沙尘天气病原微生物气溶胶动态监测及其气源传播感染机制

沙尘天气特别是沙尘暴时大气中可吸入颗粒物增加，多种有害病原微生物与颗粒物（尘埃）相连接在空气中悬浮就形成微生物气溶胶，导致一些传染病传播的机会大大增加，本研究在沙尘天气前后用不同空气微生物采样器采集主要公共场所室内外的空气样品，分析其中病原微生物的种类、浓度、粒度分布及肺炎克雷伯氏菌、金黄色葡萄球菌的耐药性；同时采集采样中心点及上风向及下风向不同距离处的空气样品，以肺炎克雷伯氏菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌为指示菌，通过分析不同距离菌株的遗传相似性，结合气象数据，构建沙尘天气气载病原微生物传播模式；研究沙尘天气时动物在自然条件下的吸入感染机制及在实验条件下小鼠在气源感染ESBLs肺炎克雷伯菌及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌后的吸入感染及致死剂量及其气溶胶发生，传播及感染的机制，为实现通过监测空气病原微生物成分及传播来实现疾病的预防与干预奠定基础，对临床有效防治具有重要的指导意义。

沙尘天气在传染性疾患的传播中扮演着重要角色，探讨沙尘天气期间公共场所室内外微生物气溶胶的组成、发生、传播及感染的机制是当前和今后基础与临床研究的一个重要课题。本研究通过采集沙尘天气及正常天气公共场所室内外空气样品，分析空气中可培养微生物的种类、浓度及粒度分布、分析常见耐药菌的耐药性并检测其耐药基因；以金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏杆菌和白色念珠球菌为指示菌构建沙尘天气病原菌的传播模式；探讨动物自然暴露沙尘及实验条件下耐药菌的气源感染机制。结果表明： (1) 沙尘天气时公共场所室内的可培养气载需氧菌和厌氧菌的浓度可分别高达9.7×102 CFU/m3和0.7×102 CFU/m3，较正常天气分别提高2.1～5.2和2.7～5.0倍；其中葡萄球菌气溶胶增加了1.4～1.5倍。室外空气气载需氧菌和气载厌氧菌平均浓度分别为2.4×103 CFU/m3 和0.2×103 CFU/m3，较正常天气平均提高了7.7倍和2.6倍。沙尘天气公共场所室内真菌浓度为1.8～2.4×103 CFU/m3，较正常天气提高3.0～4.7倍，室外空气真菌浓度平均为4.2×103 CFU/m3，较正常天气提高8.8倍。同时沙尘天气提高了室内外空气中菌群的多样性，其中细菌以葡萄球菌属含量最高，真菌以曲霉菌属含量最高。65%的MRSA气溶胶粒子和真菌粒子直径≤4.7m，构成下呼吸道感染威胁。沙尘天气气载MRSA及KPN呈现出多重耐药性且耐药基因检出率高；在沙尘中暴露超过2小时的人鼻腔中均携带金黄色葡萄球菌及MRSA携带率高于非直接暴露的人；气载MRSA菌株与医院临床分离株及动物源的MRSA有着48%−100%的遗传相似性。（2）沙尘天气不同距离的采样点之间存在遗传相似系数>90%的指示菌株，表明细菌可随着沙尘天气的颗粒物借助于风而传播，甚至可以传播更远的距离；（3）随着Balb/c小白鼠在沙尘中暴露的时间增长，其鼻咽部的细菌的菌群密集度和菌群多样性不断增加，并增加鼻咽携带新H1N1的几率；人工气溶胶感染小鼠后，在当日或次日通过粪便或口咽分泌物排出耐药菌，并形成气溶胶，气溶胶能够通过呼吸道感染其他健康小鼠。上述结果为沙尘天气疾病的防治提供新的思路和理论依据。