)細(xì)胞間不斷傳遞耐藥基因盒，增加了細(xì)菌的耐藥性[38]。同時，高細(xì)胞密度的存在、生物膜內(nèi)大量DNA的釋放或合適的營養(yǎng)條件都可能會促進(jìn)基因接合和轉(zhuǎn)化過程，使細(xì)胞獲得新的遺傳物質(zhì)，增強(qiáng)細(xì)菌耐藥性。當(dāng)霍亂弧菌細(xì)胞與其他細(xì)菌細(xì)胞共享移動整合子時，就很容易發(fā)生抗生素抗性基因的傳播[39]。此外，靶基因突變可導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞壁上的藥物受體減少，進(jìn)而達(dá)到耐藥效果。喹諾酮類藥物是細(xì)菌脫氧核糖核酸回旋酶和脫氧核糖核酸拓?fù)洚悩?gòu)酶IV的抑制劑，可抑制DNA復(fù)制。在霍亂弧菌中通過使其亞基基因gyrA和parC染色體發(fā)生突變，干擾DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄功能，導(dǎo)致其對抗生素的親和力降低，從而使霍亂弧菌免受喹諾酮類藥物的影響[40]。

從弧菌耐藥機(jī)制中可看出，生物膜在細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性及耐藥基因傳遞中具有重要作用。因此，控制細(xì)菌生物膜的形成成為防控細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性的重要措施。

3 控制弧菌群體感應(yīng)的群體感應(yīng)抑制劑

傳統(tǒng)的抗生物膜劑一般以單個細(xì)菌為目標(biāo)，作用于細(xì)菌的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜以及DNA等靶點(diǎn)，易導(dǎo)致其產(chǎn)生耐藥性或演變?yōu)槌壖?xì)菌。因此，為減少和控制弧菌產(chǎn)生生物膜及耐藥性，細(xì)菌的QS系統(tǒng)成為新靶點(diǎn)，干擾細(xì)菌的QS系統(tǒng)成為解決細(xì)菌產(chǎn)生生物膜和耐藥性的新途徑[41]。群體感應(yīng)抑制劑的作用方式主要包括以下三種：a.抑制QS信號分子合成；b.抑制QS分子-受體相互作用；c.降解QS信號分子[42]。目前，一些化學(xué)合成類和天然類群體感應(yīng)抑制劑已被用于抑制弧菌生物膜的形成[43]（表1）。

表1 群體感應(yīng)抑制劑對弧菌QS和生物膜的抑制作用Table 1 Inhibition effect of quorum sensing inhibitors on QS and biofilm of Vibrio sp.

3.1 化學(xué)合成類群體感應(yīng)抑制劑

化學(xué)合成類群體感應(yīng)抑制劑可通過與信號分子競爭性結(jié)合受體蛋白或與信號分子合成酶蛋白靶向結(jié)合等方式，干擾細(xì)菌的群體感應(yīng)代謝通路，從而抑制生物膜的合成?；瘜W(xué)合成類群體感應(yīng)抑制劑主要包括AHLs類、AI-2類信號分子的合成類似物及其他小分子物質(zhì)。Kadirvel等[44]研究表明，合成的4-氟DPD是一種AI-2信號分子類似物，可通過干擾AI-2系統(tǒng)來抑制生物膜的形成，且濃度為10-4mol/L時，對哈維氏弧菌生物膜抑制率高達(dá)90%。Rajamanikandan等[45]研究發(fā)現(xiàn)硼酸衍生物可與AI-2合成酶LuxP靶向?qū)?，?dāng)硼酸衍生物質(zhì)量濃度為4 μg/mL時，對哈維氏弧菌的生物膜形成抑制率達(dá)到64.25%，表明硼酸衍生物通過抑制AI-2的合成來抑制哈維氏弧菌QS通路，進(jìn)而影響生物膜的形成。Soni等[46]研究發(fā)現(xiàn)，合成大麻素HU-210可使哈維氏弧菌BB152的luxS、luxP、luxQ和luxR的表達(dá)減少，阻礙AI-2的產(chǎn)生以及受體蛋白對QS信號的接收，抑制AI-2介導(dǎo)的QS級聯(lián)反應(yīng)的活性，從而抑制生物膜形成。Kim等[47]研究表明，1-（5-溴噻吩-2-磺?；?1氫-吡唑在創(chuàng)傷弧菌中是一種有效的SmcR（LuxR同源物）抑制劑，與SmcR蛋白結(jié)合口袋緊密結(jié)合，使蛋白質(zhì)柔韌性發(fā)生改變，從而影響SmcR的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，阻礙QS調(diào)控創(chuàng)傷弧菌的運(yùn)動性、毒力因子及生物膜形成。

