《食品科学》：中国农业大学李平兰教授等：食源性金黄色葡萄球菌耐药性相关信号通路作用机制及靶向防控策略

金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是革兰氏阳性菌中的典型机会致病菌，广泛存在于各种食品生产环境（如养殖场、屠宰场和乳品厂）及人体皮肤和黏膜等部位，可通过原料污染、交叉污染、接触污染和环境污染等途径进入食物链，污染乳制品、肉制品和即食食品等多类食品。正常情况下，该菌可与人体共生且不影响机体健康， 但当机体免疫力下降或皮肤黏膜屏障受损时，金黄色葡萄球菌便可侵入人体血液与组织，感染几乎所有器官及系统，轻则可引发腹痛、腹泻等消化道症状，重则可诱发皮肤软组织感染、败血症、心内膜炎等严重疾病。

抗生素是一类针对性强、抑菌效果显著的微生物次级代谢产物，已被广泛应用于食源性病原菌的抑制与防控。然而，其广泛应用导致环境中抗生素残留浓度大幅上升，加之养殖、贮藏等环节存在处方与使用不当问题（如养殖环节过量添加β-内酰胺类抗生素，贮藏环节滥用大环内酯类抗生素），加速了食源性致病菌耐药性的演化进程。作为ESKAPE病原菌组（Enterococcus faecium、S. aureus、Klebsiella pneumoniae、Acinetobacter baumannii、Pseudomonas aeruginosa及Enterobacter spp.）的重要成员，金黄色葡萄球菌具有极强的环境适应能力，易对常用于抑制革兰氏阳性菌的抗生素（如β-内酰胺类、糖肽类和噁唑烷酮类等）产生耐药性。青霉素于1928年被发现并应用，十多年后青霉素耐药金黄色葡萄球菌便已出现，其产生的β-内酰胺酶（青霉素酶）可破坏青霉素的活性结构。目前，金黄色葡萄球菌已对几乎所有临床常用抗生素产生耐药性。食品链环境中检出的耐青霉素金黄色葡萄球菌（PRSA）、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）、耐万古霉素金黄色葡萄球菌（VRSA）等高度耐药菌株，已成为威胁食品安全与公共卫生的重大隐患。例如，从我国24 个省份的生肉及多种即食食品中分离的224 株金黄色葡萄球菌，总体耐药率达87.9%，其中对青霉素的耐药率为82.6%，多重耐药率达23.2%。表1列出了常见耐药金黄色葡萄球菌的种类及其对应的耐药机制。

MRSA是金黄色葡萄球菌中最常见的高度耐药菌株类型，其耐药性主要由mecA基因（少数菌株为mecC基因）介导，该基因编码低亲和力青霉素结合蛋白（PBP）2a，导致菌株对所有β-内酰胺类药物产生耐药性。目前，全球范围内的MRSA已演化出多个具有地域分布特征的流行克隆复合体（CC）和序列型（ST）。其中，CC5/ST5型MRSA是全球分布最广的医院获得性MRSA（HA-MRSA）克隆之一；CC8/ST8型、CC30/ST30型为社区获得性MRSA（CA-MRSA）的两大主要克隆，具有较高的毒力和较强的社区传播能力。动物源性MRSA（LA-MRSA）可在畜禽中传播，并可感染与动物密切接触的人群，其典型克隆型包括ST45型、ST7型、ST6型及CC398/ST398型，是引起食品领域MRSA感染的主要菌株。

VRSA是指万古霉素最小抑菌浓度≥16 μg/mL的金黄色葡萄球菌耐药株，其出现多与MRSA菌株获得抗万古霉素遗传元件有关。该菌的主要耐药机制为通过质粒获得肠球菌的vanA基因簇，从而彻底改变药物作用靶点。目前已知的VRSA菌株以CC5型为主。

细菌耐药性的产生是一个多因素相互作用的复杂过程，信号通路作为核心调控网络，在感知外界环境变化、协调自身生理功能及应对抗生素胁迫中发挥着关键作用。通过群体感应、双组分信号转导系统等多种信号通路的相互协作，细菌能够调控细胞壁合成、耐药基因表达、毒力因子分泌及生物被膜形成，进而增强对抗生素的抵抗能力。同时，食品特有的基质环境（如高糖、高盐、高蛋白）与加工胁迫（如抗生素残留、低温冷藏、防腐剂暴露）可特异性调控金黄色葡萄球菌的内部信号通路，进一步增强其耐药表型。例如，山梨酸钾可诱导大肠杆菌细胞内富马酸盐积累，后者直接激活接合菌毛表达（Cpx）A-CpxR双组分系统，该系统通过抑制外膜孔蛋白F（OmpF）的表达减少抗生素（如氟喹诺酮类）的摄入，从而降低菌体对抗生素的敏感性；包括腌制食品在内的高盐环境可下调金黄色葡萄球菌中PBP2a的表达水平，甚至导致抗生素结合靶点失活；亚硝酸盐能诱导细菌产生NO，进而激活超氧化物应答调节子（SoxRS）等氧化应激调节子，这些调节子可同步调控多重抗生素外排泵（如AcrAB-TolC）的表达，最终产生广谱耐药性。此外，肉类中的精氨酸可激活金黄色葡萄球菌的精氨酸代谢通路，促进一氧化氮合酶（NOS）催化合成NO，进而清除抗生素诱导产生的活性氧（ROS）、降低其积累水平，减少DNA与蛋白质损伤，最终降低金黄色葡萄球菌对氨苄西林的敏感性。

