兒童的免疫系統發育不完全，且普遍缺乏良好的衛生習慣。在幼兒園這樣的環境中，兒童的生活密度較高，這也導致幼兒園很容易成為疾病傳播的溫床。近日，青島能源所與寶潔公司合作，利用簡化宏基因組測序技術2bRAD-M，首次在種水平分辨率上解析幼兒園內不同區域、物品及兒童手掌的微生物群落，為特定人群的疾病預防、健康管理、患病風險監控等提供指導性意見，相關成果發表于Frontiers in Microbiology《微生物學前沿》。
青島能源所與寶潔公司合作描繪幼兒園微生物圖譜
微生物無處不在，遍布室內各處。它們通過接觸食物、與人體皮膚接觸或和直接被吸入等方式與人體微生物產生聯系，進而對人體健康產生深遠影響。兒童喜歡吃手或者啃咬玩具，因此室內微生物對兒童健康的影響尤為明顯。學齡前期（3~6歲）兒童，平均每天有超過8小時待在幼兒園，對幼兒園內微生物圖譜的認知與評價，有助于指導人群健康防護與感染控制，為兒童健康保駕護航。
環境微生物的生物量低且降解嚴重，如何開展高通量、高分辨率、高靈敏度解析是亟待解決的業界難題。以青島市兩所幼兒園為模型，青島能源所和寶潔公司組成的聯合研究小組采集了來自7個室內表面和15名兒童手掌的114個樣本，利用前期開發的2bRAD-M技術（
Sun, et al., Genome Biol, 2022），對樣本中的微生物進行了種水平的測量與分析。結果表明，兩所幼兒園存在自己獨特的微生物組成，且手摸過的物體表面微生物組成與人體菌群組成更為相似，而地板上的微生物組成則與環境菌群更為相似。手是兒童身體與環境表面之間微生物傳播的重要媒介，本研究發現幼兒園環境中的微生物組成主要可分為廁所地板/游戲室地板、兒童手掌/物體簇，游戲室灰塵簇三類，且手掌微生物與各物體表面存在交互關系，玩具表面和繪本為兒童手掌的微生物貢獻最多。這些數據證明“手”是幼兒園室內微生物交叉傳播的主要媒介。
種水平分辨率菌群解析，有助于全面了解幼兒園環境致病風險。在耐藥病原菌檢測方面，兩倍于其他表面的耐藥菌檢出率說明玩具需要頻繁的衛生干預。在條件致病菌檢測方面，樣本中共鑒定出34種條件致病菌。令人驚奇的是，兒童的手掌可能比那些傳統認知中“臟”的物體表面 (如廁所地板）藏有更多種類的條件致病菌。這一結果指出，幼兒園需要對兒童的手掌進行更嚴格的衛生控制。此外，在兒童手掌上的條件致病菌大多與呼吸道和胃腸道感染有關。
本研究發現兒童的手比環境場所存在更多病原體，突出“手”衛生清潔的重要性。物體表面（如玩具）攜帶大量病原體，有助于確定幼兒園內衛生清潔的重點區域。在此基礎上，針對多個地點、時間和居住因素進行大規模的研究，有助于確定幼兒園“健康生態系統基線”，最終制定幼兒與室內環境健康共生的合理策略。
該工作由單細胞中心徐健研究員與寶潔公司劉吉泉博士主持完成，得到了中科院-寶潔創新合作框架iMicroCare的支持。
原文鏈接：
TzeHau Lam, Dillon Chew, Helen Zhao, Pengfei Zhu, Lili Zhang, Yajie Dai, Jiquan Liu*, Jian Xu*. Species-resolved metagenomics of kindergarten microbiomes reveal microbial admixture within sites and potential microbial hazards. Frontiers in Microbiology 2022, 13.
