生物气溶胶是微生物传播的重要载体,其中耐药真菌的急性感染每年导致约 375 万人死亡[1],因此,解析空气真菌群落的动态及其主要来源对防控真菌疾病具有重要意义。本研究自2021年起,通过对香港城市路边与海岸自然背景点的 空气颗粒物(PM2.5 、PM10 、TSP)及潜在源环境进行对照采样,并进行16S和ITS 扩增子及宏基因组测序,以分析空气中的细菌真菌群落、真菌耐药性及其来源。 研究发现:城市空气和自然空气有着极显著的微生物群落差异,城市中的空气微 生物多样性显著下降,其中真菌群落中的腐生菌和潜在植物病原菌的丰度均显著 减少,而世界卫生组织(WHO)列为关键耐药真菌病原体[2]的相对丰度在城市空气 中显著上升;城市空气微生物群落的物种丰度和绝对丰度的季节性波动较自然背 景点显著减弱,表明城市化减弱了生物群落的自然周期特征;为了进一步探究城 市自然空气微生物群落差异的驱动因素,基于中性模型的群落构建过程分析[3]发 现,城市微生物群落构建的确定性过程占比显著提升,反映了城市人为活动对微 生物群落的选择压力;这种选择压力可能来自典型的城市污染,例如细菌群落受 氮氧化物浓度的显著影响,而真菌群落则受PM2.5 和PM10 浓度的影响最为明显;进 一步的溯源分析显示,空气中的真菌主要源于腐殖质环境,且建筑表面对空气微 生物的贡献较自然背景点显著增加。本研究通过对香港城市和自然大气颗粒物中 的微生物群落进行溯源,揭示了源驱动的城市自然空气微生物群落的显著差异, 为未来致病真菌传播的预防提供了重要依据。
参考文献
[1] Denning, D. W. (2024). Global incidence and mortality of severe fungal disease. Lancet Infect Dis, 24(7), e428 e438. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(23)00692-8
[2] World Health Organization. (2022). WHO fungal priority pathogens list to guide research, development and public health action. https://www.who.int/publications/i/item/9789240060241
[3] Ning, D., Deng, Y., Tiedje, J. M., & Zhou, J. (2019). A general framework for quantitatively assessing ecological stochasticity. Proc Natl Acad Sci U S A, 116(34), 16892-16898. https://doi.org/10.1073/pnas.1904623116