近期，Lucia Maestre-Carballa等人在線發(fā)表了《Metagenomic airborne resistome from urban hot spots through the One Health lens》由撰寫，探討了城市熱點(diǎn)區(qū)域空氣中的抗生素抗性基因(ARGs)。這些基因?qū)θ祟惤】禈?gòu)成嚴(yán)重威脅，并且可以通過空氣傳播，尤其在“同一健康”框架下，即人類、動物和生態(tài)系統(tǒng)的健康緊密相連。研究重點(diǎn)監(jiān)測了兩個關(guān)鍵地點(diǎn)：一個污水處理廠和一個醫(yī)院的室內(nèi)外空氣，以評估空氣中的抗性基因和抗性細(xì)菌的多樣性。

研究方法

研究使用了宏基因組學(xué)技術(shù)來監(jiān)測空氣中的抗性基因組。選擇了兩個城市熱點(diǎn)區(qū)域：一個醫(yī)院和一個污水處理廠(WWTP)，對這些區(qū)域的空氣樣本進(jìn)行了采樣和分析。研究確認(rèn)了通過熒光顯微鏡觀察到的類細(xì)胞結(jié)構(gòu)的存在，并揭示了空氣中收集的顆粒物中存在多種ARGs和高度多樣性的耐藥細(xì)菌。

空氣采樣器的作用

在這項(xiàng)研究中，Bertin Technologies品牌的Coriolis Micro空氣采樣器發(fā)揮了關(guān)鍵作用。該設(shè)備用于在醫(yī)院和污水處理廠的室內(nèi)外環(huán)境中收集空氣樣本。Coriolis Micro以300 L/min的流速和0.5米的高度以上地面進(jìn)行采樣，總共采集的空氣體積從52.5到108 m?不等。這種采樣器的設(shè)計(jì)允許在10 mL的無菌PBS 1X中收集空氣中的顆粒物和微生物。

Coriolis Micro空氣采樣器的價值

Coriolis Micro空氣采樣器的價值在于其能夠收集空氣中的微生物和顆粒物，這對于評估空氣中的抗性基因組至關(guān)重要。該設(shè)備能夠捕獲與滴液、氣溶膠或其他大于0.5微米的顆粒物相關(guān)的病毒。此外，Coriolis Micro的使用提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化的方法來收集空氣樣本，這對于比較不同研究中獲得的樣本至關(guān)重要，因?yàn)樗鼫p少了由于不同方法引入的偏差和變異性。

實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)包括以下幾個步驟：

1. 采樣點(diǎn)選擇：在西班牙阿利坎特市的一個醫(yī)院和一個污水處理廠進(jìn)行空氣樣本采集。

2. 空氣樣本處理和測序：使用Coriolis Micro采樣器收集的空氣樣本被運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行核酸提取和SYBR Gold染色。樣本通過0.2 μm的Isopore膜濾器過濾，以保留顆粒物和微生物。

3. 生物信息學(xué)分析：對空氣樣本的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量過濾，并使用Kaiju程序進(jìn)行分類。使用SPAdes進(jìn)行組裝，只考慮大于500 bp的contigs進(jìn)行進(jìn)一步分析。使用Prodigal預(yù)測ORFs，并通過比對ARG數(shù)據(jù)庫來注釋ARGs。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，污水處理廠的樣本中ARGs的相對豐度最高，每Gb和每立方米空氣中有32個ARGs命中，其次是醫(yī)院主入口（室內(nèi)）的樣本，大約每Gb和每立方米空氣中有5個ARGs命中。醫(yī)院入口樣本展示了最高的ARGs豐富度，共有152種不同的ARGs，分為九類抗生素抗性。在醫(yī)院室內(nèi)空氣中檢測到攜帶ARGs的常見共生和致病細(xì)菌，如Moraxella、Staphylococcus和Micrococcus。值得注意的是，所有分析樣本中沒有共享的ARGs，表明空氣抗性基因組的動態(tài)高度可變。此外，研究中在分析的空氣病毒分?jǐn)?shù)中沒有發(fā)現(xiàn)ARGs，表明空氣病毒在ARGs傳播中的作用可以忽略不計(jì)。

結(jié)論

這項(xiàng)研究提供了城市空氣中ARGs和耐藥細(xì)菌的詳細(xì)畫像，強(qiáng)調(diào)了空氣傳播對人類健康的潛在風(fēng)險。研究結(jié)果表明，醫(yī)院和污水處理廠等城市熱點(diǎn)區(qū)域是ARGs和耐藥細(xì)菌的潛在排放源，這些區(qū)域的研究對于理解同一健康視角下的抗微生物抗性至關(guān)重要。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，通過Coriolis Micro采樣器收集的空氣樣本中沒有檢測到ARGs的病毒載體，這表明空氣病毒在ARGs的傳播中可能不起主要作用。

總結(jié)

本文通過使用Coriolis Micro空氣采樣器，提供了城市空氣中抗生素抗性基因組的深入分析。這項(xiàng)研究不僅揭示了空氣中抗性基因的多樣性和豐度，而且還強(qiáng)調(diào)了監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量的重要性，以及評估ARGs在室內(nèi)外環(huán)境中的傳播。通過這項(xiàng)研究，我們可以更好地理解ARGs的環(huán)境動力學(xué)，并為制定有效的公共衛(wèi)生策略提供科學(xué)依據(jù)。