人有菌群不稀奇，城市竟也有自己的菌群！

这是《肠道产业》第 831 篇文章

编者按

近年来的研究表明，不同的人拥有不同特征的微生物组。那么我们所生活的城市呢？城市也拥有自己的微生物组吗？不同的城市是否会具有不同的微生物组特征呢？

今天，我们共同关注城市微生物组。希望本文能够为诸位读者带来一些启发和帮助。

采集城市的微生物

每个城市都有它独特的魅力：不同的天气，不同的风景，不同的故事，不同的地标，甚至是不同的微生物。2021 年发表在 Cell 上的一项研究通过分析六大洲 60 个城市的微生物，发现每个城市都有它独特的微生物组，或者说是它独有的微生物特征。

“只需把你的鞋给我，我就能说出你来自哪个城市，准确率大概有 90%。”该研究的作者纽约威尔康奈尔医学院 Christopher Mason 教授在新闻中说道。

微生物无处不在，且种类繁多，从酵母到细菌再到病毒，它们都属于微生物。最近的这项研究是全球城市微生物组项目的一部分，该项目旨在探究我们身边的微生物世界，为健康和取证等方面提供帮助。  

在该项目开展期间，世界各地的研究人员从公共交通工具上采集微生物，主要是地铁和火车。

该研究的合著者、葡萄牙波尔图大学研究员 Manuela Oliveira 说：“乘坐公共交通的人数众多，通过在这些场所采样，我们可以获得大量由人群传播的微生物。”通过了解交通系统的微生物组，城市微生物组成可见一斑。  

这个全球性项目最初始于Mason的好奇心。出于对微生物世界的浓厚兴趣，2013 年，他首先在纽约地铁中收集了微生物样本，方法是通过棉签擦拭车站和火车的旋转门、栏杆、售票处和凳子等表面，再对棉签进行检测。

他的结果引起了其他研究人员的关注，并促成了一个国际联盟，这一联盟旨在分析城市微生物组，以便将科学知识应用于城市规划。

现在，研究者和志愿者们正在世界各地搜集城市微生物样本。每年 6 月 21 日，团队会按照同样的方法擦拭取样，这一天被称为“全球城市采样日”。

“采样过程常常引起旁人关注，多数时候，人们只是驻足、旁观或交头接耳，然而，也有好奇人士前来询问。”曾在葡萄牙波尔图公共交通中取样的 Oliveira 回忆道。

她提到：“每年都能遇到有趣的故事，取样的第一年，曾有人问我是不是在葡萄牙刑事调查警察机构的犯罪实验室工作。”

不同城市微生物特征不同

这项发表的工作成果涵盖了 3 年来在 60 个城市收集的 4,728 个样本。这项庞大的研究涉及 99 名研究人员，包括Mason 和 Oliveira。最终，研究人员发现了 10,928 种病毒、1,302 种细菌、2 种古菌和数千个以前从未见过的序列。

超过 4,000 个“城市微生物”是已知物种——这些细菌和病毒是城市的特征，而且更有意思的，其中有些微生物从未在人体表面和体内被发现过。有 31 种物种存在于 97% 以上的样本。研究人员还发现，每个城市都有自己独特的微生物组。

 “一开始，要想理解所有的数据是有困难的，（城市）位置本身并不能解释我们所发现的不同。” Oliveira 说。例如，波尔图市与位于南半球的智利城市圣地亚哥有相似之处，这起初让人难以理解。

接着，研究人员逐渐明白：就像动物或植物物种一样，世界上微生物的分布也取决于生态系统，包括其他物种、地质和气候。

研究人员发现的一部分微生物是致病微生物，但这并不意味着它们一定会导致疾病。“我们拥有对抗病原体的免疫防御系统，” Oliveira 表示，“另一方面，我们也发现许多了益生菌。”

研究人员还关注了抗生素耐药性现象，这是一个严峻的公共卫生问题。总体来说，采集的物种中只有一小部分有耐药的迹象，另外这种耐药性还存在地区差异。作者认为他们的方法可以用作全球耐药性监测。  

Oliveira 表示，该项目成果还可用于监测疾病暴发。Oliveira 说道：“如果对表面进行定期采样，就有可能识别和定量正在传播的传染性微生物，帮助确定和预测疾病暴发。”这需要频繁采样，最理想的是每天采样，但该操作方式代价很高，存在局限性。

目前，该联盟采样范围已经扩展其他环境，比如污水系统。此外，他们还计划在冬至对城市公共交通工具再次进行采样，以研究季节模式变化。

挑战与机遇

与此同时，该联盟已经建立了第一个对外开放共享的全球城市微生物数据集。比利时鲁汶大学的微生物宏基因组研究人员 Raul Tito 说，将原始数据提供给广大科学界有明确好处。例如，公开的数据可以促进其他科学家进行更多的研究。但他也对隐私和资料搜集涉及的伦理问题表示关注。

“虽然（研究人员的）目标是微生物，但是（这些拭子）也可能提供人类信息”，Tito 说。他没有参与这项研究。他补充道，这些数据“可以在未获得捐赠者明确同意的情况下，用于探究当地的人群情况”。

意识到这些隐私问题和宏基因组研究的伦理影响，研究人员倡议要有一定的透明度。除此之外，在收集和存储微生物组数据时，应该加强审查隐私、安全和法律措施。虽然这些问题的解决途径仍不清晰，但已开始逐步改善，如各方之间始终保持诚实沟通，并持续审视这些问题。

相信随着科学的不断深入，我们将发现更多城市微生物组的秘密。

原文链接：

https://massivesci.com/articles/cities-microbes-bacteria-urban/

作者｜Rita Ponce

编译｜Lina

审校｜617

编辑｜三木

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