运用高通量测序的方法谈谈《穹顶之下》雾霾的那些事 

 


 

著名主持人柴静的《穹顶之下》用近乎完美的动画给我们形象展示了雾霾中PM2.5的化学成分,作为本周的热议话题。生物学研究者也早从另一角度,通过高通量测序的方法揭示了可吸入微生物的致病情况,两者相互结合使广大群众对雾霾有了更全面的认识。

著名主持人柴静不惜支出个人百万存款制作《穹顶之下》,整片用近乎完美的动画,历时100分钟向广大群众展示了PM2.5的化学成分,使大众的环保意识重重的duang了一下。广大群众对于雾霾几年的积怨终于无法抑制的爆发了。各种不能忍,各种恨天黑,各种毒雾霾将我们的微信和微博给天天刷爆了。

既然大众对雾霾如此深恶痛疾,作者利用《穹顶之下》的热潮,汇总生物学方面的研究将雾霾的另一面展示给大众——雾霾中微生物的那些事。

对于雾霾,柴静已对PM2.5的化学成分分析得非常专业。可是如果以为雾霾只有这一把菜刀就能有这么大的阵仗,那我们就天真了。致病菌是雾霾的另一个健康杀手。

2014年的1月,清华大学在《Environmental Science & Technology》上发表了关于北京PM2.5PM10污染物中可吸入微生物的研究结果。众所周知,空气中有一些微生物是容易引起人类过敏和呼吸系统疾病的,主要包括肺炎链球菌,烟曲霉菌以及人类腺病毒C。研究结果显示:在雾霾较严重的时间,相对于低雾霾时间段,肺炎链球菌的丰度增加了约两倍;曲霉菌增加了约4倍;腺病毒的丰度也有较明显的变化。

此次研究中,清华大学的曹晨等人通过空气过滤器滤膜对北京地区雾霾发生期间每天的颗粒物进行收集,并连续监控7天。研究者把颗粒物中提取的微生物DNA通过高通量测序平台Illumina MiseqHiseq进行测序,并进行微生物多样性分析,揭示了雾霾期间,空气中附着在颗粒物的微生物组成情况,以及其丰度情况。

研究者通过与土壤、粪便、淡水以及海洋的微生物多样性进行比较,发现北京地区雾霾期间的空气微生物组成与土壤和粪便更相近,故推测空气中微生物主要来源于土壤。这可能与北京植被覆盖率低、干燥的天气、裸露的土地以及周边地区的建筑工地有关。

本篇总结:颗粒物中85%左右的细菌都来自于土壤和粪便,约1300种,绝大多数是不致病的。致病菌在微生物大军中只是小小的一部分(肺炎链球菌,0.024%-0.05%;曲霉菌,1.5%-5.8%)。但是这些致病菌的变化是不是我们在雾霾天呼吸道疾病增加的原因,还需要进一步的研究确定。