摘要：ATCC 25933是金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的標準模式菌株，隸屬于葡萄球菌科葡萄球菌屬，為革蘭氏陽性球菌，具有遺傳背景清晰、培養特性穩定、生理代謝典型等特點，生物安全等級為2級（BSL-2），廣泛應用于微生物學基礎研究、抗菌藥物敏感性測試、食品衛生檢測及生物制劑研發等領域。本文系統綜述了ATCC 25933的菌株基本信息、基因組特征、生理代謝機制，重點闡述其在抗菌藥物研發、臨床診斷標準建立、食品微生物控制及分子生物學研究中的應用，分析當前研究現狀及存在的不足，并對未來研究方向進行展望，為該菌株的進一步開發利用提供理論參考和技術支撐。
關鍵詞：金黃色葡萄球菌；ATCC 25933；基因組特征；生理代謝；抗菌藥物敏感性；應用研究
1 引言
金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是一類廣泛分布于自然界、人體皮膚及黏膜表面的革蘭氏陽性兼性厭氧球菌，隸屬于葡萄球菌科（Staphylococcaceae）葡萄球菌屬（Staphylococcus）。該菌具有較強的環境適應性和致病潛力，部分菌株可產生毒素、酶類等致病因子，引發皮膚感染、肺炎、敗血癥等多種臨床疾病，同時也是食品污染的常見致病菌，可導致食物中毒，嚴重威脅人類健康和公共衛生安全。
ATCC 25933作為金黃色葡萄球菌的標準模式菌株，由美國典型培養物保藏中心（ATCC）收錄，是首GE被廣泛認可的金黃色葡萄球菌參考菌株，其遺傳背景明確、生理生化特性典型，無強致病性但保留了該屬菌株的核心代謝特征和耐藥相關基礎基因，被全球科研機構、臨床實驗室及食品檢測領域廣泛采用。近年來，隨著基因組學、轉錄組學、代謝組學及分子生物學技術的快速發展，ATCC 25933的功能基因挖掘、代謝調控機制及應用拓展研究不斷深入，為金黃色葡萄球菌的致病機制研究、抗菌藥物研發及食品安全控制提供了重要的模式材料。本文結合國內外相關研究成果，對ATCC 25933的核心特征及應用進展進行系統梳理，為該菌株的深入研究和多元化應用提供全面參考。
2 金黃色葡萄球菌ATCC 25933的基本特征
2.1 菌株分類與生物學特性
ATCC 25933隸屬于細菌域、厚壁菌門、芽孢桿菌綱、葡萄球菌目、葡萄球菌科、葡萄球菌屬，分類學名稱為Staphylococcus aureus Rosenbach，是金黃色葡萄球菌的標準參考菌株。該菌株為革蘭氏陽性球菌，呈球形，直徑約0.8~1.0 μm，無鞭毛、無芽孢，不運動，常以葡萄串狀排列，這一形態特征是其與其他葡萄球菌屬菌株的典型區別之一。
ATCC 25933為兼性厭氧菌，最適生長溫度為35~37℃，最適pH值為7.0~7.5，在普通培養基（如營養瓊脂NA、胰蛋白胨大豆瓊脂TSA）上均可良好生長，菌落呈金黃色、圓形、凸起、表面光滑、邊緣整齊，直徑約1~2 mm，菌落顏色源于其產生的類胡蘿卜素類色素，該色素具有抗氧化作用，可增強菌株對環境脅迫的耐受能力。在血瓊脂平板上，該菌株可呈現β-溶血現象，即菌落周圍出現透明的溶血環，這是由于其分泌的溶血素能夠破壞紅細胞膜所致，也是金黃色葡萄球菌的重要生化特征之一。
該菌株的生物安全等級為2級（BSL-2），具有輕微致病性，可產生少量溶血素、凝固酶等毒力因子，但無強致病能力，適合實驗室常規操作及規?；囵B。其培養特性穩定，可耐受一定范圍的溫度、pH及滲透壓變化，在含5%~10% NaCl的培養基中仍可正常生長，這一特性使其能夠適應人體皮膚、黏膜及食品等多種環境。
2.2 菌株主要別名與來源
ATCC 25933具有多個國際公REN的菌株別名，包括NCTC 8325、DSM 20231、CCUG 15956、CIP 65.15等，這些別名對應不同國際微生物保藏機構收錄的同一菌株，便于不同研究團隊之間的實驗結果對比與重復。該菌株最初從人體皮膚分離鑒定，后被多個國際微生物保藏中心收錄，其中ATCC收錄編號為ATCC® 25933™，作為標準參考菌株向全球科研機構、臨床實驗室及企業提供，廣泛應用于各類微生物學研究、臨床診斷及質量控制工作。