深入探究信号通路在食源性金黄色葡萄球菌耐药性形成中的作用机制，有助于揭示其耐药性产生的本质根源，为开发靶向性抑制方法提供新思路。目前，金黄色葡萄球菌耐药性研究多聚焦于临床医学领域，针对食源菌株耐药性相关作用机制及适配食品特定场景的防控技术，仍缺乏系统性综述。因此，北京语言大学医院刘子宇，中国农业大学食品科学与营养工程学院的姚伯卿、李平兰*系统梳理食源性耐药金黄色葡萄球菌的污染现状与危害特征，概述其耐药性产生的主要途径；重点阐述群体感应系统、双组分信号转导系统、代谢关联通路及耐药基因特异性通路的调控机制，及其在食源性金黄色葡萄球菌耐药性形成中的重要作用；最后总结食源性金黄色葡萄球菌耐药相关信号通路的抑制策略，以及以信号通路抑制剂为核心的靶向防控技术进展，旨在为食源性耐药金黄色葡萄球菌的科学防控与食品安全保障提供理论支撑与技术参考。

1 食源性金黄色葡萄球菌的危害与耐药性污染现状

1.1 金黄色葡萄球菌的危害机制

食品富含营养物质且环境条件温和，是金黄色葡萄球菌生长与繁殖的“天然培养基”。据统计，国内约20%～25%的食源性细菌感染事件由金黄色葡萄球菌引起，其流行程度仅次于沙门氏菌和副溶血性弧菌。该菌具有极强的环境适应能力，宽泛的生长温度范围（10～46 ℃）、水分活度范围（0.86～0.99）及氧化还原电位范围（—100～200 mV），使其能够在多种食品基质中存活。金黄色葡萄球菌主要污染源包括生肉及肉制品、家禽、鸡蛋、未经巴氏杀菌的牛奶及其衍生产品，动物源性食品从生产、处理、运输、切割、储存到销售的全链条均可能遭受污染。以乳制品为例，其污染复杂性涉及挤奶环境、加工人员、生产工具与设备、水质及环境条件等多重因素。此外，零售食品及即食食品在加工、销售过程中因操作不当或储存不当也会显著增加金黄色葡萄球菌的污染风险。同时，金黄色葡萄球菌可分泌多种酶类并产生毒素，不仅能抑制其他微生物生长，还能加速自身在特定生态位的定植，进而增强其在复杂食品环境中的竞争优势。

金黄色葡萄球菌产生的肠毒素是导致食源性中毒的主要原因，在高纳克至低微克级质量浓度下即可表现出毒性。肠毒素的致病过程极为迅速，人体食用受污染食物后，通常在30 min至8 h内便会出现胃肠炎、腹泻、发热、呕吐、腹痛等中毒症状。与菌体相比，肠毒素具有更强的耐热性和耐酸性，经高温或弱酸处理后，金黄色葡萄球菌菌体基本失活，但肠毒素仍可保持活性。因此，常规的蒸煮杀菌工艺难以使受污染食物中的肠毒素完全变性，残留的肠毒素仍具备致病性，且不易被胃肠蛋白酶灭活，进入人体肠道后可持续发挥毒性作用。

1.2 食源性耐药金黄色葡萄球菌的污染现状

由耐药金黄色葡萄球菌引发的食物中毒已成为当前食品安全领域的主要威胁，这类耐药菌株常与动物源性食品密切相关，并通过食物链进入人体。MRSA作为对β-内酰胺类抗生素具有固有耐药性的金黄色葡萄球菌，是引发食源性中毒与公共卫生感染的主要病原体之一。MRSA的宿主特异性较低，极易在猪、牛和羊等可食用动物体内定植，进而对消费者健康构成潜在威胁。养殖环节中抗生素的滥用是MRSA产生的主要诱因，例如盲目增加饲料与饮用水中的抗生素剂量、不合理联合使用多种抗生素等行为，均会加速菌株耐药性的产生与传播。若这些受污染的食用动物在屠宰、加工、运输、储存及售卖环节处理不当，极易导致MRSA在食品链各环节发生交叉污染，扩大污染范围。

在全球范围内，食源性MRSA的流行克隆型分布呈现显著的地域差异。欧美地区以牲畜相关的ST398克隆型为主导流行株；中东地区则频繁出现人源CC5-ST6型与CC8-ST789克隆型污染肉品的情况；我国食源性MRSA的主要流行克隆型为ST9与ST59，其中畜禽肉类及其制品中优势流行克隆型包括ST59-t437、ST9-t899型及ST398，这些克隆株可通过食品实现人类与动物间的交叉传播。一项为期4 a的跟踪调查显示，我国动物养殖场及猪肉市场样本中金黄色葡萄球菌的检出率为3.7%，其中18 株分离株经鉴定为MRSA，这些菌株均携带mecA或mecC基因，对青霉素、氨苄西林表现出高度耐药性。

