JEPH 环境和公共卫生杂志》上 1687 - 9813 1687 - 9805 Hindawi 10.1155 / 2020/1646943 1646943 评论文章 空气微生物污染:成分和对人体健康的潜在影响,包括SARS冠状病毒感染 https://orcid.org/0000 - 0003 - 3265 - 8408 Moelling 卡琳 1 2 布勒克 费利克斯 3 拉德法 阿米尔 1 医学微生物学研究所 苏黎世大学 苏黎世 瑞士 uzh.ch 2 马克斯·普朗克分子遗传学研究所 柏林 德国 molgen.mpg.de 3 微生物学系 伊坎在西奈山医学院 纽约 纽约 美国 mountsinai.org 2020年 28 5 2020年 2020年 30. 09年 2019年 06 01 2020年 11 05年 2020年 28 5 2020年 2020年 版权©2020 Karin Moelling和菲利克斯•布勒克。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

污染的空气对人体健康构成重大威胁。暴露在可吸入颗粒物(PM)和有害气体导致心血管和呼吸道疾病,包括过敏和阻塞性肺疾病。空气污染也会导致癌症,减少寿命。吸收点已被证明导致病变在老鼠和人类肠道微生物群。所知甚少污染微生物对人类健康的影响。最近的一些研究描述城乡空气样本的微生物,平流层和砂颗粒,可以长距离运输,以及室内的空气环境。在这里,我们总结当前知识在空气中的细菌,病毒,真菌社区和讨论他们的潜在的对人体健康的影响。目前的数据表明,在空气中细菌病原体通常过于稀疏,短暂的为感染健康人构成重大风险。然而,空气真菌孢子可能加重过敏和哮喘。信息可以在病毒包括噬菌体,未来的研究可能会发现小说已知和未知病毒,对人体健康的影响。 Furthermore, varying experimental protocols have been employed in the recent microbiome and virome studies. Therefore, standardized methodologies will be required to allow for better comparisons between studies. Air pollution has been linked to more severe outcomes of SARS (severe acute respiratory syndrome) coronavirus (SARS-CoV) infections. This may have contributed to severe SARS-CoV-2 outbreaks, especially those in China, Northern Italy, Iran, and New York City.

 1。介绍 1.1。定义、指导方针和空气污染的来源

空气质量通常被点的浓度(直径范围从10 μ米或更小(PM10)低于0.1 μ米(点0.1))和气态污染物,臭氧(O3)、二氧化氮(没有2)和二氧化硫(2)[ 1- - - - - - 5]。当前点的建议2.5和点10由世界卫生组织(世卫组织)是10和20 μg / m3平均每年分别同时为没有上限2阿,3,所以2是100(在地面水平),和20吗 μg / m3分别为(表 1)。其他机构包括欧盟(EU),中国环境保护部和美国环境保护署(EPA)也发布指导方针(表 1)。令人担忧的是,大约92%的世界人口生活在地区那些指导方针不符合 6]。

建议和阈值。

世卫组织的建议 欧盟的阈值 中国环境保护部 ∗ 美国环境保护署
点2.5 10 μg / m3年平均 25 μg / m3年平均 35 μg / m3年平均 35 μg / m3平均超过24小时
25 μg / m324小时最大 75年 μg / m3日均
点10 20 μg / m3年平均 40 μg / m3年平均 70年 μg / m3年平均 150年 μg / m3平均超过24小时
50 μg / m3日均 50 μg / m3日均 150年 μg / m3日均
没有2 40 μg / m3年平均 40 μg / m3年平均 40 μg / m3年平均 53 ppb (ppb)年度的意思
200年 μg / m3小时最大 200年 μg / m3小时最大 80年 μg / m3日均200年 μg / m3小时平均
O3 100年 μg / m38个小时的最大 120年 μg / m38个小时的平均 160年 μg / m38个小时的平均200年 μg / m3小时平均 0.070 ppm (ppm)平均超过8小时
所以2 20 μg / m3日均 125年 μg / m3日均 60 μg / m3年平均150年 μg / m3日均 0.5 ppm平均超过3小时
500年 μg / m310分钟的最大 350年 μg / m3小时最大 500年 μg / m3小时平均