3 金黃色葡萄球菌ATCC 25933的基因組特征
ATCC 25933作為金黃色葡萄球菌的標準模式菌株，其全基因組序列于2001年正式發布，采用Sanger測序技術完成組裝，后續通過Illumina、PacBio等新一代測序技術進一步優化，使基因組序列準確性和完整性得到顯著提升，為功能基因挖掘、代謝調控機制研究及耐藥性研究提供了可靠的序列基礎。
3.1 基因組基本信息
ATCC 25933的基因組全長約2.81 Mb，GC含量為32.8%，基因組呈環狀，包含1個染色體，無質粒?；蚪M組裝完成后獲得的contig數量少，N50值較高，表明基因組組裝完整性較好。測序數據顯示，其基因組覆蓋深度均勻，序列準確性高，為后續的基因組注釋及功能研究提供了堅實保障。與其他金黃色葡萄球菌菌株相比，ATCC 25933的基因組大小處于中等水平，其GC含量符合葡萄球菌屬的典型特征（30%~35%），基因組結構簡潔，無過多冗余序列，便于功能基因的挖掘和分析。
3.2 基因組注釋特征
基因組注釋結果顯示，ATCC 25933共包含2660個編碼序列（CDS），其中約88%的編碼序列具有明確的功能注釋，剩余12%為假設蛋白（hypothetical proteins），推測這些假設蛋白可能參與菌株的環境適應、毒力調控及代謝調控等過程，有待進一步實驗驗證。此外，該基因組包含6個rRNA操縱子（包括16S、23S、5S rRNA基因）、58個tRNA基因，為菌株的蛋白質合成提供了必要的分子基礎。
通過基因組序列分析，已初步鑒定出ATCC 25933中與生理代謝、毒力表達、耐藥性及環境適應相關的功能基因，其中包括：毒力相關基因（如hla、hlb溶血素基因，coa凝固酶基因），這些基因參與菌株毒力因子的合成，是其輕微致病性的分子基礎；代謝相關基因（如糖酵解途徑相關基因、氨基酸代謝相關基因），為菌株的生長繁殖提供能量和物質支撐；耐藥相關基礎基因（如mecA基因前體、efflux pump基因），使其對部分抗菌藥物具有一定的耐受能力；環境適應相關基因（如熱休克蛋白基因、滲透壓調節基因），增強了菌株對極DUAN環境的耐受能力。
4 金黃色葡萄球菌ATCC 25933的生理代謝機制
金黃色葡萄球菌ATCC 25933具有多樣的生理代謝能力，能夠利用多種碳源、氮源及無機鹽進行生長繁殖，其代謝途徑復雜，涉及碳水化合物代謝、蛋白質代謝、脂肪代謝及次級代謝等多個方面，同時其代謝過程受到嚴格的調控，確保菌株在不同環境條件下能夠穩定生長，這也是其能夠廣泛分布于不同環境的重要原因。
4.1 碳水化合物代謝機制
ATCC 25933能夠利用葡萄糖、蔗糖、乳糖、麥芽糖等多種碳水化合物作為碳源和能源，其碳水化合物代謝主要通過糖酵解途徑（EMP途徑）、磷酸戊糖途徑（PPP途徑）及發酵途徑完成。葡萄糖作為最易利用的碳源，通過EMP途徑分解為丙酮酸，丙酮酸在有氧條件下進入三羧酸循環（TCA循環）徹DI氧化分解，產生ATP、NADH等能量物質，為菌株的生長繁殖提供動力；在無氧條件下，丙酮酸通過發酵途徑轉化為乳酸、乙酸等產物，維持菌株的代謝平衡。
此外，ATCC 25933含有淀粉酶、蔗糖酶等多種碳水化合物降解酶基因，能夠合成并分泌相關酶類，將復雜碳水化合物分解為可利用的小分子物質，便于菌株吸收利用。同時，該菌株能夠在高滲透壓環境下生長，通過合成脯氨酸、甜菜堿等相容性溶質，調節細胞內滲透壓，適應不同環境的滲透壓變化，這一特性使其能夠在人體皮膚、食品等高滲環境中存活。
4.2 毒力因子合成與調控機制
ATCC 25933的毒力因子合成受到多種基因的協同調控，主要包括溶血素、凝固酶、腸毒素等毒力因子，其合成過程與環境條件（如營養、溫度、pH）密切相關。溶血素（如α-溶血素、β-溶血素）是該菌株的重要毒力因子，由hla、hlb等基因編碼，能夠破壞紅細胞膜，導致溶血現象，同時對人體細胞具有一定的損傷作用；凝固酶由coa基因編碼，能夠使血漿凝固，幫助菌株逃避宿主免疫系統的清除，增強其在宿主體內的存活能力。