与畜禽肉类类似，生鲜牛乳中的MRSA污染同样源于养殖场内环境与动物携带。近年来，我国乳制品（以生鲜乳/原料奶为主）中MRSA的克隆基因型呈现地域多样性特征，其中ST59与ST398被证实为分布范围最广的核心谱系，且ST59菌株携带大量毒力基因，其致病性更强。MRSA引起的乳腺炎是危害奶牛健康的常见疾病，患病奶牛的乳汁常携带该菌，进而导致生鲜乳污染。目前，生鲜乳中金黄色葡萄球菌的检出率，尤其是MRSA的检出率呈逐年上升趋势，内蒙古、天津、山东等的生鲜乳样本中均分离出一定数量的金黄色葡萄球菌，其中约50%为MRSA。即食食品因食用前无需加热处理，其MRSA污染风险同样不容忽视。广东省一项针对824 份即食食品样品的检测结果显示，MRSA占所有金黄色葡萄球菌分离株的13.7%（10/73），其中最常见的克隆型为ST6；同时，31.5%的分离菌株对3 种及以上抗菌药物具有耐药性，且30.1%的菌株携带经典肠毒素基因（如seb），进一步增加了食用风险。表2汇总了我国近5 年食品中MRSA的污染情况。

当前，食源性金黄色葡萄球菌的耐药谱系已远超MRSA单一类型，呈现出多重耐药与新型耐药元件不断涌现的特征。例如，从冷冻饺子样本中分离的耐药性菌株，对氯霉素、克林霉素、氨苄西林、卡那霉素、链霉素及四环素等多种抗生素均表现出不同程度的耐药性；从即食食品中分离的12 株遗传多样性菌株，也已证实对氧氟沙星、林可霉素、四环素、卡那霉素等常用抗生素具有耐药表型。此外，食品相关金黄色葡萄球菌对大环内酯类抗生素的耐药率高达41%，仅略低于β-内酰胺类抗生素的耐药水平。这类大环内酯类耐药菌株广泛存在于生肉、水产品、速冻食品、即食食品及巴氏杀菌奶等多种食品样本中，且研究人员从中鉴定出多个新型耐药相关元件，包括新型耐药结构Sa-MRRlsa(E)、新型耐药岛SaRImsr及新型多重耐药基因plsa(A)，进一步丰富了食源性金黄色葡萄球菌的耐药基因库。

2 食源性金黄色葡萄球菌的耐药性机制

2.1 外排泵系统

外排泵是细菌细胞膜上的一类跨膜蛋白质转运复合物，可主动将进入细胞内的抗生素及其他有害物质泵出胞外，是食源性金黄色葡萄球菌最主要的耐药机制之一。目前已报道的由染色体或质粒编码的耐药相关外排泵已超过10 种，主要归类为主要协同转运蛋白超家族（MFS）、多药及毒素外排转运蛋白（MATE）和多药抗性小蛋白（SMR）三大类（图1）。MFS家族外排泵通常由12 个或14 个跨膜螺旋构成，是细菌中分布最广泛的外排泵家族之一。NorA是金黄色葡萄球菌中研究最为深入的MFS家族外排泵，其编码基因位于染色体上，蛋白由12 个跨膜螺旋组成。该外排泵具有广谱底物外排能力，可识别并泵出亲水性氟喹诺酮类抗生素（如环丙沙星、诺氟沙星）、四环素、氯霉素、季铵化合物（如苯扎氯铵等消毒剂）及核酸染料（如溴化乙锭）等多种物质。同为染色体编码的NorB与NorC外排泵同样可赋予金黄色葡萄球菌对氟喹诺酮类抗生素（如莫西沙星）及其他抗菌物质的耐药性。目前约40%的MRSA菌株存在Nor系列外排泵过表达现象，这不仅能够增强菌株对单一抗生素的耐药水平，还可能诱导其产生多重耐药性。金黄色葡萄球菌中质粒编码的外排泵主要介导对抗生素、消毒剂及染料的耐药性，其编码基因主要分布于pSK1家族和pSK41家族两类传播性质粒中。其中pSK1家族质粒主要携带MFS家族的qacA与qacB基因，且多为非接合性质粒；pSK41家族质粒主要携带SMR家族的qacC基因，具有强大的自主接合转移能力。

2.2 生物被膜的形成与分散

生物被膜是细菌黏附于生物或非生物表面后，分泌胞外聚合物（EPS）并将自身包裹其中形成的有组织微生物群落，主要由胞外多糖、蛋白质、胞外DNA（eDNA）和脂质等成分构成。生物被膜能为细菌生命活动提供稳定的内部微环境，是其抵御高酸、高胆盐、杀菌剂等恶劣环境胁迫的重要方式（图2）。研究证实，生物被膜态病原菌对抗生素的耐药水平比浮游态细胞高出近1 000 倍，而绝大多数食源性金黄色葡萄球菌菌株具有极强的生物被膜形成能力，可在食品加工设备、动物皮肤与黏膜、医疗器械表面形成成熟且致密的生物被膜结构。作为天然物理屏障，生物被膜通过多重机制增强细菌耐药性。其一，阻碍抗生素与菌体的直接接触，进而保护膜内细菌免受外界胁迫，例如去除金黄色葡萄球菌生物被膜中的EPS可显著降低其对季铵化合物的耐药性；其二，生物被膜基质中含有的多种酶类可降解抗菌剂，进一步削弱其效能；其三，生物被膜内部的特殊微环境不利于抗生素发挥作用，抗生素在复杂基质中扩散受阻，难以抵达作用靶点；其四，生物被膜深层的细菌常处于休眠状态，该生长表型使其对抗生素的敏感性显著下降，不易被抑制，且经多次抗生素处理后，这些休眠细胞仍可存活，具备复苏并重新形成生物被膜的能力，从而导致细菌耐药性的持续存在。

