建筑封闭性与季节性驱动力塑造复杂建筑环境中跨域病原体相关群落

《Microbiology Spectrum》:Architectural confinement and seasonal forcing shape cross-domain pathogen-associated assemblages in complex built environments

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月01日 来源:Microbiology Spectrum 4.1

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  建筑环境(BE)中的空气传播微生物病原体可能构成健康威胁,然而控制其在相互关联的建筑空间中组装和持久存在的生态机制研究较少。在此,研究人员在一个大学建筑群中开展了为期一年的多空间调查,采集了三种室内环境的排风口和相邻室外进风口的样本。通过整合437对细菌-真菌

  
建筑环境(BE)中的空气传播微生物病原体可能构成健康威胁,然而控制其在相互关联的建筑空间中组装和持久存在的生态机制研究较少。在此,研究人员在一个大学建筑群中开展了为期一年的多空间调查,采集了三种室内环境的排风口和相邻室外进风口的样本。通过整合437对细菌-真菌样本的16S rRNA基因和ITS测序,研究人员表征了空气传播机会性病原体包含属的时空动态。研究表明,空间过滤成为病原体群落结构的主导决定因素,封闭的电梯环境作为潜在病原体的储库,来自周围空间的微生物流入有限但持续。部分潜在病原体表现出明显的季节性动态,例如病原体相关真菌属如镰孢菌属(Fusarium),在秋季和冬季达到峰值,可能是由于在较冷、较干燥条件下气溶胶持久性和扩散能力的增强。相比之下,细菌对应物表现出更强的时间韧性,关键类群如李斯特菌属(Listeria)在冬季活跃转录,使其在春季相对丰度增加。跨域生态网络进一步揭示了潜在病原体之间的动态关联,以关键真菌属曲霉属(Aspergillus)介导的骨架结构为中心,表明协调的微生物关联可能增强其跨季节的持久性。总之,研究结果表明,建筑环境中病原体包含属的动态源于空间过滤、气候调节和微生物关联的耦合效应。这些结果为建筑环境中从静态环境控制向预测性病原体管理转变奠定了基础。

重要性:建筑环境(BE)是人类微生物暴露的主要场所,然而控制相互关联的室内空间中空气传播病原体持久存在的生态原理仍未得到充分解析。通过整合四个季节跨空间环境的细菌和真菌群落动态,这项为期一年的研究表明,空气传播病原体相关类群的生态并非静态,而是由空间、气候和生物力量的复杂相互作用所介导。研究结果确定封闭、高交通量的电梯空间是潜在病原体积累的关键热点,并强调了季节性生态重组在驱动空气传播健康风险中的作用。更广泛地说,这项工作建立了理解建筑环境中空气传播病原体相关类群动态的系统级生态框架,并为制定更具适应性的室内微生物风险管理策略提供了概念基础。
建筑环境(Built Environment, BE)是人类微生物暴露的主要场所,空气传播的机会性病原体可通过吸入和呼吸道沉积引发感染、过敏性疾病及哮喘加重。然而,目前对相互关联的建筑空间中病原体群落的组装与持久存在机制研究不足;空间异质性与季节性气候变化的交互作用在垂直相连的公共建筑环境中仍未充分阐明。为此,研究人员以长江三角洲地区某大学建筑群为模型系统,于2023年9月至2024年8月开展为期一年的多空间调查,旨在揭示建筑环境中病原体相关类群的时空动态及其生态驱动机制,为从静态环境控制转向预测性病原体管理奠定基础。该研究成果发表于《Microbiology Spectrum》。

研究人员在西交利物浦大学科学楼选择具有大规模地下基础设施的44个通风系统位点,涵盖地下(n=28)、地上(n=9)、电梯(n=4)及室外进气口(n=3)四种空间类型,每两周采样一次,共获得437对细菌-真菌样本。关键技术方法包括:16S rRNA基因V4区及ITS1区扩增子测序;QIIME2/DADA2流程与Greengenes2、UNITE数据库分类注释;基于gcPathogen数据库并参照CDC/NIH生物安全指南将生物安全等级(BSL)2级及以上物种所在属定义为病原体包含属;Sloan中性群落模型(NCM)预测微生物扩散
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