48种元素血清元素组学与女性生育能力之间的关联：来自中国一项嵌套病例对照研究的证据

《International Journal of Hygiene and Environmental Health》：Association between serum elementomics of 48 elements and female fecundity: evidence from a nested case-control study in China

非结核分枝杆菌（NTM）检测新方法及在水源性疾病中的应用。本研究开发并验证了一个标准化NTM检测协议，通过水过滤、超声处理、CPC脱污和培养步骤，评估了重复性（CV≤15%）、可重复性（CV≤22%）及回收率（67-131%）。实验室间比较显示回收率达83%，确认了协议的稳定性。在12起临床感染调查中，92%的水样检测到NTM，其中55%的病例通过基因分析（WGS）确认了临床与环境菌株的一致性，成功追踪到水作为感染源。该协议为NTM防控提供了可靠方法，适用于环境实验室和结核病研究机构。

　　本研究探讨了非结核分枝杆菌（NTM）在自来水中的检测与定量方法，并评估了该方法的重复性、再现性和实验室间一致性。NTM作为新兴病原体，可引起肺部及肺外感染，其传播途径多样，包括通过水雾吸入、皮肤病变污染或医疗操作中的直接接种。由于NTM生长条件苛刻，且缺乏标准化的分离方法，从水样中分离NTM的工作较少。为此，我们提出了一种标准化的NTM检测流程，适用于自来水环境，并通过实验验证了其在检测NTM方面的有效性。

### 1. NTM的传播与感染风险

NTM广泛存在于自然环境和人工环境中，如土壤、饮用水、工业用水、医院用水以及污水系统。它们能够形成生物膜，并通过吞噬细胞侵入，这使得它们在水网络中难以被清除。NTM的感染途径多样，包括吸入水雾、皮肤接触污染水源或医疗操作过程中污染。因此，明确NTM的来源对于预防新的感染至关重要。然而，目前NTM的检测主要依赖于传统的结核病诊断方法，或从环境水体中进行的非标准化处理，导致其在实际应用中存在一定的局限性。

为了更好地理解NTM的传播模式，我们对从2014年至2024年间报告的NTM感染案例进行了回顾性调查。这些案例主要涉及医院、公共设施、患者居住地等。通过对水样进行标准化检测，我们希望能够识别出这些感染的潜在来源，并为后续的预防措施提供科学依据。

### 2. NTM检测与定量的标准化流程

本研究提出了一套标准化的NTM检测与定量流程，主要包括以下几个步骤：首先，使用硫代硫酸盐瓶采集250毫升自来水样本，然后通过0.45微米的聚碳酸酯膜进行过滤。过滤后的膜在超声波处理后，再进行去污染处理，使用0.1%的鲸蜡醇氯化物（CPC）进行去污染。处理后的样本被接种到含抗微生物成分的Middlebrook 7H10固体培养基上，并在30℃或37℃下培养最多6周。为了提高检测的准确性，我们还使用了不同的培养基和温度条件进行实验，并结合显微镜和分子技术对NTM进行鉴定。

### 3. 实验方法与数据分析

在实验过程中，我们评估了该方法的重复性、再现性以及回收率。我们选择了两种代表性NTM菌株——缓慢生长的*M. avium*和快速生长的*M. chelonae*，并将其加入到无菌水中进行实验。实验结果显示，该方法在不同条件下表现出良好的重复性和再现性。对于*M. avium*，其回收率在30℃和37℃下分别为119%至131%；而对于*M. chelonae*，其回收率在无PANTA和含PANTA的条件下分别为67%和81%。此外，我们还评估了CPC去污染方法的有效性，发现即使在加入*Pseudomonas aeruginosa*的情况下，CPC仍然能够有效回收NTM，而不会影响其生长。

在实验室间比较方面，我们使用了两个不同的实验室对六种水样进行了盲测。结果显示，NTM的回收率为83%，表明该方法具有良好的再现性。进一步的分析表明，不同实验室之间对*M. chelonae*的回收率存在差异，尤其是在37℃条件下，回收率较低。相比之下，*M. avium*在不同温度下的回收率相对稳定。这提示我们，根据不同的NTM类型选择合适的培养温度可能有助于提高检测效率。

### 4. 实际应用与感染源识别

从2014年至2024年，我们使用该方法对12项NTM感染源调查进行了分析，涉及24名患者。在这些调查中，NTM在11项（92%）中被成功检测到，其中6项（55%）的临床分离株与环境样本中的NTM菌株相同。通过基因组分析，我们发现有5项调查（42%）的临床与环境样本之间的基因型匹配，进一步支持了NTM通过水传播的可能性。这些感染源包括医疗设备（如心脏肺循环机）、家庭用水（如淋浴器）、公共设施（如游泳池）以及美容相关产品（如纹身墨水）。

值得注意的是，在一项涉及75个心脏肺循环机（HCU）水样的调查中，24个样本（33%）检测出*M. chimaera*。此外，2022年至2023年间，10个HCU水样仍保持阳性，表明*M. chimaera*在某些环境中具有持续存在和传播的风险。通过全基因组测序（WGS），我们发现这些HCU样本中的*M. chimaera*菌株与临床分离株属于同一流行群，进一步支持了HCU作为感染源的可能性。

### 5. 方法的优缺点与改进方向

尽管本研究提出的方法在NTM检测方面表现出良好的重复性和再现性，但其仍然存在一些局限性。首先，该方法涉及多个步骤，包括过滤、去污染和离心，这使得整个过程较为耗时。其次，抗微生物成分PANTA的添加是手动进行的，这可能影响实验室的标准化操作。此外，我们尚未将该方法与水生物膜的分析方法（如异养平板计数、荧光显微镜或焦磷酸测序）进行比较，这些方法可能提供更全面的水样微生物信息。

未来的研究可以考虑优化该方法，使其更适用于自动化检测系统。同时，可以进一步验证该方法在不同水样类型中的适用性，包括饮用水、工业用水和污水处理等。此外，随着技术的进步，新型的NTM专用培养基（如NTM Elite培养基）可能提供更高的回收率和更准确的鉴定结果，值得进一步研究。

### 6. 临床意义与未来展望

NTM感染的发病率正在上升，而其传播途径和宿主仍不完全明确。因此，识别NTM的来源对于预防新的感染至关重要。本研究提出的标准化方法不仅能够有效检测和定量NTM，还能够在不同实验室间实现一致性，为NTM的流行病学研究和防控措施提供可靠的数据支持。此外，该方法还可用于环境微生物监测，帮助公共卫生机构识别潜在的污染源，从而采取相应的干预措施。

在临床应用方面，该方法可用于检测患者的环境样本，如家庭用水、医院用水或公共设施用水，以确定感染是否与水有关。通过与临床样本的基因型比较，可以更准确地判断感染的传播途径，为患者提供更有效的治疗方案。随着对NTM研究的深入，未来可能需要开发更高效的检测技术，以提高检测速度和准确性，同时降低操作复杂度。

### 7. 总结

本研究提出了一种标准化的NTM检测与定量方法，适用于自来水环境，并通过实验验证了其在不同条件下的重复性和再现性。该方法在实际应用中表现出良好的效果，能够成功识别NTM感染的潜在来源。随着NTM感染的增加，推广该方法在环境和临床实验室中的使用，有助于更有效地控制和预防NTM感染。此外，该方法的进一步优化和推广，将为公共卫生和临床医学提供重要的技术支持。