外排泵在食源性金黄色葡萄球菌生物被膜的形成中同样发挥关键作用，具体包括：外排EPS以促进生物被膜基质的形成与稳定；间接调控生物被膜形成相关基因（如群体感应系统相关基因）的表达；外排抗生素、代谢中间体等有毒物质，维持膜内微环境稳定；调控细胞聚集行为，从而为生物被膜初始形成奠定基础；参与生物被膜内细菌对缺氧、低pH值等胁迫条件的适应性反应。

2.3 细胞壁结构与组成的改变

细胞壁是细菌维持细胞形态、保护胞内结构并抵御外界胁迫的重要屏障，其组分的改变（如肽聚糖层的增厚、细胞壁表面蛋白修饰等）均会影响抗生素对菌体的作用效果。金黄色葡萄球菌细胞壁的肽聚糖链由N-乙酰葡糖胺（NAG）和N-乙酰胞壁酸（NAM）重复二糖单位构成，二者通过β(1→4)糖苷键连接形成长链；糖链间的交联结构主要由PBP催化形成，交联比例可达80%。肽聚糖链的O-乙酰化修饰有助于金黄色葡萄球菌对溶菌酶产生耐药性，该修饰仅发生于NAM残基，其过程由O-乙酰转移酶调控。壁磷壁酸（WTA）是一种带负电荷的糖聚合物，可延伸至肽聚糖层外侧，约每9 个肽聚糖NAM残基上会结合一个WTA分子；金黄色葡萄球菌可通过调控细胞壁中WTA的含量，灵活改变菌体形态与结构稳定性，进而产生抗生素耐药性。此外，金黄色葡萄球菌细胞壁表面已鉴定出20余种细胞壁锚定蛋白，这类蛋白可与肽聚糖共价结合，一方面有利于金黄色葡萄球菌在食品加工设备、动物皮肤等表面的定植（包括黏附、生物被膜形成）；另一方面也能促进其侵入宿主细胞，实现黏附、免疫逃逸与铁离子摄取等生理过程。

2.4 代谢途径的调节

细菌自身的代谢状态与其耐药性密切相关，代谢途径的调控可通过影响抗生素作用靶点活性、胞内氧化还原稳态等，改变细菌对药物的敏感性。MRSA的磷酸戊糖途径与菌体细胞壁的形态及表面电荷密切相关，可调控其对β-内酰胺类抗生素的耐药性形成。代谢组学分析证实，代谢重编程是金黄色葡萄球菌对氨苄西林、庆大霉素产生耐药性的主要原因，其具体机制为调控能量碳代谢及中心碳代谢中三羧酸循环的关键酶活性，同时下调胞内NADH和ATP水平。β-内酰胺类、氨基糖苷类抗生素会使金黄色葡萄球菌的呼吸耗氧量增加，并诱导ROS产生，最终导致菌体细胞死亡。而精氨酸生物合成通路的激活与NOS活性的增强可促进NO生成并降低金黄色葡萄球菌胞内ROS水平，这是其产生抗生素耐药性的重要机制之一。

3 食源性金黄色葡萄球菌耐药性调控的关键信号通路

3.1 群体感应系统

群体感应是细菌通过分泌和感应信号分子感知周围环境中自身细胞密度变化，进而协调群体行为的分子机制，其活性受环境条件、细胞密度及多种控制因素的影响。金黄色葡萄球菌中的群体感应系统主要包括S-核糖同半胱氨酸裂解酶（LuxS）/自诱导分子2（AI-2）系统、辅助调节因子（Agr）系统和葡萄球菌辅助调节因子（Sar）A系统，具体结构如图3所示。

3.1.1LuxS/AI-2系统

LuxS/AI-2系统是广泛存在于革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中的种间群体感应系统，其信号分子为AI-2，由LuxS催化产生。食源性金黄色葡萄球菌的LuxS/AI-2系统主要通过调控生物被膜的形成与分散参与耐药性调节，具体机制为调控PIA的合成，并调节胞间黏附素（Ica）操纵子的转录。PIA的合成由IcaR、IcaA、IcaD、IcaB、IcaC等蛋白协同调控，其中IcaA与IcaD协同生成UDP-N-乙酰氨基葡萄糖，再由IcaC完成跨膜转运；IcaB可去除PIA分子上的部分乙酰基，增强其正电荷性与黏附能力；IcaR则对PIA的合成起负调控作用，icaR基因可被AI-2激活，进而抑制icaADBC的表达。在该负调节过程中，LuxS首先抑制RNA结合因子（Rbf）的表达，同时加速AI-2的生物合成，以此提高icaR的表达水平、降低icaA的转录水平，最终抑制PIA依赖型生物被膜的形成。研究证实，LuxS失活突变体中icaA的表达量相较于野生型显著上调，生物被膜与PIA的合成量也随之增加。

