儿童的免疫系统发育不完全，且普遍缺乏良好的卫生习惯。在幼儿园这样的环境中，儿童的生活密度较高，这也导致幼儿园很容易成为疾病传播的温床。近日，青岛能源所与宝洁公司合作，利用简化宏基因组测序技术2bRAD-M，首次在种水平分辨率上解析幼儿园内不同区域、物品及儿童手掌的微生物群落，为特定人群的疾病预防、健康管理、患病风险监控等提供指导性意见，相关成果发表于Frontiers in Microbiology《微生物学前沿》。
青岛能源所与宝洁公司合作描绘幼儿园微生物图谱
微生物无处不在，遍布室内各处。它们通过接触食物、与人体皮肤接触或和直接被吸入等方式与人体微生物产生联系，进而对人体健康产生深远影响。儿童喜欢吃手或者啃咬玩具，因此室内微生物对儿童健康的影响尤为明显。学龄前期（3~6岁）儿童，平均每天有超过8小时待在幼儿园，对幼儿园内微生物图谱的认知与评价，有助于指导人群健康防护与感染控制，为儿童健康保驾护航。
环境微生物的生物量低且降解严重，如何开展高通量、高分辨率、高灵敏度解析是亟待解决的业界难题。以青岛市两所幼儿园为模型，青岛能源所和宝洁公司组成的联合研究小组采集了来自7个室内表面和15名儿童手掌的114个样本，利用前期开发的2bRAD-M技术（Sun, et al., Genome Biol, 2022），对样本中的微生物进行了种水平的测量与分析。结果表明，两所幼儿园存在自己独特的微生物组成，且手摸过的物体表面微生物组成与人体菌群组成更为相似，而地板上的微生物组成则与环境菌群更为相似。手是儿童身体与环境表面之间微生物传播的重要媒介，本研究发现幼儿园环境中的微生物组成主要可分为厕所地板/游戏室地板、儿童手掌/物体簇，游戏室灰尘簇三类，且手掌微生物与各物体表面存在交互关系，玩具表面和绘本为儿童手掌的微生物贡献最多。这些数据证明“手”是幼儿园室内微生物交叉传播的主要媒介。
种水平分辨率菌群解析，有助于全面了解幼儿园环境致病风险。在耐药病原菌检测方面，两倍于其他表面的耐药菌检出率说明玩具需要频繁的卫生干预。在条件致病菌检测方面，样本中共鉴定出34种条件致病菌。令人惊奇的是，儿童的手掌可能比那些传统认知中“脏”的物体表面 (如厕所地板）藏有更多种类的条件致病菌。这一结果指出，幼儿园需要对儿童的手掌进行更严格的卫生控制。此外，在儿童手掌上的条件致病菌大多与呼吸道和胃肠道感染有关。
本研究发现儿童的手比环境场所存在更多病原体，突出“手”卫生清洁的重要性。物体表面（如玩具）携带大量病原体，有助于确定幼儿园内卫生清洁的重点区域。在此基础上，针对多个地点、时间和居住因素进行大规模的研究，有助于确定幼儿园“健康生态系统基线”，最终制定幼儿与室内环境健康共生的合理策略。
该工作由单细胞中心徐健研究员与宝洁公司刘吉泉博士主持完成，得到了中科院-宝洁创新合作框架iMicroCare的支持。（文/刘阳 图/宝洁）
原文链接：
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.
