温带霉菌:室内霉菌生长受地理位置影响大于建筑类型

一项令人惊讶的研究结果表明,温带地区的家庭住宅比热带地区的住宅居住着更多种类和更多样化的真菌

在首次针对室内真菌的全球调查中,科学家报告称,地理位置而非建筑设计和功能对室内可能发现的真菌种类影响最大。该研究表明,住宅中最有可能发现的霉菌和其他真菌类型可能在很大程度上不受 HVAC(供暖、通风和空调)过滤器和防风雨条等特征的影响。

该研究结果于 6 月 28 日在线发表在《美国国家科学院院刊》上。

霉菌和其他类型的真菌(包括酵母和蘑菇)天然存在于任何地方,室内或室外,并且在大多数情况下,这些生物对人类几乎无害。然而,某些真菌物种会使食物变质和腐蚀建筑物,并引起人类的过敏哮喘或其他疾病。美国职业与环境医学学院估计,大约 5% 的美国人口患有霉菌过敏症。症状可能包括打喷嚏、眼睛发痒和流泪、鼻塞以及皮疹或荨麻疹。


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人类室内微生物暴露至关重要,因为工业化国家的普通人一生中大约 90% 的时间都在室内度过。关于哪些真菌物种在人类住宅中定殖以及它们如何影响人类健康,仍然存在许多问题。

由加州大学伯克利分校植物与微生物生物学系博士后研究员 Anthony Amend 领导的一项新研究调查了室内可能发现的不同种类真菌,并描述了影响室内真菌定殖的因素。这些发现将有助于未来表征构成正常室内真菌负荷的因素,这在定义异常变异之前是必需的。

研究人员从除南极洲以外的每个大陆的典型建筑物(包括住宅、办公室、商店和教堂)收集了 72 个灰尘样本。他们通过分析微生物 DNA 鉴定了样本中存在的不同真菌种类,发现,在给定的地理位置,室内发现的真菌种类与室外发现的真菌种类非常相似。令人惊讶的是,尽管建筑材料、建筑结构和功能差异很大,但彼此靠近的不同建筑物具有非常相似的真菌成分。

许多之前的研究都集中在空气过滤器、吸烟或宠物如何影响室内环境。就它们对室内发现的真菌的影响而言,Amend 说:“我们发现这些因素实际上是次要的。”

早期研究还将调查主要限制在相对较少的可见真菌物种或那些可以在实验室中轻松生长和鉴定的物种。尽管一些先前的研究得出结论,室内真菌与室外真菌不同,但 Amend 说:“并非所有真菌都能在人工培养基上良好生长——这实际上取决于您使用的培养基。”

Amend 及其同事使用的不依赖培养的鉴定方法使他们能够检测到不易在实验室中生长且可能被先前研究忽略的真菌。Amend 说:“我们发现的生物多样性比以往任何人都真正发现的要多得多。” 总之,研究人员在他们的室内样本中鉴定了近 4,500 种不同的真菌物种。

加州大学伯克利分校植物与微生物生物学教授兼该研究的合著者 Tom Bruns 说:“[室内]占主导地位的真菌不一定是您认为的室内真菌。” Bruns 指出,两种常见的室内真菌物种是青霉菌曲霉菌。“它们肯定在我们的样本中,但它们远不是那里最丰富的类型,”Bruns 说。

研究人员鉴定的其他物种是那些可能从室外带入的物种,包括水生真菌和其他已知仅与植物共生的物种。Amend 说,研究人员发现的“不仅仅是您认为会在墙壁上生长的典型霉菌”。

根据美国环境保护署的说法,住宅和其他建筑物墙壁上的霉菌生长主要是由过度潮湿引起的;建议的行动方案是降低湿度和防止凝结。

研究人员最大的惊喜是,在全球范围内,位于热带地区的住宅中发现的真菌种类较少。事实上,在温带气候中,离赤道越远,真菌多样性就越大。“这种全球模式实际上与大多数其他生物体相反,”Bruns 说。他补充说,对于大多数物种而言,赤道地区发现了更大的多样性。

研究人员怀疑,这些全球差异可能部分是由于季节和天气的差异造成的。例如,温带地区较冷的月份可能使无法在热带气候中茁壮成长的生物体得以生长。然而,他们的结果也可能是由于全球社会经济和生活方式的差异或其他尚未探索的因素造成的。

未来,研究人员希望能够检测到样本中活着的微生物。“采样技术告诉我们 DNA 存在,但没有告诉我们生物体是否活着,”Bruns 说。此外,他们对沉降灰尘的样本意味着他们检查了可能在很长一段时间内收集的生物体。“我们肯定会跟进对真菌多样性的更短时间尺度的观察。”

Amend 指出,这项研究揭示了真菌定殖的一些模式,下一步将是检查塑造这些模式的全球过程。例如,他想知道为什么有些真菌物种分布广泛,而另一些真菌物种似乎仅限于一个国家或半球。“这是因为某些真菌更容易传播吗?是否所有东西都在平等地传播,但有些真菌更擅长在不同的环境中生存?” Amend 问道。

多伦多大学职业与环境健康教授 James Scott 说:“这真的很重要”,他没有参与这项研究。“在过去的几十年里,我们真正开始认识到室内环境对我们的健康有多重要,特别是对儿童的健康。” Scott 指出,该研究使用了相当小的样本集,并且与温带地区采样的九个地点相比,仅包括在北回归线和南回归线之间采样的三个地点。“但这是从环境健康的角度来看,首次关注到非常令人感兴趣的事情,”Scott 说。

Scott 指出,关于室内真菌暴露及其与疾病的联系,有很多不同的发现。“在过去的 50 到 60 年里,对室内环境和健康感兴趣的人们以某种方式从室内环境中采集了样本。这项研究强调的是,那些已经使用相当长一段时间的采样方法可能遗漏了 90% 到 95% 的生物多样性,”Scott 说。

“这真的很令人震惊。我们需要开始重新思考我们如何衡量,”Scott 说。

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