3.1.2Agr调控系统

Agr调控系统是一个复杂的多基因调控系统，其对食源性耐药金黄色葡萄球菌生物被膜形成的调节呈多维度特征，主要参与生物被膜黏附、成熟、分散3 个关键阶段。Agr系统以自诱导肽（AIPs）作为细胞密度感应的信号分子，其P2启动子驱动RNA II的转录，RNA II转录包含agrA、agrB、agrC和agrD 4 个开放阅读框，分别编码参与AIPs生物合成、转运、信号传导及靶基因调控的相关蛋白。当环境中AIPs浓度达到阈值时，可与组氨酸激酶AgrC结合并使其激活，引发磷酸化反应并启动信号转导；磷酸化的AgrC进一步激活AgrA蛋白，进而诱导P3启动子转录并表达群体感应系统的核心效应分子RNA III。RNA III通过抑制毒素阻遏因子的翻译促进毒素基因表达，同时下调多种不利于生物被膜形成的多糖黏附素表达。在菌体生物量较高的菌群中，AIPs的积累可通过群体感应的正反馈循环显著扩增；在耐药金黄色葡萄球菌中，该调控的核心作用为抑制毒素与侵袭性酶的合成，同时协助菌体抵抗宿主的炎症防御反应及抗生素的治疗作用。

3.1.3SarA系统

SarA是由sarA位点编码的DNA结合蛋白，可调控多个毒力相关基因的表达并激活Agr调控系统，是金黄色葡萄球菌中关键的转录调控因子。SarA可结合并激活agr位点的P2和P3启动子，通过调控RNA II和RNA III的转录，实现下游基因的转录调节。sarA位点以P1、P2和P3为启动子，在耐药金黄色葡萄球菌生物被膜的形成、PIA/多聚β-1-6-N-乙酰氨基葡萄糖胺的合成及ica操纵子的转录过程中发挥关键作用；同时，SarA可通过激活抑制因子IcaR的表达，避免PIA的过度合成。Rot是金黄色葡萄球菌中重要的调控因子，主要负责正向调节ClfB、SdrC、SarS等胞外蛋白的表面表达水平，同时降低细胞外酶的浓度。研究发现，SarA可通过抑制RNA III的转录及下调Rot的表达，实现对多种毒力因子合成的调控。替代性σ因子SigB（σB）属于细菌RNA聚合酶的σ因子家族，可调节金黄色葡萄球菌对抗生素胁迫的敏感性，在其生物被膜形成、耐药性产生及致病性发挥等方面均发挥重要作用。SigB可与SarA共同作用于Agr系统的RNA III编码区域，调控部分毒力因子发生相位依赖性表达变化。此外，二者还可协同促进FnbA、ClfA等细胞表面蛋白的合成，进而调控金黄色葡萄球菌生物被膜的初始黏附过程。

3.2 双组分信号转导系统

双组分信号转导系统通常由膜结合的受体组氨酸激酶和胞质中的应答调节因子（RR）组成。组氨酸激酶可感知胞外生物信号与环境胁迫刺激并发生自磷酸化，随后将磷酸基团转移至耦联RR的保守天冬氨酸残基以激活RR；激活后的RR可结合于靶基因的启动子区，调控目的基因的转录表达。食源性金黄色葡萄球菌中的双组分信号转导系统主要调控毒力因子合成、生物被膜形成、细胞壁形态构建及抗生素耐药性产生等生理过程，以此提高菌体的生存能力与环境适应性。目前已在金黄色葡萄球菌中鉴定出17 条双组分信号通路，其中WalKR/VicSR/YycGF、AirSR/YhcSR、万古霉素耐药相关调节因子（VraSR）及LytRS信号通路已被证明在耐药性调节中起重要作用，可作为抑制食源性金黄色葡萄球菌感染的潜在靶点，食源性金黄色葡萄球菌中主要的双组分信号通路如图4所示。

3.2.1WalKR双组分信号通路

WalKR是金黄色葡萄球菌中高度保守且物种特异的双组分信号通路，核心基因为walKR，主要参与细胞壁合成及多种生理代谢过程的调控。金黄色葡萄球菌的细胞壁厚度与万古霉素耐药程度呈正相关。WalKR蛋白可特异性结合于lytM、atlA、ssaA和isaA基因的启动子区，通过正向调节自溶素与肽聚糖水解酶的表达缩短细胞壁肽聚糖的糖链长度，同时降低肽聚糖的交联程度。该通路通过改变细胞壁表型的方式，增强菌体对万古霉素等靶向细胞壁类抗生素的抗性。此外，在walKR基因启动子区插入强启动子序列，可显著上调其下游靶蛋白的表达，增强菌株细胞壁相关代谢过程，进一步提高抗生素抗性。WalKR的下游蛋白YycH和YycI可与组氨酸激酶WalK形成复合物，通过抑制WalKR的激活实现对该通路的负调控；而yycHI基因的突变会导致此负调控机制减弱，使细胞壁的修饰水平与厚度提高，进而增强金黄色葡萄球菌的耐药性。

