《Journal of Hospital Infection》：Divergent bacterial signatures in dental clinic bioaerosols: a real-field investigation
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摘要背景牙科操作会产生含有口腔微生物的气溶胶，存在潜在的交叉感染风险。有效的感染控制需要临床环境中气溶胶行为的真实数据。目的表征常规临床条件下活动性超声牙周刮治过程中颗粒物与细菌特征。方法在背景条件和超声刮治条件下进行采样。使用光学颗粒分析仪实时监测气载颗粒。采用Anders
摘要
背景
牙科操作会产生含有口腔微生物的气溶胶，存在潜在的交叉感染风险。有效的感染控制需要临床环境中气溶胶行为的真实数据。
目的
表征常规临床条件下活动性超声牙周刮治过程中颗粒物与细菌特征。
方法
在背景条件和超声刮治条件下进行采样。使用光学颗粒分析仪实时监测气载颗粒。采用Andersen六级采样器（可培养）和基于滤膜的高流量泵（不可培养）收集生物气溶胶。从个人防护装备（PPE）和环境表面获取表面样本。通过16S rRNA测序分析细菌群落。
结果
物理与生物学气溶胶特征之间观察到显著解耦：尽管超声器械产生大量亚微米颗粒激增，但可培养微生物的回收主要集中在1.1–3.3 μm的可呼吸级分数中。高通量测序揭示了细菌群落明显的空间分化。微生物污染主要集中在医生PPE上的即时飞溅区内。气载细菌与PPE上的细菌存在显著差异（ANOSIM R = 0.633, p = 0.001），而临床空气与周围非接触表面共享不可区分的微生态组（R = 0.095, p = 0.249），且口腔病原菌在两个区室中均极少检出。
结论
在所评估的具体条件下，总颗粒计数并不能反映可培养细菌负荷，后者集中于1.1–3.3 μm的可呼吸级分数中。细菌污染主要局限于手术区域和PPE，向环境空气的扩散极为有限。因此，物理颗粒指标不应作为细菌危害的直接指标，医生保护主要依赖于严格执行PPE规范。
引言
牙科医务人员（DHCP）和患者在日常牙科操作过程中会常规暴露于手术产生的飞沫和气溶胶，尤其是在使用高速手机、超声洁牙器和气水枪时[1]。这些颗粒可能含有血液、唾液、牙齿碎屑和微生物污染物，构成DHCP和患者交叉感染的潜在途径[2]。与呼吸道相关的病原体——包括结核分枝杆菌、流感病毒、金黄色葡萄球菌和化脓性链球菌——在适当条件下可通过此类气载颗粒传播2, 3。牙科环境中的传播途径包括直接接触传染性物质、间接接触被污染的表面、飞沫暴露于黏膜以及吸入长时间悬浮的气溶胶3, 4。气溶胶化的微生物主要通过呼吸道进入体内，颗粒大小决定沉积深度[5]。因此，了解牙科生物气溶胶的组成和行为对有效的感染控制至关重要。
牙科生物气溶胶的传播风险主要由颗粒大小决定，颗粒大小既影响气载悬浮时间，也影响呼吸道沉积深度6, 7。较大的飞沫会迅速在口腔附近沉降，而较小的颗粒（<5 μm）可在空气中长时间悬浮并传播更远距离[8]。然而，物理颗粒总量与实际生物学活性之间往往存在关键性差异。亚微米级分数可能缺乏包裹完整细菌细胞及其保护性流体膜所需的最低体积；因此，物理颗粒总数并不一定对应可培养微生物负荷或生物暴露量[9]。因此，了解真实临床条件下"生物负载"颗粒的精确尺寸分布对评估实际暴露危害至关重要。
