城大学者揭开人造建筑环境中病毒和细菌相互作用的奥祕

人造建筑环境中的病毒可对公众健康构成威胁，然而以往的研究大多针对细菌，针对病毒的则较少。由香港城市大学（城大）环境科学家们带领的一项研究，便首次提供了证据，证明在人造建筑环境如公共场所和寓所里，病毒和细菌经常频繁互动，而且病毒有可能通过把独特的基因插入宿主细菌内，帮助细菌适应养分不足的人造环境和继续生存。

通过了解这些“病毒-细菌”的相互作用以及找出抗生素耐药性基因的可能传播途径，城大研究团队希望这些最新的研究成果能够帮助制定有效的控制策略，以便减少人类与有害微生物的接触和感染。

病毒与宿主之间的相互作用，对于各种生态系统中微生物群落的生态和进化，至为重要。然而，人们对于人造建筑环境中的感染免疫机制以及病毒与宿主的相互作用，一直不甚了解。所谓人造建筑环境，是人类经常活动的人造地方如建筑物、公共空间、交通和基建设施。

城大能源及环境学院李钧瀚教授说：“随着全球愈来愈多人口居住于城市，居民经常暴露于不同的微生物之中，对公共卫生构成影响，因此人造建筑环境、尤其是室内的环境，也愈来愈重要。然而，过往对于人造建筑环境的研究，大多忽略了病毒的问题。”

“故此，在我们的最新研究中，我们全面探索了在人造建筑环境中存在的各种病毒，并发现了许多病毒和细菌发生相互作用的崭新分子机制。这些发现不仅对基础微生物科学具重要性，而且对于如何改善建筑环境的管理以便保障居民健康，同样重要。”李教授补充道。

在这项研究中，研究团队在全港不同类型的公共和私人人造建筑环境，共收集了738个样本。样本主要收集自建筑环境里的扶手、短柱、地板、灯柱、门柄以及居民的皮肤。然后，团队使用宏基因组测序技术对样本进行分析。

分析的结果带来了许多有趣的发现。首先，研究数据显示，病毒是人造建筑环境里微生物群落的一个基本组成部分。其中，噬菌体作为一种可感染细菌及在细菌内自我复制的病毒，被发现遍布于建筑环境里不同物质的表面。同时，团队在建筑环境中找到许多病毒，它们与其他生态系统中的病毒截然不同。

其次，研究团队发现了证据，证明有病毒向其细菌宿主插入了基因，以控制宿主代谢途径的特定步骤甚或整个代谢途径。这显示出病毒可以帮助细菌适应营养匮乏的建筑环境，以便共同进化，生存下去。

本次研究亦发现了细菌用以对抗病毒的多种崭新免疫防卫系统，以及病毒用以逃避细菌免疫系统而衍生的小蛋白。这些研究结果显示，病毒和细菌宿主在建筑环境中频繁地互动，而且彼此都有机制去抵挡对方。

此外，研究团队从在人类皮肤或经常被触摸的室内表面上找到的病毒里，检测出一些对抗生素有耐药性的基因。这些具耐药性基因的病毒可能会感染细菌宿主，导致耐药性基因有机会在不同种类细菌之间作平行转移。因此，在建筑环境中发现的病毒，究竟在细菌发展出耐药性的过程中扮演什么角色，极为关键，需要进一步研究。

李教授总结这次研究说：“我们的研究发现，病毒的多样性、组成、代谢功能和生存方式，会因应不同的建筑环境条件而改变。故此，因应环境而制订特定的控制策略，以尽量减低人类接触有害微生物的机会，从而更好地保障居民健康，极为重要。今次的研究结果正好通过提升对建筑环境中病毒与细菌的复杂相互作用的基本理解，帮助达致上述目标。”

上述研究成果已于科学期刊《自然通讯》（Nature Communications）上发表，题为〈Highly host-linked viromes in the built environment possess habitat-dependent diversity and functions for potential virus-host coevolution〉。

论文第一作者是香港城大能源及环境学院博士生杜世聪小姐，通讯作者是李教授。其他团队成员包括该学院的赖志强教授、陈泽强教授和童心昭博士，以及来自美国威尔康奈尔医学院的Christopher E. Mason教授。

本次研究得到了香港研究资助局的研究影响基金以及优配研究金支持。