数字在括号中是允许的最大数量每年超过数点。 ∗ 申请城市地区显示值。更严格的标准要求等特殊地区国家公园。数字是根据世界卫生组织( 1)、欧盟( 2),中国环境保护部( 5),和美国环境保护署(EPA,检索值 https://www.epa.gov/criteria-air-pollutants/naaqs-table)。

主要排放国的空气污染是化石燃料电厂、工业、农业、移动源(汽车和其他车辆),森林火灾和自然过程发生在不同生态系统( 7- - - - - - 9]。在美国,移动来源的主要排放氮氧化物(NO X),而固定污染源贡献主要的排放2下午,2.5下午,10(图 1(一))[ 7]。点10由粒子由柴油燃烧,燃烧木材,或生物量。点2.5从废气直接排放会导致汽车或其他燃烧过程和煤烟颗粒组成。此外,气体等 X、硫氧化物( X),或氨(NH3)可以形成点2.5,称为二次粉尘gas-to-particle转换过程( 8]。农业的主要来源点2.5二次粉尘在世界许多地区,包括欧洲,这部分来源于NH3肥料(图 1 (b))[ 9]。

空气污染和对死亡的起源。(一)不同来源的相对贡献的排放 X,所以2下午,2.5下午,10在美国2014年( 7]。(b)室外空气污染来源的相对贡献过早死亡在美国2010年( 9]。(c)估计的贡献全球空气污染风险因素由非传染性疾病引起的死亡1990年- 2015年( 10]。

 2。与环境污染有关的疾病

暴露于空气污染的主要健康问题描述可能引起的点和主要影响呼吸道和心血管系统 10- - - - - - 16]。这两个点10和点2.5可引起眼睛刺激,过敏,和鼻炎 10- - - - - - 12]。全球空气污染导致大多数死亡慢性阻塞性肺疾病(COPD)和大比例的死亡引起的肺癌、缺血性心脏病、中风和心血管疾病(图 1 (c))。下午可以携带重金属与癌症和其他疾病相关( 17, 18]。“北京咳嗽”是由污染引起的粒子从吸入烟雾 19]。最近的一项研究描述之间的关联点10和呼吸系统疾病住院 20.]。

点2.5比大颗粒可以达到深入肺组织( 21]。长期暴露与慢性疾病的风险增加,包括慢性阻塞性肺病,可以发展成为肺癌(表 2)[ 10- - - - - - 12, 19]。心血管疾病与点2.5包括缺血性心脏病和中风( 22]。

常见的健康影响暴露于微粒造成的空气污染( 9- - - - - - 12]。

颗粒大小 短期暴露 长期接触
点10 过敏、哮喘、支气管炎、慢性阻塞性肺病、咳嗽、眼睛刺激,花粉热,增加呼吸道感染,鼻炎 慢性阻塞性肺病
点2.5 哮喘,心血管疾病、慢性阻塞性肺病、冠心病、心不足,高渗性,增加呼吸道感染 过敏、哮喘、动脉粥样硬化、慢性阻塞性肺病、癌症风险增加,缩短寿命
点0.1 哮喘和冠心病 未知的

新兴证据表明点之间的因果关联2.5和2型糖尿病认知功能下降,注意缺陷多动症,自闭症,和神经退行性疾病 10]。点2.5也可能导致早产、低出生体重、婴儿猝死综合症( 23]。然而,这些潜在的影响空气污染仍有待更好的建立和量化。

超细纳米颗粒(PM1和点0.1)可以穿透皮肤、血管和淋巴系统,从而分布在整个身体;他们还可以行动细胞( 24]。短期暴露与上述疾病的恶化,但长期后果在很大程度上是未知的( 25]。然而,纳米粒子被发现诱导氧化应激,与神经退行性疾病、癌症、慢性疲劳综合症,心血管和胃肠道疾病( 26, 27]。此外,暴露在超细纳米颗粒与心血管疾病在最近的队列研究( 25]。

在世界范围内,大约有330万人过早死亡每年从室外空气污染( 9),和额外的380万由于家庭污染,主要是在发展中国家与明火烹饪是常见的做法 28]。这些人,27%死于肺炎,20%慢性阻塞性肺病,8%于肺癌,45%由于心血管疾病( 10]。在西方国家,平均寿命估计平均减少了8.3个月由于接触点2.5( 29日]。

