基于呼吸系统健康效应的室内空气微生物研究现状与展望

室内空气微生物是人体呼吸系统疾病的重要诱因,明确室内空气微生物与呼吸系统健康效应关系对建立室内健康微生物环境标准具有积极意义.近十多年,环境和人类呼吸道健康相关的微生物学深入研究已使人们对微生物的看法从纯粹致病性、传染性的负面作用逐渐转变为潜在保护性、预防性的正面作用.然而,目前室内空气微生物与呼吸系统的量化作用机制尚未建立,现行的公共卫生政策和室内空气微生物控制标准仍倾向于使室内保持尽可能低的微生物浓度,以防止致病菌传播和人群感染.本文总结了室内空气微生物与呼吸系统健康效应的相关研究,指出了基于呼吸道健康效应的室内空气微生物定量表征的关键理论欠缺和技术瓶颈,并以此为依据,提出了基于采样工具、统计学工具以及实验工具优化的研究展望,为未来量化呼吸系统健康效应与室内空气微生物作用的关系、室内空气微生物的表征提供借鉴.     

生物气溶胶的昨天、今天和明天

生物气溶胶在环境与健康、大气环境、生物反恐、传染病、公共卫生、生态环境、气候变化以及食品安全等方面均有重要影响.过去10年,国内外生物气溶胶领域研究方向、研究对象、研究人员发生了巨大变化.例如,从事大气化学研究专家学者也陆续开展生物气溶胶研究等.生物气溶胶的研究手段也日新月异,其中新型生物气溶胶监测技术、捕获系统、各种生物传感器、微流控技术以及高通量测序等技术使得科学界对空气中的微生物有了更多新的认识.人体生物气溶胶排放与室内微生物健康效应等成为了当前研究热点之一,包括对大气颗粒物的氧化潜势的影响.由气溶胶传播导致的呼吸系统感染仍然是危害人类生命的一大杀手,特别是对于低龄儿童.呼吸道病原体的快速高通量筛查目前已取得了重要进展,然而病原体在空气中的传播致病机理、大气污染对其活性的影响、有效传播距离等依然存在争议.局部地区军事冲突风险加剧,生物气溶胶形式的大规模杀伤性武器的使用风险也在升高.此外,空气中耐药基因成为新一类生物污染物,其传播也得到了广泛的关注.通过集成空气采集、微流控以及多种生物传感器,科学界在生物气溶胶的实时在线甄别、生物预警方面迈出了重要的一步.呼出气生物气溶胶也越来越被用来研究疾病的早期诊断筛查,其中在医院环境中传播导致的感染受到特别关注.在生物防护与灭活控制方面,如低温等离子体与纳米材料滤膜的研究,科学界也取得了进步.该综述对生物气溶胶的过去、现在以及未来发展态势和前沿研究方向进一步凝练、讨论,指出存在的科学问题与技术挑战.未来通过进一步加强多学科的交叉合作,包括军民融合,有望使得生物气溶胶的研究迈上新的台阶.     

空调通风系统对室内微生物气溶胶的影响

现代建筑中的空调通风系统不可避免地接触输送到室内环境的空气,而该系统对微生物空气质量的影响直接关系到室内人员的健康.本文通过对大量的相关文献进行总结与归纳,将空调通风系统对微生物气溶胶的影响分为两种:一是空调通风系统的主要组分对微生物气溶胶的影响,具体指其组分直接降低或者增加室内微生物气溶胶的浓度;另一个是空调通风系统在运行过程中对室内微生物气溶胶的影响,既包括通风率、气流组织等参数对微生物气溶胶的影响,也包括该系统作为一条通道可将空气中已有的微生物从某一室内环境扩散到更多的室内环境.另外,本文通过分析空调通风系统污染室内空气的条件(如组分周围的物理和化学环境条件),提出相应的控制措施,如定期清理过滤器和通风管道等组分、及时去除热交换器和加湿器上的水分等,可以减少空调通风系统引起的微生物污染,从而保护室内人员的健康.     

