兒童的免疫系統(tǒng)發(fā)育不完全，且普遍缺乏良好的衛(wèi)生習(xí)慣。在幼兒園這樣的環(huán)境中，兒童的生活密度較高，這也導(dǎo)致幼兒園很容易成為疾病傳播的溫床。近日，青島能源所與寶潔公司合作，利用簡化宏基因組測序技術(shù)2bRAD-M，首次在種水平分辨率上解析幼兒園內(nèi)不同區(qū)域、物品及兒童手掌的微生物群落，為特定人群的疾病預(yù)防、健康管理、患病風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控等提供指導(dǎo)性意見，相關(guān)成果發(fā)表于Frontiers in Microbiology《微生物學(xué)前沿》。
青島能源所與寶潔公司合作描繪幼兒園微生物圖譜
微生物無處不在，遍布室內(nèi)各處。它們通過接觸食物、與人體皮膚接觸或和直接被吸入等方式與人體微生物產(chǎn)生聯(lián)系，進(jìn)而對人體健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。兒童喜歡吃手或者啃咬玩具，因此室內(nèi)微生物對兒童健康的影響尤為明顯。學(xué)齡前期（3~6歲）兒童，平均每天有超過8小時(shí)待在幼兒園，對幼兒園內(nèi)微生物圖譜的認(rèn)知與評價(jià)，有助于指導(dǎo)人群健康防護(hù)與感染控制，為兒童健康保駕護(hù)航。
環(huán)境微生物的生物量低且降解嚴(yán)重，如何開展高通量、高分辨率、高靈敏度解析是亟待解決的業(yè)界難題。以青島市兩所幼兒園為模型，青島能源所和寶潔公司組成的聯(lián)合研究小組采集了來自7個(gè)室內(nèi)表面和15名兒童手掌的114個(gè)樣本，利用前期開發(fā)的2bRAD-M技術(shù)（
Sun, et al., Genome Biol, 2022），對樣本中的微生物進(jìn)行了種水平的測量與分析。結(jié)果表明，兩所幼兒園存在自己獨(dú)特的微生物組成，且手摸過的物體表面微生物組成與人體菌群組成更為相似，而地板上的微生物組成則與環(huán)境菌群更為相似。手是兒童身體與環(huán)境表面之間微生物傳播的重要媒介，本研究發(fā)現(xiàn)幼兒園環(huán)境中的微生物組成主要可分為廁所地板/游戲室地板、兒童手掌/物體簇，游戲室灰塵簇三類，且手掌微生物與各物體表面存在交互關(guān)系，玩具表面和繪本為兒童手掌的微生物貢獻(xiàn)最多。這些數(shù)據(jù)證明“手”是幼兒園室內(nèi)微生物交叉?zhèn)鞑サ闹饕浇椤?
種水平分辨率菌群解析，有助于全面了解幼兒園環(huán)境致病風(fēng)險(xiǎn)。在耐藥病原菌檢測方面，兩倍于其他表面的耐藥菌檢出率說明玩具需要頻繁的衛(wèi)生干預(yù)。在條件致病菌檢測方面，樣本中共鑒定出34種條件致病菌。令人驚奇的是，兒童的手掌可能比那些傳統(tǒng)認(rèn)知中“臟”的物體表面 (如廁所地板）藏有更多種類的條件致病菌。這一結(jié)果指出，幼兒園需要對兒童的手掌進(jìn)行更嚴(yán)格的衛(wèi)生控制。此外，在兒童手掌上的條件致病菌大多與呼吸道和胃腸道感染有關(guān)。
本研究發(fā)現(xiàn)兒童的手比環(huán)境場所存在更多病原體，突出“手”衛(wèi)生清潔的重要性。物體表面（如玩具）攜帶大量病原體，有助于確定幼兒園內(nèi)衛(wèi)生清潔的重點(diǎn)區(qū)域。在此基礎(chǔ)上，針對多個(gè)地點(diǎn)、時(shí)間和居住因素進(jìn)行大規(guī)模的研究，有助于確定幼兒園“健康生態(tài)系統(tǒng)基線”，最終制定幼兒與室內(nèi)環(huán)境健康共生的合理策略。
該工作由單細(xì)胞中心徐健研究員與寶潔公司劉吉泉博士主持完成，得到了中科院-寶潔創(chuàng)新合作框架iMicroCare的支持。
原文鏈接：
TzeHau Lam, Dillon Chew, Helen Zhao, Pengfei Zhu, Lili Zhang, Yajie Dai, Jiquan Liu*, Jian Xu*. Species-resolved metagenomics of kindergarten microbiomes reveal microbial admixture within sites and potential microbial hazards. Frontiers in Microbiology 2022, 13.