毒力因子的合成主要受到agr、sarA等調控系統的調控，其中agr系統是金黃色葡萄球菌毒力調控的核心系統，能夠感知菌株的群體密度，當菌株密度達到一定閾值時，激活agr系統，促進毒力因子的合成；sarA系統則通過調控agr系統及其他毒力基因的表達，參與毒力因子的合成調控，確保菌株在適宜的環境條件下表達毒力因子，增強其生存能力。
4.3 耐藥相關代謝機制
ATCC 25933作為標準敏感菌株，對多數抗菌藥物（如青霉素、頭孢類抗生素、紅霉素等）具有敏感性，但含有耐藥相關的基礎基因，其耐藥機制主要包括酶解作用、主動外排、靶位修飾等。例如，該菌株含有β-內酰胺酶基因前體，在外界壓力（如抗菌藥物脅迫）下，可通過基因突變激活該基因，合成β-內酰胺酶，水解β-內酰胺類抗菌藥物的β-內酰胺環，使其失去抗菌活性；同時，該菌株含有efflux pump基因，能夠編碼主動外排系統，將細胞內的抗菌藥物排出體外，降低細胞內抗菌藥物濃度，從而獲得一定的耐藥性。
此外，ATCC 25933的耐藥性還可通過基因水平轉移獲得，其基因組中含有整合子、轉座子等可移動遺傳元件，能夠捕獲外界的耐藥基因，整合到自身基因組中，從而獲得新的耐藥特性，這一機制也為金黃色葡萄球菌耐藥性的傳播提供了分子基礎。
5 金黃色葡萄球菌ATCC 25933的應用研究
由于ATCC 25933具有遺傳背景清晰、培養穩定、生理代謝典型、敏感性明確等特點，且作為標準參考菌株具有良好的可比性，已被廣泛應用于微生物學基礎研究、臨床診斷、抗菌藥物研發、食品衛生檢測及分子生物學研究等多個領域，具體應用如下。
5.1 抗菌藥物研發與敏感性測試應用
ATCC 25933是抗菌藥物研發和敏感性測試的標準參考菌株，被國際標準化組織（ISO）、美國臨床和實驗室標準協會（CLSI）等機構指定為抗菌藥物敏感性測試的質控菌株。在抗菌藥物研發過程中，該菌株被用于新型抗菌藥物的篩選、抗菌活性評估及作用機制研究，例如，通過測定新型抗菌化合物對ATCC 25933的最DI抑菌濃度（MIC）和最DI殺菌濃度（MBC），評估其抗菌活性；通過分析抗菌藥物處理后ATCC 25933的基因表達變化，揭示抗菌藥物的作用機制。
在臨床實驗室中，ATCC 25933被用于抗菌藥物敏感性測試的質量控制，確保檢測結果的準確性和可靠性。例如，在臨床分離的金黃色葡萄球菌菌株抗菌敏感性測試中，同時接種ATCC 25933作為質控菌株，若質控菌株的MIC值在標準范圍內，則表明測試結果有效，否則需重新測試，這一應用為臨床合理用藥提供了重要保障。此外，該菌株還被用于抗菌藥物聯合用藥效果的評估，為臨床抗菌藥物的合理搭配提供實驗依據。
5.2 臨床診斷與致病機制研究應用
ATCC 25933作為金黃色葡萄球菌的標準模式菌株，其生理生化特性、基因特征為臨床金黃色葡萄球菌的鑒定和診斷提供了參考標準。在臨床診斷中，可通過對比臨床分離菌株與ATCC 25933的形態特征、生化反應及基因序列，實現金黃色葡萄球菌的快速鑒定，為臨床感染的診斷和治療提供依據。
同時，ATCC 25933被廣泛用于金黃色葡萄球菌致病機制的研究，作為模式菌株，其毒力因子合成調控機制、宿主相互作用機制的研究，為解析臨床致病性金黃色葡萄球菌的致病機制提供了重要參考。例如，通過研究ATCC 25933的溶血素、凝固酶等毒力因子的合成調控機制，可深入理解金黃色葡萄球菌的致病過程，為新型疫苗和抗菌制劑的研發提供分子靶點；通過研究ATCC 25933與宿主細胞的相互作用，可揭示其入侵宿主、逃避免疫系統清除的機制，為臨床感染的防治提供新的思路。
5.3 食品衛生檢測與質量控制應用
金黃色葡萄球菌是食品污染的常見致病菌，可產生腸毒素，導致食物中毒，ATCC 25933作為標準參考菌株，被廣泛應用于食品衛生檢測和質量控制工作。在食品微生物檢測中，該菌株被用于食品中金黃色葡萄球菌檢測方法的驗證、檢測試劑的校準及食品殺菌效果的評價。例如，在食品加工過程中，可利用ATCC 25933作為指示菌株，驗證巴氏殺菌、高溫滅菌等殺菌工藝的效果，確保食品的安全性；同時，該菌株也可用于食品微生物檢測試劑盒的質量控制，確保檢測結果的準確性和可靠性。