在全球范围内,空气污染对预期寿命的影响估计的两倍多的水的影响,土壤、污染和职业相结合( 10]。估计每年900万人过早死亡由于室内和室外空气污染超过估计抽烟(约700万)和重大传染性疾病(艾滋病、结核和疟疾的总和约占300万过早死亡)( 10]。

2.1。大城市的空气微生物

最近,《华尔街日报》 《BMC传染病》杂志空气微生物出版的特刊,注重传播的病原体通过人工呼吸( 30.]。在这里,我们专注于病原体的潜在运输机载表面点。没有回答的问题是是否以及在多大程度上这些粒子携带的微生物导致的疾病。

几个城市的空气微生物群已经characterized-Beijing [ 31日和乌鲁木齐 32在中国,在韩国首尔( 33),和在意大利米兰 34]。额外的研究调查了纽约市的地铁系统,美国( 35),挪威奥斯陆( 36)和香港( 37]。在这些研究中,空气过滤器是用来收集点;微生物核酸分离、加工和测序。然而,实验条件不同限制结果的直接比较。在北京,下午2.5和点10水平的一次严重的烟雾事件分析了超过七天,提取的DNA测序的Illumina公司HiSeq 2000测序系统来确定微生物成分( 31日]。测序以来图书馆准备包括PCR一步从空气中吸收大量的DNA样本太小直接测序,生成和读取被对齐nonredundant NCBI完整基因组分类任务( 31日]。检测到微生物包括细菌(86.1%和80.8%的在下午看书2.5和点10分别),真核生物(13%和18.3%),0.8%古生菌,0.1%的病毒样本(图 2(一个))。最丰富的细菌属于变形菌门门,其次是放线菌,厚壁菌门,拟杆菌门和蓝藻。大多数可吸入性soil-associated和不致病的微生物。然而,微生物导致过敏和呼吸道疾病被发现,包括细菌 链球菌引起的肺炎,真菌 来自烟曲霉属真菌可引起哮喘和呼吸道曲霉病( 40C],和人类腺病毒引起的呼吸道、胃肠道、泌尿道感染( 41]。RNA病毒如流感病毒、冠状病毒、鼻病毒被雇佣的方法检测不到。作者得出结论,可能没有从pollutant-associated微生物感染传染病的风险,但他们建议修复土壤,植被减少空气中的微生物来自粪便和陆地资源,包括潜在的过敏原( 31日]。在这种背景下,但值得一提的是,在2018年,中国宣布促进植被恢复和提高造林水平从22%到2016年的30%到2050年解决空气污染( 42]。

成分的空气微生物群落在不同的位置。(a)组成的空气微生物在烟雾事件(在北京 31日]。(b)组成的空气细菌社区在冬天的城市乌鲁木齐( 32]。周围的空气样本(c) Virome首尔,韩国( 33]。(d)的细菌群落的空气样本期间米兰春天的城市 34]。细菌社区获得的空气样本在纽约市的地铁系统 35)(e)和香港( 37](f)。观察到细菌社区的对流层( 38)(g)和沙粒( 39)(h)。

像在北京的空气,变形菌门和放线菌中发现大量的空气在中国西北城市乌鲁木齐(图 2 (b))[ 32]。本研究还利用DNA过滤点为起始原料,但分类任务是基于扩增16 s rRNA菌进行基因(原核生物)和18 s rRNA基因(真核生物) 32]。一些细菌,可能导致疾病的免疫力低下的个人但通常无害的健康人群,如 不动杆菌, Delftia, 沙雷氏菌属, Chryseobacterium被检测到。的一些检测真菌孢子与过敏有关( 43),如子囊菌类,担子,Zygomycosis。北京是著名的“北京”咳嗽,影响许多居民独立于他们的年龄 19]。这种情况可能造成的风险增加其他SARS-CoV-2肺部感染等疾病。事实上,暴露在烟雾与呼吸道感染发病率的增加( 44)和空气污染(如点也没有2)与严重程度增加冠状病毒感染所导致的疾病如SARS-CoV-1和SARS-CoV-2 [ 45- - - - - - 49]。SARS-CoV-2也可能受污染的空气中传播更有效地通过附加点( 50]。

