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飞机屎真的能帮助追踪全球疫情么

2013年夏天,丹麦技术大学的研究人员到哥本哈根机场取一批特殊的样本——屎。他们把来自世界各地飞机上的厕所都抽干,就是为了找屎。在实验室中,他们对样本中的DNA进行测序,获得的结果包括抗菌素耐药性基因以及可能的病原体,所有这些都能追踪到飞机出发的国家。 

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在MIT,一个研究小组正在试图监控剑桥污水管中的病原体和毒品。今年2月,一项研究发现,美国不同城市污水处理厂中某种细菌的丰富程度,能够反映出当地的肥胖率。目前,人类肠道微生物群系是很热门的研究领域,还有什么比分析粪便中微生物群这种非入侵的方式要好呢?


 从飞机上的粪便中,丹麦的研究人员能够发现区域性的模式。比如,来自南亚的样本中所含的抗菌素耐药性基因比北美样本更多。能够引起腹泻的肠道沙门氏菌在来自南亚的样本中更多,而艰难梭状芽胞杆菌则更多地存在于北美样本。参与研究的Thomas Sicheritz-Pontén说:“很庆幸我们并没有找到炭疽这种更严重的微生物。”


不过,这些更严重的微生物确实存在,Sicheritz-Pontén表示对飞机屎进行DNA分析能够帮助探测出正在形成的疫情。比如,来自南美样本中的某种细菌含量突然增加了100倍,那就应该引起注意了。医生报告等传统的监控方法比较慢,并且是被动反应。Sicheritz-Pontén说:“等到发现的时候,疫情就已经形成。这项研究证明了感兴趣的细菌基因是可以检测到的。  


不过,仅凭DNA分析可能会造成误导。致病性细菌和无害细菌的DNA序列可能有80-90%的相似度,要确定某一种细菌是否拥有致病性基因可能非常费力,然而如果不进行这些额外的分析,科学家们最终会获得一堆假阳性。比如今年早些时候,研究人员在对纽约地铁系统中的DNA进行分析时,就找到了炭疽杆菌和鼠疫杆菌的证据,这让所有人非常慌张,研究者们很快撤回了结果并承认分析有误。


MIT研究剑桥污水管项目的负责人Eric Alm说:“如果最终目标是提供重要的公共卫生信息,那么就要在公布信息之前更仔细地进行检查。”Sicheritz-Pontén表示他的同事正在和专家合作,开发能够确定各种病原体的测试。


同时,通过排泄物来分析公共卫生的做法还只是在探索当中。微生物学家Jonathan Eisen说:“样本中微生物有差异一点也不出奇,并且与来源地有关。这种想法不错,但目前我觉得用处还不大。”如果科学家能够建立DNA序列与疫情暴发之间的联系,那么就大有前途了。

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