《Environmental Science & Technology Letters》：Aquatic Plastisphere as a Reservoir for Pathogenic and Antifungal-Resistant Fungi
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塑料污染在全球范围内创造了一个分布广泛的“塑料圈”（plastisphere）微生境，但其在促进抗真菌耐药性（antifungal resistance）这一迅速出现的全健康（One Health）威胁中的作用仍知之甚少。在此，研究人员通过结合鸟枪宏基因组学（
塑料污染在全球范围内创造了一个分布广泛的“塑料圈”（plastisphere）微生境，但其在促进抗真菌耐药性（antifungal resistance）这一迅速出现的全健康（One Health）威胁中的作用仍知之甚少。在此，研究人员通过结合鸟枪宏基因组学（shotgun metagenomics）、基于培养的验证、抗真菌药敏试验（antifungal susceptibility testing）和分离株全基因组测序（whole-genome sequencing，WGS），检验了水生塑料碎片是否携带有抗真菌耐药性特征的潜在致病真菌。在城市和城郊水体的塑料圈中检测到多样化的真菌群落，包括32种经FungAMR整理的致病物种，其中13种被列为世界卫生组织（WHO）优先真菌病原体（Fungal Priority Pathogen List，FPPL）。所有32种致病物种的连续序列（contigs）均携带至少一个已知的耐药性赋予氨基酸置换（resistance-conferring amino acid substitution），表明在所检测的致病菌群中存在广泛的耐药潜力。基于培养的检测证实了存活（viable）的高风险真菌，包括烟曲霉（Aspergillus fumigatus）、尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）和近平滑假丝酵母（Candida parapsilosis），其分离株在针对11种抗真菌药物的最低抑菌浓度（minimum inhibitory concentration，MIC）测试中表现出多重耐药表型（multidrug-resistant phenotypes）。跨底物比较进一步表明，微塑料上携带耐药性相关置换的真菌负荷高于水体（bulk water）。这些发现表明，水生塑料圈可能充当抗真菌耐药性真菌病原体的储库（reservoir）和传播载体（dispersal vehicle），突显了塑料污染中一个被忽视的与全健康相关的维度。
**塑料圈中抗真菌耐药性病原真菌的储库作用：一项整合组学与培养验证的研究解读**
**1. 研究背景与问题提出**
塑料污染已成为全球性环境危机，其形成的“塑料圈”（plastisphere）微生境可携带多种微生物。以往研究主要关注塑料圈中细菌病原体及其抗生素耐药性，但对真菌病原体及抗真菌耐药性的认知极为有限。抗真菌耐药性是快速崛起的“全健康”（One Health）威胁，影响人类健康、农业和生态系统，但环境驱动因素尚不明确。塑料碎片因其持久性、疏水表面及污染物吸附能力，可能成为抗真菌耐药真菌的移动储库和传播载体。本研究旨在系统检验这一假设，阐明水生塑料圈是否栖息着具有抗真菌耐药性的潜在致病真菌，并评估其在全健康框架下的意义。论文发表在《Environmental Science》。
**2. 主要关键技术方法**
研究人员采用多学科整合方法：首先，从美国大波士顿地区4个城市及城郊水体的27个近岸点采集塑料碎片，通过光学光热红外光谱（O-PTIR）确认塑料类型；其次，对塑料生物膜进行鸟枪宏基因组测序（shotgun metagenomics），利用Kraken2和定制真菌基因组数据库进行物种分类，并基于FungAMR数据库筛选抗真菌耐药性相关基因及已知耐药性赋予氨基酸置换（resistance-conferring amino acid substitution）；再次，通过选择性培养、MALDI-TOF MS鉴定及肉汤微量稀释法测定最低抑菌浓度（MIC），验证存活真菌的药敏表型；最后，对分离株进行全基因组测序（WGS）和单核苷酸多态性（SNP）系统发育分析，并比对FungAMR耐药性置换。此外，利用独立的城市河流宏基因组数据集（含微塑料、天然颗粒和水体样本）进行跨底物比较。
