病原体借助一个小技巧可以随风传播数千公里

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一张大肠杆菌的电子显微镜图像。西班牙全球健康研究所（Barcelona Institute for Global Health）的一个研究小组在对流层中发现了包括这种细菌在内的多种微生物。



微生物如细菌和真菌——其中一些对人类有害的病原体——可以在风的帮助下，通过空气传播很远。西班牙的一个研究团队在一项研究中发现：为了在高空中抵御紫外线辐射，这些微生物已经发展出一种应对策略。

根据在日本上空的飞行和地面测试及后续分析结果，微生物可以附着在微小颗粒上，被风吹送至多达2000公里远的地方。这些微生物包括细菌和真菌，其中许多是人类、动物和植物的已知病原体。

该研究还指出，这些微生物可能携带抗生素抗性基因，从而迅速传播抗药性。由巴塞罗那全球健康研究所（ISGlobal）Xavier Rodó领导的团队的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

“在强风通道中旅行”
“我们的研究是独特的，因为我们进行了十次对流层的飞行，以研究高空中的微生物多样性，而大多数研究仅限于几米高的地面或海洋上方，”Rodó在其研究所的公告中表示。

专家们早在2014年2月和4月进行了这些飞行，飞行高度为1至3公里。他们选择了一个适当的时机：当时一个高压系统位于西伯利亚，推动来自中国东北的空气上升，而位于日本的低压系统则将这股空气重新压回地面。Rodó解释说，微生物是在对流层的强风通道中进行长距离旅行的。

对人类健康构成的重大风险
研究团队发现了305种不同属的细菌和266种微型真菌，并分析了微生物附着的气溶胶的化学组成。像硫酸锌和钾这样的物质通常在农业中使用，表明这些微小颗粒很可能来自中国东北地区的集约农业活动。

研究人员还发现，大约35%的细菌种类和39%的真菌种类可能对人类健康构成风险。大多数是机会性病原体：它们对健康的个体没有威胁，但可能会在免疫系统较弱的人群中引发疾病。

例如，大肠杆菌通常生活在人类肠道内，但研究人员还发现了两种蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）菌株，它们可能导致食物中毒、胃肠炎甚至脑炎等疾病。

部分菌株对抗生素高度耐药
通过实验，研究人员确认蜡状芽孢杆菌对青霉素、氨苄青霉素和头孢曲松具有高度耐药性。他们还在其他细菌中发现了抗药性基因，例如一种黄色微球菌（Micrococcus luteus）菌株，以前认为它对多种抗生素不耐药，但该研究发现它确实具有抗药性。

ISGlobal研究的共同第一作者Sofya Pozdniakova表示：“我们的研究结果表明，抗微生物药物抗性可能通过这一之前未知的途径在广泛的距离内传播。”

高空中的强烈宇宙辐射
此前曾有个别研究证明微生物可以在大气中远距离传播，但科学家们普遍认为，细菌和真菌无法在高空中强烈的宇宙辐射下存活。

近年来，有一种假设认为微生物通过分泌细胞外聚合物形成的生物膜，可以帮助它们抵御阳光中的紫外线辐射和干燥。最新的研究证实了这种微生物通过生物膜适应高层大气恶劣环境的能力。

研究团队总结道：“虽然我们的研究尚未证明生物气溶胶中的已知人类病原体与健康影响之间的因果关系，但它为进一步研究铺平了道路。”

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这项研究揭示了微生物在高空中通过气溶胶传播的能力，特别是在强风条件下。这一发现引发了对公共健康的关注，尤其是抗生素抗性病原体可能通过这种方式迅速扩散。研究显示，很多细菌和真菌对人类健康存在潜在风险，尤其是对免疫系统较弱的人群。

此外，这项研究还证明了微生物能够在高空中抵御强烈的宇宙辐射，通过形成生物膜来保护自己。这些生物膜能够帮助微生物应对紫外线辐射和干燥环境，从而使它们能够在大气中长时间存活并传播。

总的来说，这项研究为探索微生物传播的机制和其对公共健康影响提供了新的视角，未来可能会推动相关领域的进一步研究，以便更好地理解和管理这些潜在的健康风险。
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