首尔virome研究发现DNA病毒在不同的位置,工业、住宅和森林(图 2 (c))[ 33]。删除后的粒子大于0.2 μm×过滤,由切向流过滤和病毒粒子集中的样本被中海密度离心纯化。提取DNA, PCR扩增,受到454焦磷酸测序。读取被分配到病毒序列使用相机数据库和被分类学的分配梅根[ 33]。这项研究目的不是任何RNA病毒检测。作者确定了主要plant-infecting单链DNA (ssDNA)病毒的双子座,Nano - - - - - -,即圆环家庭。Nanoviridae aphid-transmitted植物病毒与圆形ssDNA段( 51]。即圆环也有圆形的基因组和感染植物,鸟类、猪、鱼、和昆虫( 52]。Geminiviridae由两个衣壳,每个包含一个圆形ssDNA相反的极性( 53];一些成员可以极大地损害作物( 54]。此外,Microviridae ssDNA噬菌体感染 肠道菌,被确定。作者还发现Caudovirales,尾随噬菌体与双链DNA基因组。Microviridae和Caudovirales组成最丰富的噬菌体种群在人类肠道( 55),也被确认在海洋环境 56, 57]。未发现人类致病性病毒。然而,未知ssDNA病毒被确认。进一步的研究将需要解决潜在风险的机载virome对人类健康和对作物的生产力。

一项研究在米兰,意大利北部,评估四十十天的样本收集的空气样本在不同季节对细菌和真菌的社区(图 2 (d))[ 34]。研究依赖于细菌的DNA提取和扩增16 s rRNA菌进行基因测序的基因组Illumina公司分析仪IIx;分类与RDP作业进行了贝叶斯分类器( 34]。大约104,主要是土壤和相伴的植物,细菌每立方米空气检测,放线菌和变形菌门控制 34]。明显的季节性和随温度而变的变化观察,例如,寒冷的天气更放线菌。作者没有说明潜在的致病性或allergy-inducing物种被发现。

纽约地铁系统的空气被发现含有微生物主要来自室外空气与未成年人比例从人体皮肤 35]。这里,从过滤空气样本中提取DNA受到放大16和18 s rRNA基因的PCR,扩增子的随后454焦磷酸测序,并分类任务是通过使用席尔瓦数据库( 35]。变形菌门平均样本包含40.4%,28.6%的放线菌,厚壁菌门为18%,拟杆菌9.1%,1.2%的蓝细菌,真菌孢子(图的复杂混合物 2 (e))。令人惊讶的是,没有检测到已知的人类病原体,但一些检测真菌可能引起过敏。SARS-CoV-2爆发的严重程度在纽约或许在一定程度上是由于人口密度高,机动性高,污染,还有先前存在的疾病如肥胖,影响大约40%的美国人口,更严重的可能是一个因素的结果COVID-19 [ 48, 58]。

在奥斯陆,气溶胶被发现含有细菌种类与纽约,总共有37个不同属,其中一些皮肤的起源( 36]。晚上浓度低约10倍( 36]。同样,香港地铁系统的空气主要包含变形菌门和放线菌(图 2 (f))[ 37]。本研究依赖中提取DNA进行PCR扩增的16 s rRNA基因和Illumina公司MiSeq测序。分类任务是通过调整针对绿色煤电rRNA基因序列数据库读取使用UCLUST程序( 37]。在纽约地铁里观察,细菌社区显示显著的相似之处与室外空气样本,与一些人类肤质细菌也存在。再次,病原菌没有在本研究中发现。

 2.2。农村空气微生物

除了土壤细菌,北京研究发现粪便细菌作为重要组件的空气污染,可能来自农村动物农场。此外,人类粪便细菌从污水是一个可能的起源 31日]。谷物的空气微生物的研究区域沃州,瑞士,发现很强的相关性之间的雾化和谷物dust-associated真菌社区( 59]。过敏和mycotoxigenic物种在大多数样本的存在表明,这些真菌物种可能导致粮食的工人与工作相关的呼吸道症状,然而,暴露于浓度远高于一般人群( 59]。城乡比较美国一项研究发现,城市化导致空气中的微生物群的均匀化,农村与城市社区展示地理变化比( 60]。农村空气微生物被发现含有大量的真菌引发的过敏,包括 链格孢属和 枝孢属( 60]。还需要进一步的研究来评估疾病在多大程度上可能由于暴露在农村空气微生物以及它们如何与浓度和暴露时间。