此外，ATCC 25933被用于食品中金黃色葡萄球菌污染風險的評估，通過模擬食品加工和儲存過程，研究ATCC 25933在不同食品基質、不同儲存條件下的生長繁殖規律，為食品衛生標準的制定和食品安全控制提供實驗依據。同時，該菌株還被用于天然食品防腐劑的篩選和評估，通過測定天然提取物對ATCC 25933的抑制作用，篩選出高效、安全的天然食品防腐劑，替代化學防腐劑，提高食品的安全性和保質期。
5.4 分子生物學與基礎研究應用
ATCC 25933作為金黃色葡萄球菌的標準模式菌株，遺傳背景清晰、基因組序列完整，是分子生物學和微生物學基礎研究的重要材料。該菌株被廣泛用于基因克隆、表達調控、基因突變等方面的研究，作為基因克隆和表達的宿主菌株，用于外源基因的表達和產物的合成，例如，利用ATCC 25933作為宿主，表達抗菌基因、毒力因子基因，實現產物的高效合成，為生物制劑的研發提供技術支撐。
同時，ATCC 25933被用于微生物學教學實驗，作為典型的革蘭氏陽性球菌，其形態觀察、生化反應、培養特性等實驗內容，是微生物學教學中的重要實驗項目，有助于學生掌握微生物的基本檢測方法和技能。此外，該菌株還被用于環境微生物學研究，作為指示菌株，用于評估環境中金黃色葡萄球菌的污染程度和生態分布，為環境治理提供參考。
6 研究現狀與展望
6.1 研究現狀
目前，關于ATCC 25933的研究主要集中在基因組特征解析、生理代謝機制、抗菌藥物敏感性測試及致病機制研究等層面，已明確其基因組基本信息、主要生理代謝途徑及部分功能基因的作用，初步拓展了其在臨床診斷、抗菌藥物研發、食品衛生檢測等領域的應用。但現有研究仍存在一些不足：一是其基因組中約12%的假設蛋白功能尚未明確，無法全面解析菌株的代謝調控網絡、環境適應機制及毒力調控機制；二是耐藥機制的研究仍需深入，尤其是其耐藥基因的水平轉移機制、外界壓力下的耐藥進化規律研究較為薄弱；三是其應用場景仍需進一步拓展，在新型疫苗研發、生物傳感器構建、環境修復等領域的研究較為有限；四是規模化培養條件的優化不足，菌株的生長效率和產物分泌量仍需提高，限制了其產業化應用。
6.2 未來展望
針對當前研究存在的不足，未來可從以下幾個方面開展深入研究：一是利用轉錄組學、蛋白質組學及代謝組學等多組學技術，挖掘ATCC 25933中假設蛋白的功能，解析其代謝調控網絡、毒力調控機制及環境適應機制，明確不同環境條件下的基因表達差異及調控路徑；二是深入研究其耐藥機制，重點關注耐藥基因的水平轉移機制、耐藥進化規律，為金黃色葡萄球菌耐藥性的防控提供理論依據；三是拓展其應用場景，深入研究該菌株在新型疫苗、生物傳感器、環境修復等領域的應用潛力，開發基于該菌株的新型生物產品；四是優化該菌株的規模化培養條件及保存方法，提高其生長效率和產物分泌量，建立高效的產業化培養體系，推動其產業化應用；五是開展ATCC 25933與其他金黃色葡萄球菌菌株的對比研究，分析其遺傳多樣性及功能差異，為金黃色葡萄球菌屬的系統分類及應用研究提供參考。
7 結論
金黃色葡萄球菌ATCC 25933作為標準模式菌株，具有清晰的遺傳背景、穩定的培養特性、典型的生理代謝能力及明確的敏感性，其基因組序列的解析為功能基因挖掘、代謝調控機制研究及應用拓展提供了重要基礎。該菌株在抗菌藥物研發、臨床診斷、食品衛生檢測、分子生物學基礎研究等領域具有廣泛的應用價值，其生理代謝機制、毒力調控機制及耐藥機制的研究不僅有助于理解金黃色葡萄球菌的環境適應策略和致病規律，也為新型抗菌藥物、疫苗及食品防腐劑的研發提供了重要靶點和菌株資源。
當前關于ATCC 25933的研究仍存在功能基因未明確、耐藥機制研究不深入、應用場景有限及規模化培養不足等問題，未來通過多組學技術結合分子生物學、基因工程等實驗手段，深入解析其代謝調控及毒力調控機制，優化菌株改造及規模化培養技術，拓展其應用領域，將進一步發揮該菌株在微生物學研究及產業化應用中的重要作用，為臨床感染防治、食品安全控制、生物制劑研發等相關領域的發展提供理論支撐和技術保障。
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