加州正在干涸的索尔顿海粉尘不仅气味难闻。加州大学河滨分校的科学家发现，吸入这种粉尘能迅速重塑肺部内部的微观世界。
此前研究表明，遗传或细菌疾病会对肺部微生物产生影响。然而，这一发现标志着科学家首次观察到环境暴露（而非疾病）导致的此类变化。
发表在《mSphere》杂志上的这项研究表明，吸入从这片浅水内陆湖附近收集的空气粉尘会改变原本健康小鼠的微生物环境和免疫反应。
"即使经过过滤去除活细菌或真菌的索尔顿海粉尘，也在改变肺部存活的微生物，"加州大学河滨分校真菌学家、主要研究作者米娅·马尔茨（Mia Maltz）说，"它正在对我们内部环境造成深刻变化。"
科学家已对肠道微生物组进行了广泛研究，将其与消化、免疫甚至精神状态联系起来。相比之下，肺部微生物组仍未得到充分了解，尽管它对整体健康的重要性日益凸显。
"我们的实验室研究发现，索尔顿海产生的粉尘可能对肺部产生重大健康影响，很可能是附近社区哮喘高发的主要因素，"加州大学河滨分校生物医学科学杰出教授、研究作者大卫·罗（David Lo）说。
研究人员合作设计了一个模拟真实空气条件的暴露室。研究团队在靠近和远离索尔顿海的地方收集了粉尘样本，然后在为期一周的试验中让小鼠接触气溶胶颗粒。
在进行更深入分析之前，就已发现了一些不良影响的迹象。
"索尔顿海居民一直怀疑环境与呼吸道疾病有关，我们在实地工作时也确实感受到了炎热、尘土和刺鼻空气的影响，"加州大学河滨分校研究生、论文共同第一作者塔利莎·托帕西奥（Talyssa Topacio）说。
"这种粉尘确实气味不佳，"加州大学河滨分校环境微生物学家、研究作者艾玛·阿罗森（Emma Aronson）说，"我们在实验室处理时，它可能很臭。"
在暴露于海尘的小鼠中大量增殖的细菌种类包括假单胞菌（Pseudomonas）和葡萄球菌（Staphylococcus），这两种细菌都与呼吸道炎症有关。受影响最严重的样本富含产生LPS的细菌，LPS是其外膜上的分子残留物，已知会触发免疫反应。
"我们认为像LPS这样的微生物产物是导致炎症的部分原因，"马尔茨说，"就像吸入死细菌的化学指纹。"
一些粉尘样本特别有效。在一种情况下，高达60%的肺部免疫细胞含有中性粒细胞活化的标记，显示强烈的炎症反应。而在呼吸过滤空气的小鼠中，中性粒细胞水平仅为10%至15%。
阿罗森表示，这些发现挑战了肺科学中长期存在的假设。"我们在囊性纤维化或感染患者身上见过这类微生物变化，"她说，"但这些小鼠没有预先存在的疾病。这是一个干净的起点，但变化仍然发生了。"
随着索尔顿海湖床继续干涸，更多有毒沉积物变成空气中的颗粒。研究小组正在调查当地儿童是否也会发生类似的微生物变化。
"长期吸入粉尘可能对肺部产生慢性影响，这些关于改变肺部微生物组潜力的研究是识别可能导致哮喘和其他慢性疾病因素的重要第一步，"罗说。
这项研究还提出了更广泛的问题。如果粉尘能改变肺部微生物，那么烟雾、尾气或电子烟气溶胶呢？研究人员计划测试其他暴露是否会导致类似的干扰。
这项研究依赖于马尔茨花了四年时间开发的一种方法，用于从宿主组织中分离微生物DNA，使对肺部微生物组的观察比以往更加详细。下一步是确定保护性物种是否正在消失，以及微生物组的任何明显变化会持续多久。
"我们才刚刚开始了解粉尘暴露如何改变肺部微生物组，"马尔茨说，"我们还不知道这些变化会持续多久，或者是否可逆。这是另一个大问题。"
更多信息：米娅·R·马尔茨等人，《哮喘小鼠模型中肺部微生物组对粉尘暴露的可变反应》，《mSphere》(2025)
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