3.2.2AirSR/YhcSR双组分信号通路

AirSR/YhcSR双组分信号通路同样与万古霉素耐药性密切相关，其中AirR可直接结合于cap、ddl和pbp1等细胞壁合成相关基因的启动子区，通过正向调控这些基因的表达促进细胞壁合成，从而降低菌体对万古霉素的敏感性，增强耐药性。yhcSR是金黄色葡萄球菌的必需基因，主要参与硝酸盐呼吸代谢的调控，该代谢通路是金黄色葡萄球菌在缺氧环境中存活的关键。金黄色葡萄球菌的opuC基因参与ABC转运蛋白的合成，lac基因则参与调控乳糖和半乳糖的代谢，YhcR可直接结合于opuC和lac基因的启动子区并正向调控其表达，提高菌株的环境适应力，间接增强其耐药性。

3.2.3LytRS双组分信号通路

LytRS双组分信号通路主要通过抑制金黄色葡萄球菌的程序性细胞死亡、调控自溶酶活性，增强菌株对抗菌肽与抗生素的耐药性。阳离子抗菌肽（CAPs）是宿主细胞产生的一类天然活性肽，可通过静电吸附与细菌细胞膜结合，破坏细胞膜的完整性、增加膜的通透性，最终导致菌体裂解死亡。当金黄色葡萄球菌细胞膜表面电位受CAPs干扰时，其LytRS系统中的组氨酸激酶LytS发生自磷酸化，进而激活应答调节蛋白LytR；激活的LytR进一步结合于下游靶基因irgAB的启动子区，上调抗穿孔素的合成，从而抑制菌体的程序性细胞死亡与裂解，实现耐药性的增强。

3.2.4VraRS双组分信号通路

VraRS是金黄色葡萄球菌中与万古霉素耐药性直接相关的双组分信号通路，可正向调控PBP2、SgtB、MurZ等细胞壁合成关键蛋白的表达。当金黄色葡萄球菌受到头孢噻肟、杆菌肽和环丝氨酸等细胞壁合成抑制剂刺激时，菌体中vraRS基因的表达量迅速上调，进而正向调控细胞壁合成相关过程，及时修复细胞壁损伤，最终降低菌体对抗生素的敏感性，增强耐药性。

3.3 其他信号通路

除上述两类主要的信号通路外，食源性耐药金黄色葡萄球菌中还存在若干其他信号通路，例如MecA/SCCmec系统和碳代谢调控蛋白A（CcpA）调控系统等，这些通路可与群体感应系统或双组分系统形成复杂调控网络，协同调控金黄色葡萄球菌耐药性的形成。

MecA/SCCmec系统与MRSA的产生密切相关，该系统可产生一种新型的特异性PBP2a。与金黄色葡萄球菌内源性PBP相比，PBP2a对β-内酰胺类药物的结合亲和力较低，因此该蛋白可通过降低菌株对β-内酰胺类药物的亲和力增强其耐药性。MecA/SCCmec系统的核心基因为mecA，其编码过程受mecI阻遏基因与mecR调控基因组成的信号转导系统共同调控。其中，MecI蛋白可结合SCCmec片段（含mecA启动子和mecR1基因），进而抑制mecA基因和mecR1-mecI基因簇的转录。MecR1是定位于金黄色葡萄球菌细胞膜表面的金属蛋白酶，可通过其青霉素结合结构域感知β-内酰胺类药物的存在。在食品行业抗生素滥用场景中（如养殖环节违规添加青霉素），β-内酰胺类抗生素会与MecR1的青霉素结合结构域特异性结合，诱导MecR1发生构象变化及自催化切割，从而解除MecI对mecA基因的转录抑制，启动mecA基因的高效表达。

CcpA是低GC含量革兰氏阳性菌中重要的多效调节因子，可介导细菌的碳分解代谢物阻遏效应，调控细菌对不同类型碳源的摄取与利用。CcpA已被证明在金黄色葡萄球菌生物被膜的形成过程中起关键调控作用。在蛋糕、含糖饮料等高葡萄糖含量食品中，金黄色葡萄球菌的CcpA可促进群体感应系统中icaA和cidA基因表达上调，进而促进PIA的合成及eDNA的释放，为生物被膜形成提供结构基础。在蔬菜沙拉等低碳水化合物食品中，CcpA可根据环境中的碳源浓度，动态调控自身及某些sRNA（如rsaI基因转录产物）的表达水平，进而影响金黄色葡萄球菌生物被膜的形成与稳定性。

4 食源性金黄色葡萄球菌耐药性相关信号通路的抑制方式

4.1 淬灭信号分子

信号分子作为细菌信号通路的核心调控因子，其合成、扩散及与靶蛋白结合的全过程均为调控金黄色葡萄球菌耐药性的关键靶点。通过干预任一环节可实现信号分子淬灭，主要包括抑制信号分子合成、酶解灭活信号分子、信号分子类似物竞争性结合受体3 种方式。Agr系统作为正反馈调控系统，由AgrA、AgrB、AgrC和AgrD等结构蛋白协同合成信号分子AIPs，阻断该合成通路的任一环节均可抑制AIPs生成。AIPs的生物合成需经2 次蛋白水解，分别去除其肽前体AgrD的前导段与尾段，信号肽酶SpsB是介导AgrD加工的关键酶，通过失活SpsB可直接抑制AIPs产生。此外，跨膜蛋白AgrB依赖其跨膜结构域对肽链进行加工修饰，实现AgrD向成熟AIPs的转化。小分子真菌代谢物安布依酸可通过改变AgrB的跨膜结构抑制AIPs合成，进而降低MRSA的耐药性与毒力。

