综述:陆地源微生物向海洋宿主的全球溢出:来源、传播途径与同一健康威胁

【字体: 时间:2025年07月28日 来源:Environmental Science and Ecotechnology 14.1

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  这篇综述系统分析了陆地病原体(细菌/病毒/寄生虫/真菌)向海洋生态系统的跨域传播机制,揭示了气候变化和人类活动驱动的179种病原体(如Brucella spp.、T. gondii、morbilliviruses)通过污水排放、气溶胶等8大途径入侵海洋,强调其对海洋生物多样性、食品安全和公共卫生(One Health)的深远影响。

  

陆地源微生物向海洋宿主的全球溢出:来源、传播途径与同一健康威胁

  1. 引言
    海洋正面临陆地病原体的全面入侵。从布鲁氏菌(Brucella)到弓形虫(Toxoplasma gondii),这些传统陆地病原体通过惊人的适应性突破生态屏障,在海洋哺乳动物、鱼类甚至浮游生物中建立新据点。研究显示,过去20年此类跨系统传播事件增长超300%,其中38种细菌、39种病毒、80种寄生虫和22种真菌已形成稳定的海洋传播链。

  2. 全球分布与季节波动
    病原体分布呈现明显地域聚集性:北美东西海岸、西欧和日本沿海是细菌污染热点(占报告病例的68%),而南美东南海岸则是病毒传播高发区。季节性分析揭示,夏季暴雨后病原体检出率激增2-5倍,这与径流冲刷和温度驱动的病原增殖直接相关。值得注意的是,经济发达地区的监测数据占总数89%,凸显全球监测网络的严重失衡。

  3. 关键风险因素
    3.1 环境驱动
    气候变暖延长了病原体在海水中的存活周期,飓风等极端天气使陆地病原体向海洋的输送效率提升4-7倍。在意大利海岸,洪水后海水中SARS-CoV-2的RNA载量达到惊人的106 copies/L。

3.2 人为活动
水产养殖业是隐形推手:投喂的陆地源性饲料携带Salmonella enterica,其在外海网箱的传播半径可达12海里。更触目惊心的是,邮轮每年排放的未经处理污水含有1014 CFU/mL的耐抗生素大肠杆菌(E. coli)。

3.3 海洋生态助力
浮游生物成为"特洛伊木马":研究证实,Vibrio cholerae可附着在桡足类体表,借助其昼夜垂直迁移实现跨水层传播。而牡蛎等滤食性贝类对T. gondii卵囊的富集系数高达103倍。

  1. 典型病原体与宿主
    4.1 细菌军团
    Brucella ceti在鲸类中的流行率已达23%,其16S rRNA序列与牛羊源菌株相似度>99.7%。耐盐突变株甚至能在35‰盐度下存活28天。

4.2 病毒入侵者
海洋morbilliviruses与犬瘟热病毒(CDV)的NP蛋白同源性达97.8%,在斑海豹中引发致死率80%的群体性肺炎。更值得警惕的是,禽流感病毒在鸥类-海豚跨物种传播中已检测到PB2-E627K适应性突变。

  1. 传播途径揭秘
    从雪融径流到生物载体,病原体开辟了8条"海洋快线":
  • 气溶胶传输:Aspergillus fumigatus孢子可跨境传输400公里
  • 垂直传播:孕鼠海豹能将Brucella直接传递给胎儿
  • 渔业活动:受污染的渔网表面检出1.2×104 CFU/cm2的Listeria monocytogenes
  1. 生态与健康冲击
    在加州海域,陆地源病原体导致海獭种群年衰退率达15%。更严峻的是,人类通过生食牡蛎感染海洋型T. gondii的病例在法国已占年度报告的31%。基因组分析显示,这些"海洋适应株"拥有独特的ROP5基因型。

  2. 未来挑战
    当前检测技术对海洋基质中病原体的回收率不足40%,且缺乏评估跨生态系统传播风险的统一模型。建立覆盖陆海界面的One Health监测网络,将成为应对这场无声入侵的关键防线。

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