 2.3。微生物的对流层、灰尘和沙子

有证据表明,微生物可以在很长的运输距离和高海拔地区( 60]。细菌代表平均20%的粒子在0.25和1之间 μ米直径无云或混浊空气获得在飓风伯爵和卡尔在对流层(公里海拔8 - 15日 38]。大量的细菌类群,包括Burkholderiaceae醋杆菌科 ,链霉菌属和假单胞菌科。变形菌门是占主导地位的门(图 2 (g))。在微生物群落有显著差异的样本两个飓风。17然而,细菌和真菌物种共同所有样品,可能代表的核心成员平流层微生物群( 38]。由于低分辨率序列的方法,作者无法确定任何人类致病菌存在( 38]。大气中的细菌群落的垂直分布能登半岛之上,日本,10 - 3000米海拔,也已被证明能够变化明显,主要包含土壤和海洋细菌( 61年]。作者发现杆菌和变形菌门,类群,包括已知的植物,动物,和人类病原体,他们推测可能是分散在远距离通过高海拔地区 61年]。是否会导致这些经空气传播的病原体感染后暴露在高海拔还有待证明。

沙粒可以在数千公里运输和运输细菌,这样,他们的人口甚至可能在全球范围内连接( 62年]。200 - 600年的沙粒 μ米直径从德国海岸绑定10所示4到105细菌组成的3000到6000个不同的物种,主要是土壤和海洋起源( 39]。确定核心细菌社区,50%的细菌存在于所有沙粒,而另一半多样。变形菌门是占主导地位的门,其次是拟杆菌门和放线菌(图 2 (h))。确定没有讨论潜在的有害细菌。

灰尘从沙漠土壤显示运输不同的细菌组合地中海( 63年]。戈壁沙漠的尘土微生物被发现含有大量Alphaproteobacteria [ 64年]。土壤细菌在沙尘暴事件更丰富,而人为的细菌的相对丰度下降( 65年]。人为的细菌包括那些携带抗生素抗性基因,这表明空气微生物可能导致抗生素耐药性长距离的传播,即这些基因可能会稀释。没有描述的人类健康风险( 65年]。关注,然而,抗生素抗性基因的存在在畜牧生产的污水可以经由水或空气( 66年]。

 2.4。室内空气微生物

分析了室内污染系统使用家用空气[ 67年- - - - - - 69年]。这里,西方家庭必须区别于那些在发展中国家使用明火做饭导致污染,过早死亡的一个主要的健康问题和原因( 70年]。在西方家庭中,微生物的主要来源是人类、宠物、植物、管道、加热、通风和空调,模具,从户外和灰尘 68年]。人们通常在室内呆一天中大部分,空气微生物之间的显著差异环境如学校、办公室、家庭、和运输不同房间之间,甚至同一家庭的( 67年- - - - - - 69年]。室内空气通常包含10立方米之一5细菌和病毒样颗粒,大约十分之一的室外空气中的浓度( 68年]。真菌孢子不太丰富,不同数字从80到104菌落。人类排放大约107细菌和真菌的基因组的副本每小时( 68年]。人类的粪便可以包含多达10个9粒子每克fecal-transmitted诺瓦克病毒等病原体, 志贺氏杆菌,或 沙门氏菌( 71年]。应该注意的是,人类携带1012微生物在他们的皮肤和4×1013在消化道( 72年),其在室内环境的主要来源 73年- - - - - - 75年]。关键因素决定室内真菌和细菌微生物的组成似乎水分,年龄的家里,和养狗 76年]。对健康潜在影响可能来自真菌作为过敏原和真菌毒素的重要来源 77年),室内真菌社区是由物种来自户外( 78年]。真菌和细菌孢子可以感染动物、植物和人类 79年),高度稳定,可以潜伏多年。真菌等 隐球菌种虫害会引起致命的疾病在免疫力低下的人群,如艾滋病患者和移植受者( 80年]。然而,大多数微生物是良性和防止有害微生物,协助消化,训练免疫系统,降低自身免疫性疾病的风险( 81年]。然而,高剂量的病原体的风险在恶劣的卫生条件和接触飞沫和气溶胶感染滴度高的人的病原体。