3.2 植物源群體感應(yīng)抑制劑

植物提取物中的多酚類、醛類、黃酮類、單寧類、萜類和糖苷類等物質(zhì)都具有良好的抗生物膜活性[48]。研究表明，從香辛料中提取的大麻酚、肉桂醛、呋喃酮和姜黃素能夠有效地抑制弧菌的QS系統(tǒng)，控制生物膜的生成。Aqawi等[49]研究表明，大麻中存在一種少量非精神活性的大麻酚具有QS抑制活性，可阻止哈維氏弧菌LuxU的去磷酸化，從而干擾群體感應(yīng)自體誘導(dǎo)物信號的傳遞來抑制生物膜的形成；在濃度為20和50 μg/mL的濃度下，生物膜中細(xì)菌量分別減少到58.7%和43.8%。Brackman等[50]研究表明，肉桂醛通過降低LuxR與其靶啟動子序列結(jié)合的能力而干擾AI-2的QS，從而抑制了鰻弧菌和創(chuàng)傷弧菌生物膜的形成。從柑橘中分離得到的3,5,7,8,3’,4’-六甲氧基黃酮在濃度為5×10-5mol/L時，通過干擾哈維氏弧菌AI-2系統(tǒng)中的LuxO表達(dá)，抑制了約61%生物膜的形成[51]。檸檬苦素是柑橘類分泌的一種具有呋喃環(huán)的三萜類化合物，通過影響LuxO的表達(dá)，顯著抑制哈維氏弧菌生物膜形成的能力[52]。Srinivasan等[53]研究發(fā)現(xiàn)胡椒乙酸乙酯提取物（Piper betle ethyl acetate extract, PBE）對哈維氏弧菌生物膜形成的抑制作用，PBE在亞抑菌濃度為400 μg/mL時，對哈維氏弧菌群體感應(yīng)介導(dǎo)的生物膜形成的抑制作用達(dá)到74%。Karnjana等[54]從紅藻的乙醇提取物中分離純化的N-芐基肉桂酰胺和α-間苯二甲酸的化合物可通過干擾哈維氏弧菌AI-2信號通路抑制生物膜的形成。由于植物源提取物的穩(wěn)定性強(qiáng)、分子量低，且對人體健康無害，其被認(rèn)為是理想的天然的QS抑制劑。

3.3 微生物源群體感應(yīng)抑制劑

微生物源的群體感應(yīng)抑制劑主要來源于酵母、乳桿菌屬（Lactobacillussp.）和芽孢桿菌屬（Bacillussp.）。筆者團(tuán)隊的研究表明，乳酸乳球菌LY3-1分泌的次級代謝產(chǎn)物肽LQLY3-1可通過競爭性結(jié)合信號分子受體LuxN而干擾哈維弧菌QS系統(tǒng)，肽LQLY3-1對哈維弧菌生物膜、溶血素、胞外多糖、蛋白酶等毒力因子的抑制率在21%～66%[55]。此外，團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，面包乳桿菌ZHG2-1代謝產(chǎn)物粗提物對銅綠假單胞菌AHLs信號分子的降解率接近100%，在亞最小抑菌濃度（1.0、2.0和3.0 mg/mL）下，對生物膜形成和預(yù)先形成生物膜的抑制率和清除率分別為13.40%～47.30%和11.60%～38.70%，同時，抑制細(xì)菌蛋白酶、幾丁質(zhì)酶、綠膿菌素、鼠李糖脂、海藻酸鹽和胞外多糖等毒力因子的產(chǎn)生，使銅綠假單胞菌群體感應(yīng)調(diào)控基因lasI/R和rhlI/R表達(dá)下調(diào)[56]。上述研究結(jié)果說明，乳酸菌來源的淬滅酶、細(xì)菌素等代謝產(chǎn)物可通過抑制AHLs合成、競爭性抑制AHLs與受體蛋白結(jié)合、AHLs失活等作用方式干擾細(xì)菌QS系統(tǒng)。此外，其他研究學(xué)者Gutiérrez-Almada等[57]研究發(fā)現(xiàn)，濃度為1000 μg/mL地衣芽孢桿菌的乙酸乙酯提取物對C6HSL的降解率為98%，對溶藻弧菌生物膜抑制率幾乎達(dá)到100%。微生物源群體感應(yīng)抑制劑具有易培養(yǎng)、適應(yīng)性強(qiáng)、無耐藥性等優(yōu)點(diǎn)，作為一種環(huán)境友好的抗生素替代物，可通過干擾弧菌群體感應(yīng)代謝通路，達(dá)到抑制/破壞生物膜的形成和結(jié)構(gòu)的目的。

