2025年12月11日，我院生物所环境微生物科研团队在Journal of Hazardous Materials（IF=11.3）在线发表了题为“The animal-featured size distribution of airborne antibiotic resistance and its human respiratory deposition”的研究论文，首次揭示了畜禽生产环境生物气溶胶中抗生素耐药性决定因子（ARD）和人类致病细菌（HPBs）的粒径分布特征和呼吸沉降通量。该研究强调了空气介质在畜禽养殖场和堆肥厂耐药性传播中承担的重要角色，并为准确评估职业暴露造成的健康影响提供了科学依据。

抗菌素耐药被公认为21世纪最严重的健康威胁之一，并因其全球性的健康影响而被称为“无声的流行病”。畜禽养殖场和堆肥厂空气是ARDs和HPBs的污染热点，然而目前关于这些场所中ARDs和HPBs的粒径分布缺乏系统研究，这阻碍了对其呼吸道沉降及暴露风险的准确评估。

研究团队采用分级采样器，在京津冀地区21个畜禽养殖场、22个堆肥厂以及11个城市点位，采集生物气溶胶样本，通过16S rRNA基因测序分析了8个不同粒径范围颗粒物中的HPBs群落。结果显示，畜禽养殖场和堆肥厂空气中细菌的多样性和丰富度均呈现粒径特异性。PM 2.5携带了高丰度（39.7–47.4%）的HPBs，其中包括肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumonia）、大肠杆菌（Escherichia coli）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）等“ESKAPE”致病菌（图1）。

图1 畜禽养殖场、堆肥厂和市区空气中致病菌的粒径分布

利用微滴数字PCR分析了空气中ARDs和HPBs等生物污染物的空气动力学粒径分布特征，并基于结合定量分析的呼吸沉降模型评估了以上生物污染物的暴露风险。结果显示，畜禽生产环境工人的ARDs呼吸沉积量比城市居民高6.36–12.80倍，这些高通量、高生物风险的ARDs显著增加了职业健康风险。研究通过系统比较畜禽生产场所与市区空气，揭示了ARDs和HPBs在粒径分布特征上未被识别的差异，强调了其在预测不同场地ARDs环境行为与暴露风险中的关键作用（图2）。

图2 畜禽养殖场、堆肥厂和市区环境ARDs和HPBs的呼吸沉降

生物技术研究所博士后陈默和硕士研究生李健为论文的共同第一作者；高敏研究员和王旭明研究员为论文的共同通讯作者；研究生李少斌等人员也参与了工作。本研究得到了北京市农林科学院杰出科学家培育计划项目、北京市农林科学院科技创新能力建设专项、北京市家禽产业创新团队和北京市博士后基金的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.140800