 2.5。卫生保健设施和运输

不足为奇的是,医院的室内空气微生物群包含比室外更大比例的潜在的细菌病原体样本( 82年]。事实上,许多医疗设施受到SARS-CoV-2的传播的影响和由此产生的卫生保健工作者和其他病人的感染。微生物对医院的研究可能有助于减少暴露于病原体;例如,房间气流和湿度较高的机载较少有关人类病原体( 82年]。因此,建筑设计可能有助于减少卫生保健设施中病原体的传播。通风系统的火车与飞机通常回收机舱空气经过过滤,不能有效清除病毒。SARS-CoV-2大流行期间,这导致了几乎完全关闭在许多国家长途交通和公共交通。病毒的传播可能只是阻止了如果所有乘客都确认为阴性SARS-CoV-2感染通过抗体检测或实时病毒测试表明传染状态。这些测试可用于流感病毒;他们提供快速的结果,但往往比实验室检测不可靠。然而,这可能是唯一的长途旅行在火车或飞机的快速解决方案。保持一个安全距离和面具只能帮助遏制SARS-CoV-2在某种程度上的传播。

 2.6。空气中的病毒和噬菌体

不太了解机载病毒比细菌和真菌的社区。国际病毒分类委员会(ICTV)列出了大约6000种已知病毒,其中约1500可以导致疾病 83年]。患者严重感染流感病毒可以港109病毒粒子每立方厘米的血液和释放大约10000雾化病毒通过咳嗽或打喷嚏 75年]。在室内,流感病毒的浓度可以达到2.6×105粒子每立方米( 68年]。更感染麻疹病毒通过空气传播,导致近100%在接触感染者感染( 84年]。麻疹病毒引起严重疾病在儿童和成人也可以是危险的,特别是对孕妇( 84年]。

诺瓦克病毒相对稳定,可以在环境中存在几周( 84年]。18到1000诺瓦克病毒粒子会造成感染 85年]。诺瓦克病毒约占50%的感染性腹泻。至少有33个基因型和后天免疫是短暂的而不是cross-protective,所以一个人可能会遇到几个每年诺瓦克病毒感染。诺瓦克病毒通常不是严重有害健康的成年人,但对小孩子和老人 84年]。封闭的环境,如游轮通常受到诺瓦克病毒暴发的影响。

 3所示。冠状病毒

冠状病毒单链RNA病毒的积极意义,七个已知感染人类,包括SARS-CoV-1 MERS-CoV, SARS-CoV-2 [ 86年]。其他四人导致大约10 - 15%的季节性急性呼吸道感染( 87年]。其他季节性病毒感染是由甲型和乙型流感病毒,呼吸道合胞病毒、鼻病毒。呼吸道病毒如流感或冠状病毒,包括SARS-CoV-2,是通过呼吸道飞沫传播(大滴发出咳嗽、打喷嚏或说话)和气溶胶(颗粒直径小于1微米)当他们到达易感粘膜表面的眼睛、鼻子或嘴巴。通过涂片间接接触感染污染的表面可能发生但可行的病毒的数量可能会小。呼吸道病毒的传播可以通过戴口罩是有限的,减少人们之间的水滴和气溶胶的传播。户外,病毒通常过于稀疏构成重大风险感染健康人如果他人保持安全距离。即使水滴旅行大约30厘米的距离在沉没之前,长达2米安全距离提出了包含SARS-CoV-2的传播。面具覆盖鼻子和嘴巴可以减少droplet-based病毒感染,而只有外科口罩可以防止病毒气溶胶。

