一项新的研究揭示了马尾藻属，塑料海洋垃圾和弧菌之间的相互作用如何产生完美的“病原体”风暴，对海洋生物和公共卫生都有影响。弧菌存在于世界各地的水域中，是海洋环境中人类死亡的主要原因。

例如，创伤弧菌，有时被称为食肉细菌，可因食用海鲜而引起危及生命的食源性疾病，以及开放性伤口感染引起的疾病和死亡。

自2011年以来，马尾藻是棕色大型藻类的自由生活种群，在马尾藻海和大大西洋马尾藻带等公海其他地区迅速扩张，包括在海滩上频繁和前所未有的海藻积累事件。塑料海洋废弃物首先存在于马尾藻海的表层水中，已成为全球关注的问题，并且已知比海洋环境中的天然基质持续数十年。

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目前，人们对弧菌与马尾藻的生态关系知之甚少。此外，关于定植塑料海洋垃圾和马尾藻的弧菌是否可能感染人类，一直缺乏基因组和宏基因组证据。随着夏季的到来，人们正在努力寻找创新的解决方案来重新利用马尾藻，这些基质是否会对公众健康构成三重威胁?

佛罗里达大西洋大学的研究人员和合作者对从北大西洋加勒比海和马尾藻海收集的鳗鱼幼虫、塑料海洋垃圾、马尾藻和海水样本中分离出的 16 个弧菌品种的基因组进行了全面测序。他们发现弧菌病原体具有“粘附”微塑料的独特能力，这些微生物可能只是在适应塑料。

“塑料是一种被引入海洋环境的新元素，只存在了大约50年，”Tracy Mincer博士说，他是FAU港口分部海洋研究所和Harriet L. Wilkes荣誉学院的通讯主要作者和生物学助理教授。

“我们的实验室工作表明，这些弧菌具有极强的侵略性，可以在几分钟内寻找并粘附在塑料上。我们还发现，微生物利用附着因子粘附在塑料上，这与病原体使用的机制相同。

这项发表在《水研究》杂志上的研究表明，开阔的海洋弧菌代表了迄今为止尚未描述的微生物群，其中一些代表了潜在的新物种，具有致病性和低营养获取基因的混合物，反映了它们的远洋栖息地以及它们殖民的基质和宿主。利用宏基因组组装基因组(MAG)，这项研究代表了第一个由塑料碎片组装的弧菌属基因组。

该研究强调了与霍乱和非霍乱细菌菌株密切相关的脊椎动物病原体基因。品种的表型测试证实了快速的生物膜形成，溶血和脂质溶解活性，与致病潜力一致。

研究人员还发现，最初在霍乱弧菌中描述的阻塞带毒素或“zot”基因是一种增加肠道通透性的分泌毒素，是他们发现的弧菌中保留和选择最多的基因。这些弧菌似乎通过肠道进入，卡在肠道中并以这种方式感染。

“我们发现的另一个有趣的事情是一组称为"zot"基因的基因，它会导致肠漏综合症，”Mincer说。“例如，如果一条鱼吃了一块塑料并被这种弧菌感染，从而导致肠漏和腹泻，它将释放氮和磷酸盐等废物营养物质，这可能会刺激马尾藻的生长和其他周围生物。

研究结果表明，在这种环境中，一些弧菌具有针对植物和动物宿主的“杂食性”生活方式，并具有在低营养条件下持续存在的能力。随着人类-马尾藻-塑料海洋废弃物相互作用的增加，这些基质的相关微生物菌群可能含有强效的机会性病原体。重要的是，一些基于栽培的数据显示，搁浅的马尾藻似乎含有大量的弧菌。

“我认为在这一点上，没有人真正考虑过这些微生物及其引起感染的能力，”Mincer说。“我们真的想让公众意识到这些相关风险。特别是，在更彻底地探索风险之前，应谨慎捕捞和加工马尾藻生物质。