大量来自实验室模拟和临床实地研究的证据已表明，牙科操作会产生局部生物气溶胶羽流，最高污染始终集中于即时手术区域和操作人员PPE上[10]。人体模型和受控示踪研究为气溶胶扩散动力学和大规模负压等缓解策略的相对有效性提供了重要的机制性见解[10]。然而，尽管这些受控实验装置对于隔离特定变量不可或缺，但要在真实临床条件下评估整体暴露危害，需考虑复杂的手术室动力学——包括可变的患者解剖学约束、医生的主动移动和持续的房间通风。近期将物理颗粒尺寸测量与高通量测序相结合的研究已开始表征气载微生物群落[11] [12]，而牙科手术室的实地研究则评估了不同环境控制下的粒径分辨率颗粒行为[13]。尽管如此，将实时物理颗粒动力学与分子索引相结合的研究仍然有限，尤其是那些能同时跨空气、环境表面和个人防护装备（PPE）进行空间追踪的研究11, 14。
因此，我们开展了一项实地研究，记录在常规临床条件下活动性超声牙周刮治过程中牙科气溶胶的同步物理和生物学特征。本研究旨在提供具有生态学背景的实证数据，为牙科手术室的局部感染控制策略和通风考量提供依据。
章节摘要
方法
本研究在北京大学口腔医院及北京大学口腔医学院普通牙科II科专科诊疗单元开展。研究方案经北京大学口腔医院医学伦理委员会批准（编号：PKUSSIRB-202060209）。
空气中生物气溶胶粒径分布
在空白组中，使用Andersen采样器采集的可培养细菌主要回收自II至V级（粒径范围：1.1–7.1 μm）。治疗组中微生物浓度出现显著增加，尤其是在1.1–2.1 μm（均值差 = 195.8 CFU/L，95% CI：120.6至271.0；p < 0.0001）和2.1–3.3 μm（均值差 = 120.7 CFU/L，95% CI：45.6至195.9；p = 0.0007）的粒径分数中（图2）。为提供更直观的对比，
讨论
本实地临床研究对常规牙科超声刮治过程中的粒径分辨物理动力学和高分辨率细菌特征进行了全面表征，为医院感染控制提供了针对性的实证基准。
本研究的一个基本观察是物理颗粒计数与可培养细菌回收之间明显的空气动力学解耦。尽管OPS记录了亚微米颗粒的显著大量激增
结论
本实地研究提供了可操作的见解，深化了对牙科操作过程中生物气溶胶动力学的现有理解。第一，我们的发现确立了物理气溶胶产生与可培养细菌暴露之间的关键区别：总颗粒计数，尤其是亚微米范围，是反映可培养细菌负荷的较差替代指标，后者实际上集中于1.1–3.3 μm的可呼吸级分数中。第二，在所评估的具体条件下
CRediT作者贡献声明
刘英军：撰写——初稿，方法学，调查研究。赵斌：撰写——审阅与编辑，监督指导，概念构思。安娜：撰写——审阅与编辑，监督指导，资金支持，概念构思。张迪：撰写——审阅与编辑，可视化，软件。黄静：资源，资金支持。陈晨：撰写——审阅与编辑，方法学，数据整理
数据声明
本研究期间生成和分析的数据因机构政策不公开。然而，数据可向通讯作者合理请求获取。
关于生成式AI和AI辅助技术在写作过程中的声明
在撰写本工作期间，作者使用了豆包AI，基于真实照片生成了一幅医生佩戴PPE的示意图（图1），以保护图中所示个人的隐私。使用该工具后，作者对所生成图表进行了审阅和必要编辑，并对出版内容的全部责任负责。
资金支持
本研究由北京大学口腔医院及北京大学口腔医学院临床研究基金会资助（PKUSS-2024CRF201）。
刘英军|陈晨|张迪|黄静|赵斌|安娜
北京大学口腔医院及北京大学口腔医学院普通牙科II科 & 口腔疾病国家临床医学研究中心 & 口腔数字与材料技术国家工程实验室 & 数字口腔医学北京市重点实验室，北京大学口腔医院及北京大学口腔医学院，北京 100081，中国