群体感应淬灭酶可在信号分子扩散至环境后对其进行酶解和灭活，将环境中信号分子浓度降低至阈值以下，可避免其积累并激活群体感应系统。人工合成化合物Str7410可靶向抑制信号分子AI-2的活性，与美罗培南三水合物联用时，可显著提高生物被膜内金黄色葡萄球菌对抗生素的敏感性。部分抗体也可参与群体感应信号分子的抑制，AP4-24 H11抗体可作为AIPs活性螯合剂，降低金黄色葡萄球菌的致病性与耐药性。多种信号通路抑制剂可通过阻断信号受体阻止细胞间通讯，并能通过竞争性结合受体或失活受体-信号复合物限制细菌致病性和耐药性的发挥。氯氰碘柳胺、RWJ-49815、LY266500等激酶抑制剂，均可降低AIPs活性并抑制其与受体的结合。真菌次生代谢物ω-羟基大黄素（OHM）可有效抑制MRSA中的Agr信号传导，分子对接实验证明，其作用机制为抑制agrAC基因与agr启动子的结合，并下调4 种类型agr基因的表达。皮肤感染MRSA小鼠的体内实验表明，OHM可减少脓肿内细菌负荷，缩小溃疡面积，同时提高小鼠巨噬细胞对细菌的体外清除效率。表皮葡萄球菌的信号分子及其衍生物，可抑制金黄色葡萄球菌RN6390菌株的Agr系统激活并降低菌体黏附能力，具有将急性感染转化为慢性感染的治疗效果。

4.2 抑制效应基因表达

信号通路受体与信号分子结合后，可通过抑制信号通路下游效应基因的表达，降低金黄色葡萄球菌的耐药性。双氯芬酸与苯唑西林联合使用可破坏MRSA菌株的细胞膜完整性，还可损伤其DNA，从而抑制菌体增殖。这是由于双氯芬酸会下调MRSA中耐药性蛋白合成基因（mecA、mecR、blaZ）与肽聚糖合成基因（murA、murC、femA和femB）的表达。此外，双氯芬酸还可通过降低altE与fnbP基因的表达，抑制MRSA生物被膜形成，有望用于MRSA引起皮肤感染的治疗。

RNA III抑制肽（RIP）是一种七肽化合物，可通过磷酸化作用干预RNA III起始蛋白靶标RAP的产生，进而抑制P2、P3启动子的转录过程。YSPWTNF作为RIP的工程化类似物，已在体外实验中被证明能够下调RNA III的表达，有效缓解MRSA引发的感染性疾病，成为对抗耐药金黄色葡萄球菌感染的潜在有效疗法。此外，部分小分子化合物与反义核酸也可作为耐药金黄色葡萄球菌群体感应系统的有效抑制剂。例如，芳基羟基酮可破坏AgrA-P3的相互作用；萨维林能抑制Agr-P3激活并减少RNA III的生成；人工合成的锁核酸与细胞穿透肽耦联后，可显著下调agrA基因与RNA III的转录水平。新型乳源抗菌肽BCp12对Agr系统相关蛋白（AgrA、AgrB和AgrC）具有特异性抑制作用，可有效阻断金黄色葡萄球菌生物被膜的形成[120]。由羧甲基壳聚糖/海藻酸钠与小檗碱（一种群体感应抑制剂和抗菌剂）复合制备的生物活性水凝胶，可同时抑制MRSA生物被膜形成与致病因子表达，进而促进伤口愈合[121]。从植物和真菌中分离出的天然产物，也是性能优良的信号通路抑制剂。欧洲栗（Castanea sativa）叶提取物、巴西胡椒木（Schinus terebinthifolia）浆果提取物可通过抑制Agr系统相关基因表达，降低MRSA感染小鼠模型的发病率并缓解皮肤溃疡症状。此外，巴西苏木素、大黄素、槲皮素、山柰酚等多种植物提取物，均被证明可通过调控Agr系统活性，实现对金黄色葡萄球菌生物被膜形成的抑制及耐药性的降低（表3）。

CRISPR-Cas作为前沿靶向基因编辑技术，具备精准识别并切割特定DNA序列的核心功能，可特异性敲除金黄色葡萄球菌中与抗生素耐药性、毒力相关的信号通路基因。通过靶向消除耐药基因，该技术不仅能削弱金黄色葡萄球菌的耐药能力，还可实现耐药性的逆转，恢复细菌对现有抗生素的敏感性。其突出优势在于，能够在不破坏宿主有益微生物群的前提下精准靶向耐药菌株，同时提高现有抗生素的治疗效果，有望成为对抗细菌耐药性的重要技术手段。

