猪场生物安全措施对工人皮肤微生物组暴露的动态影响及公共卫生意义

这项研究通过纵向采样设计，首次揭示了美国商业化猪场工人在工作日内皮肤微生物组(Microbiome)、耐药组(Resistome)和可移动遗传元件(Mobile Genetic Elements, MGEs)的动态变化。研究人员采用16S rRNA测序和靶向富集宏基因组技术，发现强制淋浴可部分逆转工作接触导致的微生物负荷增加（200倍）和耐药基因富集，证实现有生物安全措施能有效阻断农场-社区微生物传播链，为制定人畜共患病防控策略提供了重要依据。

　　

在现代化畜牧业生产中，猪场工人长期处于独特的微生物暴露环境——他们每天需要直接接触数千头生猪，同时必须遵守严格的生物安全协议。这种特殊的工作场景引发了两个关键科学问题：动物接触会如何改变人体微生物群落？现行的淋浴等生物安全措施能否有效阻断微生物传播？这些问题不仅关乎从业者健康，更与公共卫生安全密切相关。

美国普渡大学(Purdue University)和明尼苏达大学(University of Minnesota)的研究团队在《GigaScience》发表了一项开创性研究。研究人员对中西部某商业化母猪-断奶猪一体化农场（存栏3,500头母猪和15,000头仔猪）的10名工人进行了全天候追踪采样，创新性地采用三点采样策略：工作前(T1)、工作后淋浴前(T2)和淋浴后(T3)，同时采集接触猪群的皮肤样本作为对照。通过16S rRNA扩增子测序和靶向富集宏基因组技术(Target-enriched metagenomics)，结合定量PCR和网络分析(SPIEC-EASI)，系统解析了微生物组动态变化规律。

研究发现工作日接触导致工人皮肤细菌DNA负荷激增200倍（16S拷贝数/μL），同时微生物组成发生显著改变(ANOSIM P<0.001)。值得注意的是，淋浴使微生物负荷回落到基线水平，但部分来自猪肠道的菌属（如纤维降解菌Agathabacter和未分类Lachnospiraceae UCG-010）仍持续存在。网络分析显示，工作后皮肤微生物互作网络变得稀疏，以棒状杆菌(Corynebacterium)为关键节点，而淋浴后恢复为混合群落，包含皮肤共生菌和牲畜相关菌株。

在耐药组方面，靶向富集技术检测到29类"临床重要耐药基因"，包括四环素耐药基因tetM、甲氧西林耐药基因mecA等。虽然淋浴减少了85%的耐药基因，但mecA和抗生素外排泵基因norA仍持续存在。宏基因组组装基因组(MAGs)分析发现，78%的菌株为潜在新菌株，其中60%来自猪皮肤样本。特别值得注意的是，携带mecA的并非预期中的金黄色葡萄球菌(MRSA)，而是凝固酶阴性葡萄球菌(CoNS)，这与欧洲猪场的研究发现形成鲜明对比。

这项研究首次证实：① 猪场工作会显著改变工人皮肤微生物生态，但这种改变具有可逆性；② 现行生物安全措施（如强制淋浴）能有效减少70-85%的微生物和耐药基因负荷；③ 工人皮肤携带的耐药基因主要源于人体共生菌而非牲畜直接传播。这些发现为评估农业职业暴露风险提供了新视角，证明合理设计的生物安全协议可成为阻断耐药基因传播的有效屏障。研究采用的纵向采样设计和靶向富集技术，也为未来职业微生物组研究建立了方法学范本。

从公共卫生角度看，该研究缓解了关于"农场工人可能成为耐药菌传播媒介"的担忧，同时指出需要优化现有淋浴程序以更彻底清除可移动遗传元件。正如通讯作者Noelle R. Noyes强调的："这项研究架起了 occupational health（职业健康）与One Health（全健康）理念的桥梁，证明通过工程控制手段可以实现人畜微生物组的相对隔离"。未来研究可进一步探索长期暴露对工人健康的影响，以及不同生物安全措施的性价比评估。