4 結(jié)語與展望

弧菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖與海產(chǎn)品生產(chǎn)加工的環(huán)境中，可通過不同群體感應(yīng)信號分子調(diào)控基因表達(dá)產(chǎn)生毒力因子及成熟的生物膜，進(jìn)而使弧菌對抗生素/殺菌劑造成了多藥耐藥性。生物膜的形成限制抗菌藥物的滲透，極大地影響殺菌效度，弧菌對亞致死濃度殺菌劑的表型適應(yīng)性也增加了對抗菌藥物的抗性；同時，耐藥基因水平傳遞和基因突變也給消除弧菌帶來困難。群體感應(yīng)是控制細(xì)菌性食品腐敗和食源性疾病領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，通過干擾、抑制、淬滅等多種方式控制群體感應(yīng)，控制食品腐敗和致病作用是一條有效途徑。因此，基于群體感應(yīng)減少和控制弧菌產(chǎn)生生物膜及耐藥性，提出一解決細(xì)菌產(chǎn)生生物膜和耐藥性的新途徑。本文對弧菌的群體感應(yīng)作用機(jī)制，弧菌生物膜對多藥耐藥性的影響和耐藥機(jī)制以及目前新型化學(xué)合成類和天然類群體感應(yīng)抑制劑等進(jìn)行總結(jié)與分析，為水產(chǎn)品養(yǎng)殖與貯藏加工中控制食品腐敗和食源性疾病、挖掘新型綠色健康的群體感應(yīng)抑制劑方面提供借鑒與參考。

目前，弧菌生物膜的控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到水產(chǎn)加工與養(yǎng)殖領(lǐng)域中，但還存在許多問題。一方面，化學(xué)合成類和天然類群體感應(yīng)抑制劑的合成與添加過程中，殘留的有毒化學(xué)物質(zhì)對人類健康有潛在危害，且商用群體感應(yīng)抑制劑價格昂貴。另一方面，在食品加工環(huán)境中，有多種不同的微生物附著在食品或器械表面，其中群體感應(yīng)種間交流AI-2系統(tǒng)可以促進(jìn)弧菌與其形成耐藥性更強(qiáng)更難除去的混合生物膜。因此，研究各環(huán)境條件下混合菌的生物膜控制技術(shù)，開發(fā)價格低廉、綠色、健康的群體感應(yīng)抑制劑是未來將要攻克的難題。主要可以從以下幾個方面開展：a.QS抑制劑可以與抗生素或其它活性物質(zhì)，如抗菌肽、噬菌體等聯(lián)合應(yīng)用，旨在降低細(xì)菌耐藥性、減少混合生物膜形成及其對人類健康的危害。b.研究者們對生物膜形成及控制大部分都停留在對其結(jié)構(gòu)構(gòu)象表層的研究，對其作用機(jī)理機(jī)制并未進(jìn)行深層探索，因此可以通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)或基因敲除等方式，研究QSI對生物膜相關(guān)基因的調(diào)控作用，進(jìn)一步揭示其機(jī)理。