噬菌体技术在病原菌抑制领域已展现广泛应用，其优势包括对靶标细菌的高度特异性、不干扰人体正常菌群及环境微生物稳态、可在感染部位自主增殖并持续发挥作用等，为解决金黄色葡萄球菌耐药性难题开辟了全新方向。一方面，噬菌体可直接干预金黄色葡萄球菌对亚油酸（C18:2）等外源毒性脂肪酸的细胞膜整合过程，从而削弱菌体在抗生素压力下的环境适应性；另一方面，经基因改造的重组噬菌体载体可搭载CRISPR-Cas系统，实现对金黄色葡萄球菌群体感应系统关键基因（如agrA基因）的精准切割，通过阻断信号通路传导，从源头抑制耐药性的产生。

5 特异性信号通路抑制剂

相较于传统杀菌剂，信号通路抑制剂具有更强的靶向性和高效性。其核心优势在于不直接威胁细菌生存，理论上不会诱导细菌产生耐药性。同时，该类抑制剂仅靶向特定毒力因子或宿主调控通路，可有效避免损伤人体正常共生菌群，维持宿主微生态平衡。例如，Streptoclipamide A对MRSA的正常生长无显著影响，但在500 µmol/L浓度条件下可特异性抑制金黄色葡萄球菌ClpP蛋白酶的活性，显著下调毒力基因的表达水平，在动物模型中与万古霉素联用可产生协同抑菌效果。新型化合物Staquorsin可精准结合Agr群体感应系统中AgrA蛋白的活性位点，有效抑制溶血素、脂肪酶等毒力因子的合成，且连续传代实验证实其不易诱导细菌产生耐药性。 抑制剂TST1N-224可与VraRS双组分系统中的反应调节蛋白VraRC特异性结合，阻断其与DNA的相互作用，减弱菌体在抗生素胁迫下启动的细胞壁应激反应，恢复MRSA对万古霉素和甲氧西林的药物敏感性。宝藿苷I在128 µg/mL质量浓度条件下不影响金黄色葡萄球菌的生长，可通过抑制SaeR双组分系统中SaeR蛋白的表达，降低α-溶血素等毒力因子的合成水平，同时可提升菌体对抗菌药物的敏感性。通过对耐药性相关信号通路实施精准分子干预，提升菌体对抗菌药物的敏感性，并与传统抗生素治疗手段联用，可为应对日益严峻的食源性金黄色葡萄球菌耐药性问题提供全新解决方案。

6 结 语

在过去的几十年，金黄色葡萄球菌对传统抗生素的耐药性已成为食品安全与人体健康领域的主要威胁。信号通路通过调控外排泵系统表达、生物被膜形成、细胞壁结构改变及代谢途径调节等方式，全程参与食源性金黄色葡萄球菌耐药性的产生与演化过程。信号通路与基因突变、水平基因转移等其他耐药性调控机制相互作用，协同调控，共同构成金黄色葡萄球菌体内复杂的耐药调控网络。这些机制同时受食品基质（高糖、高盐、高蛋白）与加工条件（低温、热力处理、防腐剂添加）的特异性调控，进一步形成食源性金黄色葡萄球菌特有的耐药机制。目前，金黄色葡萄球菌信号通路相关耐药机制已获得较为深入的研究，但基于该机制的食品靶向防控策略尚处于起步阶段，仍面临诸多挑战。例如，已发现的有效作用靶点种类较少且较为单一，研究多集中于群体感应系统；多数研究仅停留在抑制剂对信号通路相关基因或蛋白表达量的影响层面，缺乏对具体抑制分子机制的深入解析；已开发的食品级信号通路抑制剂，其安全性、有效性等特性仍需进一步优化；多数抑制剂（如OHM）生产成本较高，难以实现大规模工业化应用，部分抑制剂（如白藜芦醇）在食品高温加工过程中稳定性较差。未来研究除了要更加深入地挖掘食品基质对金黄色葡萄球菌信号通路的精细调控机制外，还需挖掘更多信号通路关键靶点（如双组分信号转导系统），开发高效、低毒、适配食品加工的新型抑制剂。同时探索加工工艺协同防控（如热力处理与智能包装联用）、耐药基因阻断技术（如CRISPR-Cas系统）、抑制剂与传统抗菌剂联合使用等创新型信号通路抑制方式，以期有效应对食源性金黄色葡萄球菌耐药性带来的严峻食品安全与卫生挑战。

引文格式：

刘子宇, 姚伯卿, 李平兰. 食源性金黄色葡萄球菌耐药性相关信号通路作用机制及靶向防控策略[J]. 食品科学, 2026, 47(10): 394-407. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251105-041.

LIU Ziyu, YAO Boqing, LI Pinglan. Role of signaling pathways in the antibiotic resistance of foodborne Staphylococcus aureus and targeted control strategies[J]. Food Science, 2026, 47(10): 394-407. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251105-041 .

实习编辑：彤禾；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为进一步促进动物源食品科学理论的完善与创新，加速科研成果向实际生产力的转化，助力产业实现高质量、可持续发展，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、中国食品杂志社与海南大学、海南热带海洋学院、江西农业大学共同举办的“2026年动物源食品科学与人类健康研讨会”，将于2026年11月14-15日（11月13日报到）在中国 海南 海口召开。

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