佛罗里达大西洋大学和多个国际机构的研究人员进行的一项研究表明，可导致致命人类疾病的弧菌可以迅速粘附并可能适应塑料海洋垃圾和马尾藻，马尾藻是一种在马尾藻中发现的快速膨胀的海藻大海和更远的地方。这项研究是第一个组装弧菌属的研究。来自塑料碎片的基因组，强调了与人类与马尾藻和塑料海洋碎片的相互作用增加相关的潜在健康风险，研究人员敦促谨慎对待马尾藻生物量的收获和加工，直到风险得到彻底调查。

(资料图片仅供参考)

加勒比海和马尾藻海的基因组学研究标志着首次组装来自塑料废物的弧菌。

最近的研究揭示了马尾藻 属物种、海洋塑料垃圾和弧菌之间的相互作用如何产生对海洋生物多样性和公众健康构成威胁的完美“病原体”。全球水域中常见的弧菌是海洋相关人类死亡的主要原因。例如，通常被称为食肉细菌的创伤弧菌会因食用海鲜而导致严重的食源性疾病，并可能导致开放性伤口感染和死亡。

自 2011 年起，马尾藻（一种自由生活的棕色大型藻类）在马尾藻海和大大西洋马尾藻带等其他开阔海域的数量显着增加，海滩上经常发生不寻常的海藻聚集事件. 此外，最初在马尾藻海表层水域发现的塑料海洋垃圾因其寿命长而成为全球关注的问题，比海洋生态系统中的天然底物存在时间长数十年。

目前，关于弧菌与马尾藻的生态关系知之甚少 。此外，关于塑料海洋垃圾和 马尾藻中的弧菌 是否可能感染人类，一直缺乏基因组和宏基因组证据。随着夏季进入高潮，人们正在努力寻找创新的解决方案来重新利用 马尾藻，这些底物是否会对公众健康构成三重威胁？

（左侧是血琼脂测试；右侧是 β 溶血表型）：超过 40% 的塑料衍生弧菌分离物显示出溶血活性，这与致病潜力一致。图片来源：佛罗里达大西洋大学的 Tracy Mincer

佛罗里达大西洋大学的研究人员 和合作者对从鳗鱼幼虫、塑料海洋垃圾、 马尾藻以及从北大西洋的加勒比海和马尾藻海域采集的海水样本中分离出来的16 个弧菌 品种的基因组进行了完整测序 。他们发现， 弧菌病原体具有独特的“粘附”微塑料的能力，而这些微生物可能只是在适应塑料。

“塑料是一种被引入海洋环境的新元素，它只存在了大约 50 年，”通讯主要作者、FAU 海港分部海洋研究所和 Harriet L 生物学助理教授 Tracy Mincer 博士说。 . 威尔克斯荣誉学院 “我们的实验室工作表明，这些 弧菌 极具攻击性，可以在几分钟内找到并粘附在塑料上。我们还发现微生物利用附着因子粘附在塑料上，这与病原体使用的机制相同。”

这项发表在《水研究》杂志上的研究 表明，开阔海洋弧菌代表了一组迄今为止未被描述的微生物，其中一些代表了潜在的新物种，拥有致病基因和低营养获取基因的混合物，反映了它们的远洋栖息地和他们殖民的底物和宿主。利用宏基因组组装基因组 (MAG)，这项研究代表了第一个弧菌 属。由塑料碎片组装而成的基因组。

一些基于栽培的数据显示，搁浅的马尾藻似乎含有大量弧菌。图片来源：FAU Harbour Branch 的 Brian Lapointe

该研究强调了与霍乱和非霍乱细菌菌株密切相关的脊椎动物病原体基因。品种的表型测试证实了快速的生物膜形成、溶血和脂肪磷酸化活性，与致病潜力一致。

研究人员还发现，zonula occludens 毒素或“zot”基因首先在霍乱弧菌中描述 ，这是一种增加肠道通透性的分泌毒素，是他们发现的弧菌中保留率最高和选择最多的基因之一。这些弧菌似乎通过肠道进入，卡在肠道中，并以这种方式感染。

“我们发现的另一件有趣的事情是一组称为‘zot’基因的基因，它会导致肠漏综合症，”Mincer 说。“例如，如果一条鱼吃了一块塑料并被这种 弧菌感染，然后导致肠漏和腹泻，它会释放氮和磷酸盐等废物营养物质，从而刺激 马尾藻 和其他周围生物体的生长。”

调查结果显示一些 弧菌 属。在这种环境中，具有以植物和动物宿主为目标的“杂食性”生活方式，并具有在贫营养条件下持续存在的能力。随着人类-马尾藻-塑料海洋垃圾 相互作用的增加，这些底物的相关微生物菌群可能藏有潜在的机会性病原体。重要的是，一些基于培养的数据显示搁浅的 马尾藻 似乎含有大量 弧菌 。

“我认为在这一点上，没有人真正考虑过这些微生物及其引起感染的能力，”Mincer 说。“我们真的想让公众意识到这些相关的风险。 特别是，在更彻底地探索风险之前，应谨慎对待 马尾藻生物量的收获和加工。”

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