霾污染天气大气微生物气溶胶特性的研究进展

自从2013年以来,中国霾事件频发,霾污染已经成为全国人民广泛关注的环境问题之一.霾污染的本质是大气细颗粒物污染.大气颗粒物的生物成分(即生物气溶胶)与其化学成分一样,不仅对空气质量和人群健康具有潜在威胁,而且对全球气候变化以及大气物理化学过程也具有间接影响.然而,目前学术界对大气颗粒物的生物成分及其性质的研究相对滞后,尤其是对霾污染天气大气颗粒物中微生物的多样性、丰度及其时空变异特性等基本科学问题认识不足.因此,本文综述了目前霾污染天气大气微生物气溶胶的研究现状,结合我们的研究着重阐述了在不同霾污染程度下生物气溶胶的浓度、粒径分布与群落结构特性,以及空气污染和环境因子对生物气溶胶分布的影响机理等方面存在的问题.最后,给出了未来霾污染过程生物气溶胶研究应主要开展的5个方面的工作展望,以期为深入理解霾天生物气溶胶的来源、变化机理以及评估不同空气质量的健康影响提供参考.     

呼吸道传染病气溶胶传染致病机理及预测方法

近十多年来,多次爆发的呼吸道传染病反复说明了控制呼吸道传染病的重要性.病人呼出的微生物气溶胶包含大量携带病原体的飞沫和飞沫核,它们是呼吸道传染病传播的重要载体.本文就病人呼出气溶胶的蒸发、散布特性及微生物在其中的凋亡特性展开了讨论,总结了呼出气溶胶散布机理以及预测方法的研究进展,特别是2003年严重急性呼吸综合征(SARS)爆发后的多学科综合研究进展.阐述了飞沫传播、短距离空气传播和长距离空气传播疾病的传播特性、致病机理和相关的风险预测模型,并根据致病机理给出了感控预防措施.本综述更新了目前对呼吸道传播疾病的理解,为制定呼吸道传染病的预防和控制措施打下基础.     

清除室内污染刻不容缓

室内污染所造成的危害大家有目共睹,媒体及国家有关部门不断呼吁人们注意室内污染的严重性。在首届全国室内空气质量与健康学术研讨会上,有关部门公布了惊人的数字:全国每年由室内空气污染引起的死亡人数已达11.1万人,平均每天大约死亡304人,有近200万例超额死亡可能由室内空气污染所致。     

香山科学会议点亮生物气溶胶研究

正生物气溶胶呼吸暴露后能导致各种呼吸系统疾病包括传染性非典型肺炎(SARS)、H1N1、哮喘等.近年来,由于局部地区军事冲突风险增强,生物气溶胶形式包括可能基因编辑过的高致病病原体的生物战、生物恐怖的危险也剧增,对人类社会的和平与稳定构成了巨大威胁.美国在"911"炭疽恐怖袭击后,专门设立"生物盾牌计划",耗资逾1000亿美金,在生物恐怖预警、疾病     

营造可持续室内空气环境:问题、思考和建议

人们在室内环境的时间超过80%,室内空气环境质量对人的健康、舒适和工作效率影响很大.近20多年来,我国经历了快速的城镇化进程和经济发展,城市建筑面积持续高速增长,在人们生活水平不断提高的同时,也出现了一系列室内空气环境问题:建筑能耗不断攀升,加剧了我国能源供需矛盾和大气污染问题;人们对室内空气环境质量的要求越来越高,在一些地区要采用传统思路和方法满足这些要求会面临能源供给不足和环境容量有限的刚性约束;大气污染和室内材料散发的污染物降低了室内空气质量、危害人们健康.本文以目前国际上特别是我国室内空气环境的若干典型问题为例,分析它们产生的原因,指出其中一些尚未解决的关键科学和技术问题,基于文献调研和作者自身的科研实践和思考,提出要营造我国以"健康、适用和节能"为特征的可持续室内空气环境需要新思路和新方法,并提出一些可供讨论或参考的建议.     

大气中高风险新污染物的筛查进展及展望

空气污染是全球关注的重大环境问题.虽然近年来空气污染水平呈下降趋势,但相同质量PM_2.5可能具有不同的毒性强度.亟需突破当前仅基于PM_2.5浓度的大气污染控制政策,充分考虑气溶胶的关键危害组分.由于大气组成成分和来源极其复杂,识别大气中未知污染物,尤其是高风险有机污染物面临巨大挑战.本文系统性回顾了通过环境分析和毒性评估,或结合生物分析和化学分析手段,从室外空气、室内空气和个体暴露空气样本中筛查高风险新污染物的策略和最新研究成果.面对空气污染所带来的持续挑战,提出需进一步优化筛查方法,呼吁从暴露组角度开展全链条多方位研究,以深化对大气中高风险新污染物的认知,为建立面向人民生命健康的精准环境治理策略,推动新污染物治理和健康中国建设提供数据支撑.     