空气污染了这里会导致肺损伤。这是一个突出的问题主要在大城市和表现为“北京咳嗽,干咳高度普遍很大,污染城市 19]。有证据表明,人们暴露在严重的空气污染更容易感染目前SARS-CoV-2流行病毒和经验强的症状,不仅在中国的大城市,而且在世界的其他地方 46- - - - - - 51]。污染,包括点也没有2,可能导致SARS-CoV-2的传播和疾病严重程度在意大利北部污染是严重的 46, 47, 49, 50]。除了空气污染,先前存在的条件,如超重可能导致疾病严重程度,这可能对美国尤其相关,在接近40%临床肥胖( 58]。

SARS冠状病毒有一个历史污染物通过管道( 88年]。例如,SARS-CoV-1传播通过管道在香港淘大花园建筑,并没有aerosol-tight从而允许病毒传播的7楼改建建筑污染污水( 88年]。同时,在酒店酒店在香港,12人在24小时内感染,导致一连串的感染4000人( 89年]。SARS冠状病毒极易蔓延( 90年]。严格的方案对被感染的人在新加坡成功包含SARS-CoV-1爆发。然而,病毒甚至逃过两次人员工作在高安全实验室条件下( 91年]。

噬菌体的病毒细菌,我们这个星球上非常丰富,在海洋、空气、土壤、和其他环境( 92年]。他们可以整合到细菌基因组,但也可以通过溶解细菌复制。大约10 - 20%的细菌在海洋中溶解了噬菌体(每天 93年]。也不是轻而易举的事情描述噬菌体在环境样品;他们通常需要净化、浓度和PCR扩增步骤排序和分类任务之前 94年, 95年]。噬菌体的识别在人类样本(最近被详细讨论 95年]。首尔噬菌体被确定在空气中,因此可以通过空气传播( 32]。然而,他们不知道对人类健康构成威胁。

3.1。吸入和摄入污染的影响

一个重要的问题是空气污染影响主机微生物群的构成。胃肠道港口最多的微生物,可能间接影响到高浓度的污染物点( 96年]。在人类中,吸入点正迅速从肺部清除和运入肠,它可能导致细菌群落组成的变化( 97年]。在炎症性肠病(IBD)的小鼠模型,口头管理环境10浓度代表一个剂量可能发生时期高水平的空气污染已被证明会明显影响肠道微生物群( 98年]。厚壁菌门的比例增加,而拟杆菌门和炎症反应,减少肠道渗透性得到晋升(图 3)[ 98年]。流行病学证据表明空气污染物也与炎症性肠病的风险增加在人类 99年]。有人建议,空气污染,一般来说,和点,具体来说,可以促进胃肠疾病在人类 86年]。最近,它已经表明,点吸入可能改变人类肠道微生物群( One hundred.]。观察小鼠的实验,拟杆菌的增加和减少壁厚菌门观察,与健康后果有待确定。

由于下午肠道菌群的变化10在一个小鼠模型。il - 10基因敲除小鼠,炎症性肠病模型,用标准鼠标chow(左)或标准鼠标chow补充点1035天( 99年]。然后,这些老鼠的粪便样本中细菌成分确定。

除了IBD,暴露于空气污染与2型糖尿病和肥胖,可能由于对肠道菌群的影响 101年, 102年]。特定的肠道细菌与没有家庭 X接触;类杆菌(门拟杆菌)增加,而Coriobacteriaceae(门放线菌)下降 101年]。这些变化都增加2型糖尿病的空腹血糖水平特征。此外,多环芳烃和其它有机污染物存在于点可以通过胃肠道细菌代谢,从而改变微生物群的组成( 103年]。

改变肺部微生物与各种疾病,如囊性纤维化、慢性阻塞性肺病、哮喘( 104年]。例如,哮喘和慢性阻塞性肺病患者增加了变形菌门的相对丰度与健康人相比。有趣的是,它已经表明,个人暴露于高水平的家居空气污染在马拉维的点显示肺部微生物的变化,包括提高潜在的致病菌属的相对丰度 链球菌和 奈瑟氏菌属( 105年]。此外,国内生物质燃料的使用与环境细菌的存在, Petrobacter,通常不出现在肺 105年]。