**3. 研究结果**
**3.1 塑料圈宏基因组揭示携带抗真菌耐药性标记的多样致病真菌**
在所有塑料圈宏基因组中，真菌群落以子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）为主，共鉴定出206个非冗余真菌类群，包括32种经FungAMR整理的致病或机会致病物种（如稻绿核菌Ustilaginoidea virens、谷瘟病菌Pyricularia pennisetigena、裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe、汉逊德巴利酵母Debaryomyces hansenii和尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum）。其中13种被列入WHO真菌优先病原体清单（FPPL），包括全部4种“极高优先级”（Critical Priority）物种：新型隐球菌（Cryptococcus neoformans）、耳念珠菌（Candida auris）、烟曲霉（Aspergillus fumigatus）和白色念珠菌（Candida albicans）。通过FungAMR筛查，所有32种致病物种的连续序列（contigs）均携带至少一个已知的耐药性赋予氨基酸置换，涉及唑类（azoles）、棘白菌素类（echinocandins）等主要抗真菌药物靶点、多药转运蛋白和转录调控因子。这表明塑料圈致病菌群具有广泛的遗传抗性潜力。
**3.2 培养验证表明塑料上存在存活的多重耐药高风险真菌**
27个样本中有24个培养出真菌生长。ITS扩增子测序与宏基因组联合分析锁定三种重叠致病真菌：烟曲霉（A. fumigatus）、尖孢镰刀菌（F. oxysporum）和近平滑假丝酵母复合种（Candida parapsilosis species complex）。通过选择性培养成功获得烟曲霉9株、近平滑假丝酵母4株、尖孢镰刀菌3株，并经MALDI-TOF MS确认。MIC测试针对11种抗真菌药物（涵盖唑类、棘白菌素类、多烯类polyenes和丙烯胺类allylamines），结果显示出多重耐药表型：6/9烟曲霉分离株对多种药物耐药，最常见的是唑类（如伊曲康唑itraconazole、艾沙康唑isavuconazole），3株对≥3种药物耐药；全部4株近平滑假丝酵母对至少一种唑类耐药，3株对≥3种药物耐药；尖孢镰刀菌中1株对两性霉素B（amphotericin B）和阿尼芬净（anidulafungin）耐药，另1株对酮康唑（ketoconazole）耐药。分离株WGS进一步确认了物种身份，并检出FungAMR整理的耐药性相关置换，部分置换与对应宏基因组信号一致，但基因型与表型并非完全对应，提示表达、启动子变异或遗传背景可能影响药敏结果。
**3.3 塑料圈作为抗真菌耐药真菌的热点**
通过分析独立城市河流数据集（含微塑料、天然颗粒和水体各15份样本），利用相同FungAMR筛查框架量化三个指标：FungAMR整理的致病真菌物种、携带已知耐药性赋予氨基酸置换的真菌、以及携带此类置换的致病真菌。结果显示三个指标均呈现一致梯度：微塑料上最高，天然颗粒次之，水体最低。其中微塑料与水体之间在携带已知置换的真菌和致病真菌携带置换这两个指标上差异具有统计学显著性（Wilcoxon秩和检验，Bonferroni校正）。这表明塑料圈可能是抗真菌耐药性相关真菌的热点区域，塑料因其持久性、表面化学及污染物吸附能力而区别于天然颗粒。
**4. 讨论与结论总结**
讨论部分指出，研究通过多方法整合提供了汇聚证据：塑料相关生物膜可栖息存活的高风险真菌病原体，这些真菌携带着抗真菌耐药性特征，包括与人类健康和农业相关的类群。这些发现将塑料圈风险范式从细菌危害拓展至真菌领域，表明环境塑料可能是抗真菌耐药性环境储库中被低估的组成部分。塑料可能作为生态枢纽，使致病或机会性真菌在此积累、遭遇共存的化学应激源，并在相连的水生和陆地界面间扩散。研究局限性包括：培养分离株数量有限；未直接量化吸附污染物或实验测试塑料表面的选择机制；FungAMR筛查反映的是耐药潜力而非每种物种或基因的明确耐药机制。未来需扩大区域、季节、聚合物类型和环境介质的监测，解析微尺度选择压力和生物膜相互作用，量化塑料相关耐药真菌对人类、动物和植物的暴露途径。
**结论翻译**：本研究发现，水生塑料圈可能充当抗真菌耐药性真菌病原体的储库和传播载体，突显了塑料污染中一个被忽视的与全健康（One Health）相关的维度。