室内环境检测存在的问题及防治对策探析

随着社会经济的快速发展、人们生活水平的日益提高,室内装修已越来越受到人们的青睐.然而.人们在追求装饰美的同时,却忘了由于装饰而给自身带来的安全隐患.本文通过论述室内空气污染现状、室内环境检测存在的问题,提出了相应的防治措施,为社会的发展、人们的身心健康以及人们生活水平的提高等提供一定的指导意义.     

大气颗粒物生物化学组分的促炎症效应研究进展

大气污染物暴露与呼吸系统疾病、心脑血管疾病、神经退化性疾病之间的关系,已被大量流行病学和基于动物、细胞的毒理学所确认.促炎症效应是污染物尤其是颗粒物影响健康的重要机制之一.然而,颗粒物通过何种过程引起炎症效应,哪些组分是促炎症效应的关键因子,依然不清楚.多环芳烃、重金属等化学组分对颗粒物促炎症效应的贡献已有大量报道.细菌、真菌、病毒、花粉等微生物及其碎片构成的生物气溶胶,基于其配体特征,在激活免疫系统引起炎症反应方面有独有的"优势".但由于对生物气溶胶进行在线监测分析有较大困难,导致缺乏对其种类、浓度等特征的全面了解,从而限制了对颗粒物中生物组分促炎症效应的认识.本文简单总结了大气颗粒物的促炎症效应,从炎症效应机制、不同组分的炎症效应及生物化学组分协同作用3个方面进行了归纳,并提出了开展大气污染健康效应研究的几点新的研究思路和方向建议.     

分析气相色谱法检测室内空气中苯系物

室内空气污染已成为对大众健康危害最大的五种环境因素之一,苯是室内空气中的主要污染物,对人会造成严重危害.文章对室内空气中苯系物的污染的主要来源以及处理方法进行了分析.     

基于特征基因识别的食源性致病微生物快速检测技术新进展

目前,由食源性致病微生物引发的食品安全问题备受社会的关注.基于特征基因识别的食源性致病微生物的检测方法,由于其识别对象在体外具有稳定且易于扩增等优点,因而特异性和灵敏度较好,其应用范围也越来越广泛.本文综述了近些年基于特征基因识别检测食源性致病微生物的新方法,总结了作者研究小组围绕电化学发光和微流控技术在开展快速检测食源性致病微生物工作中取得的新进展,最后对此类技术的发展方向进行了展望.     

纳米银细胞毒性体外检测方法研究进展

纳米银因具有良好的光学、导电和抗菌等性能被广泛应用于生物、医学相关的许多领域.利用纳米银所产生的细胞毒性有望改善某些疾病的治疗,但银纳米材料的广泛使用也引发了人们对其生物安全性的高度关注.如何更有效、更低毒地使用银纳米材料,需要对其细胞毒性进行更全面的检测.近年来已有大量文献对如何进行纳米银细胞毒性的体外检测进行了研究,本文综述了该领域内的重要进展,有望为进一步开展银纳米材料的体内实验乃至临床实验提供重要参考.     

环境污染物对人体生物有效性测定的胃肠模拟研究现状

环境污染物对人体健康产生了巨大的危害, 污染物的生物利用度是人体健康风险评估中的关键因子. 本文系统介绍了模拟胃肠消化系统测定污染物对人体生物有效性的实验方法、主要控制条件、影响生物有效性的因素及其在健康风险评估研究中的应用. 同时对其在开展有机污染物的生物有效性及其代谢研究、Caco-2细胞在该类研究中的应用以及体外模拟方法的验证方面进行了展望.     

