对于那些深受可怕的“北京咳”折磨的人们来说，城市浓重雾霾中的颗粒物构成公共健康问题是显而易见的。但不太清楚的是微生物的影响——甚至身份——它们也漂浮在棕色的雾霾中。
中国研究人员现在已经使用基因组测序技术，在 2013 年 1 月袭击北京的异常浓重的雾霾中，鉴别出约 1300 种不同的微生物物种（参考文献）。令人欣慰的是，他们发现的大部分微生物是良性的——但少数几种是导致人类过敏和呼吸道疾病的原因。在污染较重的日子里，来自这些过敏原和病原体的 DNA 比例增加，这表明它们可能对老年人或免疫系统较弱的人群等弱势群体构成额外的健康威胁。
长期以来，对空气中微生物的调查一直依赖于在实验室中培养样本的方法，这种方法很容易遗漏关键物种。在过去的几年中，研究人员已经着眼于空气中发现的微生物基因组，以识别广泛的细菌科或属——这种方法称为宏基因组学。但北京清华大学的生物学家朱听说，这是首次有调查深入到精确确定空气中特定种类的微生物，这对于评估其致病潜力非常重要。朱听是进行最新研究的团队成员。“这证明了可以提取和鉴定物种水平的这些微生物，”朱听说。“这增加了我们对每天吸入物质的理解。”
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雾过滤器
科学家们在连续 7 天内采集了 14 个空气样本，并过滤掉两种类型的颗粒物：直径小于 2.5 微米的颗粒物和直径达 10 微米的颗粒物，分别称为 PM2.5 和 PM10。在实验的某些日子里，北京的 PM2.5 水平超过了每立方米 500 微克——约为世界卫生组织指导限值的 20 倍。
科学家们从样本中提取并测序了 DNA，并将结果与大型基因数据库进行了比较。鉴定出的最丰富的物种是obscurus Geodermatophilus，一种常见的土壤细菌。但他们也发现了可能引起肺炎的肺炎链球菌；真菌过敏原烟曲霉；以及一系列通常在粪便中发现的其他细菌。在雾霾最严重的日子里，来自这些物种的 DNA 比例增加了 2-4 倍，尽管样本可能也包括来自死细胞的物质，“所以我们不知道它们是否仍然存活，”朱听说。研究人员建议，临床研究可以寻找呼吸道感染患者痰液中的相同微生物，以评估雾霾天是否会导致更多感染。
意大利米兰-比科卡大学的微生物学家安德烈亚·弗兰泽蒂说，北京空气中微生物群落的构成与他的团队在米兰进行的一项类似的空气细菌调查大致一致。“新的地方在于序列数量之多，”他说。这有助于快速查明可能对健康产生令人担忧影响的细菌，从而使微生物学家能够针对它们进行进一步研究。“越来越多的证据表明，细菌可能在空气颗粒物对健康的影响中发挥重要作用，”弗兰泽蒂说。
即便如此，“PM2.5 和 PM10 比任何微生物都更成问题，”科罗拉多大学博尔德分校的微生物学家诺曼·佩斯指出，他领导了一项基于测序的纽约地铁空气微生物调查。他认为，这项技术在医院等更令人担忧空气传播病原体的场所可能更具启发性。
在过去的几年里，公众压力说服了中国政府解决该国日益严重的空气污染问题。但就目前而言，雾霾仍在持续。本月早些时候，北京的 PM2.5 水平升至每立方米 600 微克以上，促使官员建议儿童和老年人待在室内。在中国农历新年庆祝活动前夜，中国气象局呼吁限制燃放烟花爆竹，以避免不必要的空气污染。他们可能说得有道理：在一个相对晴朗的日子之后，北京的 PM2.5 浓度在当地时间凌晨 1 点左右飙升至每立方米 469 微克。