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为探究里马克河因高强度开发与污染面临的微生物污染及公共健康风险，研究人员利用 16S rRNA 基因 metabarcoding 技术，分析其菌群时空变异。发现大都会区微生物多样性显著降低、致病菌富集，季节影响较小，为水质管理提供科学依据。
在秘鲁海岸，里马克河是至关重要的流域，为利马和卡亚俄地区提供约 80% 的用水。然而，高强度的人为活动，如生活、医院、工业废水和采矿尾矿的排放，导致河流污染严重，水生生态系统退化，引入的微生物群落给城市人口带来公共健康风险。传统的基于培养的微生物方法存在局限性，无法全面评估不可培养的微生物，因此亟需先进的分子技术来深入研究河流的污染问题。
圣马科斯国立大学的研究人员开展了相关研究，旨在利用 16S rRNA 基因 metabarcoding 技术，表征里马克河沿岸的细菌群落，探讨空间（上、中、下游流域）和时间（旱季和雨季）的变化，分析利马特大城市对河流微生物群落的影响，并评估其公共健康风险。该研究成果发表在《Microbial Ecology》上。
研究用到的主要关键技术方法包括：在一年时间内进行四次采样，覆盖整个海拔梯度，选取 15 个地理参考采样点，采集地表水样本并现场过滤保存微生物；采用 NucleoMag? DNA/RNA Water Kit 提取环境 DNA，利用 Oxford Nanopore 的 multiplex 16S Barcoding Kit 进行 PCR 扩增和测序；运用 FASTQ16S 工作流程和多种 R 包进行生物信息学分析，包括分类学分析、多样性指数计算、聚类分析和差异丰度分析等。
微生物群落组成与多样性
通过对 415,970 条 reads 的分析，发现最主要的类和门分别是贝塔变形菌纲（Betaproteobacteria）和假单胞菌门（Pseudomonadota），还鉴定出 162 个目，其中伯克霍尔德氏菌目（Burkholderiales）最为丰富，检测到 3829 个操作分类单元（OTUs）。在大都会区，微生物多样性显著低于区域区，且在大部分采样活动中差异显著，仅在第四次采样时趋势有所逆转但无统计学意义，说明人为活动对大都会区微生物多样性有显著影响。
空间和时间差异
层次聚类和多维标度分析显示，大都会区样本聚为一类，微生物组成均匀，而区域区样本形成不同簇，多样性更高。ANOSIM 分析表明大都会区和区域区差异显著，旱季和雨季之间无显著差异，但排除大都会区后，区域区不同月份样本存在显著差异，说明利马的影响超越了季节变化。
致病菌分布
大都会区中，γ- 变形菌纲（Gammaproteobacteria）和 ε- 变形菌纲（Epsilonproteobacteria）更为丰富， Aliarcobacter cryaerophilus 和 Acinetobacter johnsonii 是主要优势菌。Aliarcobacter cryaerophilus 作为粪便污染指标和潜在公共健康危害菌，在四次采样中有三次最为普遍，其在水中的抗性及与感染的关联凸显了公共健康风险。
研究表明，利马特大城市对里马克河微生物群落的影响显著超过空间和季节变化，大都会区微生物多样性降低，致病菌富集，尤其是 Aliarcobacter cryaerophilus 的高丰度带来公共健康隐患。这强调了采用先进分子技术全面监测河流微生物的必要性，也为制定水质管理策略、建设污水处理厂和保障水资源可持续性提供了关键数据。该研究不仅加深了对城市污染影响水生微生物群落机制的理解，也为类似受人类活动影响的河流生态保护和公共健康风险管理提供了参考。