总之,有证据表明,环境污染会影响胃肠道和肺部微生物群的构成,与潜在的对人体健康的负面影响。因此,空气污染物,不直接运送的微生物,可以间接影响人体固有的微生物群。

 4所示。讨论

我们才刚刚开始理解空气微生物的构成及其对人类健康的潜在影响。然而,从目前的数据,以下趋势出现的细菌,病毒和真菌社区,尽管采用的不同方法不同的研究。

4.1。空气中的细菌

城市空气微生物的菌落似乎主要由门变形菌门的放线菌,厚壁菌门(图 3),而丰富的人群如拟杆菌门和蓝藻更少样本中变量( 31日, 32, 34- - - - - - 37]。这是让人想起细菌和病毒的海洋和人类的肠道微生物群是由丰富的核心成员和人口少的变量( 55, 106年]。潜在的人类病原体通常低于检出限在空气样本甚至封闭的环境,如地铁系统,这意味着不可能有相当的风险感染( 31日, 32, 34- - - - - - 37]。

 4.2。空气中的病毒

同样地,周围的空气似乎不包含大量的已知病毒病原体( 33]。然而,只有一小部分在环境中发现所有病毒是已知的,这使得它很难估计virome的空气对人体健康的潜在影响( 33]。机载virome是噬菌体的一个主要的组成部分,不知道对人类构成威胁,但可能会影响细菌种群造成毒性传播和抗生素抗性基因 33]。

 4.3。冠状病毒

SARS-CoV-2的原因是当前的2019/2020,COVID-19大流行导致不同严重程度的爆发。观察感染和死亡率高,例如,在武汉城市和中国的其他地区,在意大利北部伦巴第,伊朗北部,纽约,美国、玛瑙斯,巴西,和约翰内斯堡,南非。在某些情况下,疫情的严重程度可能与空气污染与高人口密度。其他风险因素可能由超重/肥胖、慢性咳嗽、肺部疾病如慢性阻塞性肺病,和结核病和艾滋病毒/艾滋病等传染性疾病( 44- - - - - - 50, 58, 107年, 108年]。SARS-CoV-2最有效地通过接触受感染的人们在室内环境中传播 109年]。这促使限制在全球许多国家的公共交通和长途旅行。户外,水滴或气溶胶通常不穿过空气“(分泌物)提出了安全距离之外的一到两米量足以引起感染。

 4.4。空气真菌

人类健康的主要危险是空气真菌会加剧疾病,包括过敏和哮喘( 31日, 32, 35]。研究空气真菌微生物可以帮助识别措施减少真菌物种的丰度与过敏,哮喘,和其他疾病在室外和室内环境空气。对于室内环境,它已被证明,大量的特定组件的空气微生物群可以改变建筑设计、湿度和气流的程度( 82年]。因此,可以设想的低变应原的建筑设计。有证据表明,真菌孢子在农村空气(尤其丰富 59]。有趣的是,暴露于室内的灰尘 链格孢属种虫害被发现与降低哮喘的发生有关,而室内空气 来自烟曲霉属真菌和 链格孢属种虫害与哮喘(呈正相关, 110年]。因此,暴露在真菌对人类健康有正面和负面的后果,根据物种和暴露的类型(例如,的灰尘和空气传播的)。不过,总体而言,很难比较当前的研究,因为他们依赖于不同的协议。在未来,标准化的方法将有助于允许更好的对比研究。

在更大的范围内,有证据表明,微生物是全球互联的( 62年)和微生物可能运送数千公里,灰尘和细沙( 63年, 111年),通过高海拔地区对流层( 38, 61年]。潜在的病原体可引起感染是否暴露于高海拔和相关的辐射后,然而,还有待证明。在长途运输而直接影响微生物对人类健康,如感染,是不可能的,一个潜在的问题是毒性因子和抗生素抗性基因的传播( 65年]。

接触点,即使没有附着微生物,已经被证明可以改变肠道菌群与可能与炎症性肠病等疾病( 98年- - - - - - One hundred.和2型糖尿病 101年, 102年]。接触特定的空气微生物是否也会影响这些疾病还有待确定。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

 作者的贡献

卡琳Moelling和菲利克斯•布勒克同样这项工作。

 确认

作者感谢教授彼得•Deuflhard博士Zuse研究所柏林,2018年在北京的邀请去开会,这个手稿被启动。作者深感遗憾,他在2019年去世后一种疾病。作者要感谢博士教授Peter Palese(伊坎在西奈山医学院)为他的慷慨支持。

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