城市微生物正在抵抗消毒劑我們是否在助長新的健康威脅?
自從最近的大流行病以來,我們對消毒劑的使用激增,但我們對無菌城市環境的推動是否會適得其反?最新研究發現,城市環境中的微生物不斷進化,以抵禦旨在消滅它們的清潔劑。 這項研究還在香港發現了以前只在南極沙漠土壤中發現的新菌株。
美國國立衛生研究院(NIH)於2007 年啟動的人類微生物組計畫首次揭示了健康人體內微生物的多樣性,並正在探索特定人類疾病與微生物組之間可能存在的關係。 (從左上角開始順時針方向): 鏈球菌(圖片來源:Tom Schmidt);來自人體的混合微生物生物膜(圖片來源:A. Earl,Broad Institute/MIT);芽孢桿菌(圖片來源:Tom Schmid) ;嗜鹽馬拉色菌(圖片來源:JH,CDC)。 合成圖: 喬納森-貝利,美國國立衛生研究院國家人類基因組研究所
發表在《微生物組》(Microbiome)雜誌上的一項新研究發現了新的微生物菌株,它們已經適應了使用城市中有限的資源,並表明我們的日常行為正在改變室內環境中微生物的組成。
研究的第一作者、中國西安交通大學(XJTLU)助理教授童新朝博士說:”建築環境提供了有別於自然棲息地和工程棲息地的獨特條件。建築物眾多的地區,微生物生存所需的傳統營養物質和必需資源較少,因此這些建築環境具有獨特的微生物群。
童博士解釋說:”我們使用清潔產品和其他人造產品創造了一種獨特的環境,給微生物帶來了選擇性壓力,它們必須適應這種壓力,否則就會被淘汰,但人們對微生物在建築環境中適應和生存的機制卻知之甚少。
研究人員從香港的地鐵、住宅、公共設施、碼頭和人體皮膚等各種建築環境中採集了738 個樣本。 然後,他們使用槍式元基因組定序技術分析了微生物的基因組內容,以了解它們是如何適應充滿挑戰的城市環境的。
研究小組發現了363種以前未被發現的微生物菌株,它們生活在我們的皮膚和周圍環境中。 其中一些菌株的基因組含有代謝城市中的製成品並將其用作碳源和能源的基因。 其中包括發現了一種以前只在南極沙漠土壤中報告過的念珠菌門Eremiobacterota 菌株。
低營養建造環境中微生物的特殊代謝能力。
童博士說:”這種新型埃雷米氏菌的基因組使其能夠代謝清潔產品中的銨離子。 該菌株還具有酒精和醛脫氫酶基因,可分解常見消毒劑中的殘留酒精。利用有限資源和耐受消毒劑和金屬等製成品的能力增強的微生物,會在與非抗性菌株的競爭中勝出,從而提高它們在建築環境中的生存甚至進化能力。性,就會對健康造成危害。
研究團隊發現了11 株獨特的、以前未定性的黃體微球菌菌株,它們通常不致病,但能引起免疫力低下者的機會性感染。它們對我們行為的適應性問題在臨床環境中變得尤為重要,因為醫院是導致醫院獲得性感染(HAI)的各種病原體的熱點。 HAIs 構成了重大威脅,特別是在加護病房,死亡率高達30%。
研究人員也描述了兩種新型棒狀桿菌菌株的特徵,它們被稱為”奈米細菌”,因為它們的基因組很小,不包含許多生產自身資源的基因。
童博士說:「有些桿菌被認為是寄生菌,因為它們依賴細菌宿主提供營養。然而,在這項研究中,研究人員發現,從人體皮膚中提取的奈米細菌菌株之一含有類胡蘿蔔素和泛醌的生物合成基因。
加強對建築環境中微生物代謝功能的了解有助於制定策略,為我們創造一個健康的室內微生物生態系統。
該團隊目前正在研究重症監護室中病原微生物抗藥性的傳播和進化,因為重症監護室中的病原微生物會受到嚴格而廣泛的消毒措施的影響。 他們希望改善感染控制方法,提升醫護人員和病人的臨床環境安全性。
編譯自/ SciTechDaily