室内环境检测存在的问题及防治对策探析

随着社会经济的快速发展、人们生活水平的日益提高,室内装修已越来越受到人们的青睐。然而,人们在追求装饰美的同时,却忘了由于装饰而给自身带来的安全隐患。本文通过论述室内空气污染现状、室内环境检测存在的问题,提出了相应的防治措施,为社会的发展、人们的身心健康以及人们生活水平的提高等提供一定的指导意义。     

绿色家装解决室内污染

我国室内环境质量堪忧 研究证明,新装修的建筑物室内污染物浓度是室外的100倍,不少人会出现皮肤过敏、头痛、疲倦等症状.据有关国际组织调查统计,全世界每年有280万人直接或间接死于室内装修污染,世界上30%新建和重建的建筑物中发现有危害健康的室内空气,装饰材料中有毒材料占68%.室内环境污染已经被列入对公众危害最大的5种环境因素之一.具体而言,我国室内环境污染包括3方面的内容.     

中国室内SVOC 污染问题评述

流行病学以及毒理学研究结果表明, 半挥发性有机物(semi-volatile organic compounds, 简称SVOC)对人的健康有严重负面影响, 如邻苯二甲酸酯(PAEs)、多溴联苯醚(PBDEs)、多环芳烃(PAHs)等可对人体的内分泌系统、生殖系统、呼吸系统等造成损害, 有些SVOC 甚至有致癌效应. 调查了我国室内SVOC 的主要来源、种类和浓度水平; 对室内典型SVOC 的源散发特性进行了分析和总结; 以邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯 (DEHP)为例分析了稳态情况下室内DEHP 气相和颗粒相的浓度, 并根据室内PAEs 和 PAHs 的浓度水平估算了其室内暴露量和健康风险, 在此基础上提出了室内SVOC 污染亟需解决的问题. 调查结果表明, 中国是世界上最大的增塑剂、煤和香烟(燃烧产生 PAHs)的生产和消费国, 阻燃剂和卫生杀虫剂消费量巨大, 同时我国室内增塑剂和阻燃剂的浓度较发达国家更高, 因此我国室内SVOC 污染可能更为严重; 室内达到稳态情况下, 模型分析结果表明DEHP 主要存在于颗粒相, 并且颗粒物浓度越高, 颗粒相的DEHP 浓度越大; 暴露量和健康风险估算结果表明儿童的DEHP 暴露量明显高于成人, 因此 DEHP 对儿童的健康危害可能更严重; 我国每年因PAHs 暴露诱发的癌症患者可达2.6 万之多. 因此, 我国室内SVOC 污染问题形势严峻, 相关领域的研究者应该对这一问题展开协同攻关.     

微生物凝集素的研究

本文首先分析微生物凝集素种类及其来源生物类别、主要性状,如糖类专一性及它们与一些蛋白质、酶、抗生素等间的反应.讨论病毒、细菌、粘霉凝集素等的主要功能,凝集素在海洋细菌、藻和无脊椎动物中的活动.文章着重阐述由细菌凝集素介导的凝集素吞噬作用及其意义和价值.最后文章认为对微生物凝集素(包括海洋微生物凝集素)的研究以及对其有益方面的开发已经并将继续有助于人们去探索水产养殖生物御敌机制、病害防治方法和人类医学的发展.     

仿生嗅觉感知技术及其在嗅觉障碍疾病筛查中的研究进展

嗅觉障碍是多种疾病的早期症状,如新型冠状病毒感染的症状之一是嗅觉丧失,阿尔茨海默病和帕金森病患者通常伴有嗅觉降低或丧失.研究基于嗅觉功能检测的早期疾病筛查和诊断技术对控制患者病情、改善人类健康具有重要意义.目前嗅觉功能障碍的检测与评价方法尚不能有效地筛查和诊断各类嗅觉障碍相关疾病,而仿生嗅觉感知技术在模拟人类嗅觉感知系统方面具备一定的灵敏度、选择性和准确度,因此在嗅觉障碍相关疾病筛查中具有广阔的应用前景.本文介绍了目前国内外嗅觉功能障碍相关疾病的研究现状,分析了仿生嗅觉感知技术的原理及其在嗅觉障碍与疾病相关性检测与诊断中的研究进展.随着生物医学工程领域多学科交叉融合的发展,细胞网络芯片、类器官仿生芯片以及脑机交互技术的转化应用将促进仿生嗅觉感知技术在嗅觉障碍相关疾病研究中的发展以及临床疾病诊断技术的革新.