室内空气微生物致肺毒性评估及健康风险阈值研究——基于小鼠模型与人类等效剂量转换

　　针对室内空气微生物暴露缺乏毒理学证据的问题，韩国研究人员通过采集1029个细菌和240个真菌样本，筛选优势菌株进行小鼠气管滴注实验，发现Bjerkandera adusta等微生物可诱发肺部炎症细胞浸润、黏液细胞增生及IL-6/TNF-α等细胞因子升高。通过计算BMD10 基准剂量并转换为人类等效暴露阈值，提出现行真菌暴露标准可能存在健康风险，为制定室内微生物管理规范提供毒理学依据。

　　

随着现代人90%时间在室内活动，室内空气微生物已成为影响公共健康的重要污染物。尽管甲醛等化学污染物已有严格标准，但占空气污染34%的微生物却缺乏国际管理规范。尤其令人担忧的是，流行病学研究发现室内微生物暴露与哮喘、慢性阻塞性肺病（COPD）等非传染性肺病相关，但致病机制和剂量-效应关系仍不明确。韩国环境工业技术研究院的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表的研究，首次通过系统评估室内优势微生物的肺毒性，建立了从动物实验到人类风险预测的完整证据链。

研究采用多阶段实验设计：首先从韩国576个高人流场所采集空气样本，通过16S rDNA/ITS测序鉴定出Micrococcus yunnanensis（细菌占比34.96%）和Irpex lacteus（真菌占比22.92%）等12种优势微生物；随后筛选Bjerkandera adusta、Phanerochaete sordida等4株代表性菌株，对C57BL/6小鼠进行为期4周的12次气管滴注（剂量1×10⁸
-10¹⁰
CFU/只）；最后通过支气管肺泡灌洗液（BALF）细胞分析、肺组织病理学评分及IL-17等8种细胞因子检测，结合EPA推荐的基准剂量（BMD）模型计算人类等效暴露阈值。

3.1 室内微生物分布特征
采样覆盖商场、地铁等6类场所，发现细菌浓度显著高于真菌（1029 vs 240份样本）。地理分布分析显示，尽管Penicillium等属在半农村更常见，但物种组成在城乡间无显著差异，提示建筑环境对微生物群落的影响大于地理位置。

3.3 毒性效应分析
3.3.1 体重与器官变化
Moraxella osloensis高剂量组（1×10¹⁰
CFU）引发短期体重下降，所有处理组均出现肺重量增加（p<0.001），提示系统性炎症反应。

3.3.3 细胞因子风暴
B. adusta诱导Th17型反应（IL-17升高6倍），而P. sordida主要激活Th2通路（IL-5/IL-13）。这种差异反映不同微生物可能通过特定免疫途径致病，为解释哮喘（Th2主导）和COPD（Th17参与）的微生物病因提供线索。

3.3.4 组织病理学
H&E染色显示所有处理组均有炎性浸润，PAS染色证实M. osloensis引发杯状细胞增生（评分3.2±0.4），这种典型哮喘病理改变首次在非致病菌暴露模型中被重现。

3.4 风险阈值测算
通过种间剂量转换（考虑体表面积差异），得出真菌的毒性阈值为1.3×10³
CFU/kg，仅为韩国现行标准（667 CFU/kg）的1/500。引人深思的是，虽然细菌的POD（9.9×10⁶
CFU/kg）远高于监管限值，但实际环境中细菌浓度通常更高，提示需要分类制定管控策略。

这项研究的突破性在于：首次建立室内微生物"毒性指纹"——B. adusta的IL-17特征与M. osloensis的黏液增生表型，为精准识别高风险微生物提供生物标志物；创新性采用热灭活处理控制变量，证明即使失去活性，微生物结构成分仍可触发免疫反应；通过引入600倍安全系数（10×10×6）推导的参考剂量（RfD），为WHO等机构修订标准提供量化依据。正如作者指出，未来需要结合宏基因组技术扩大微生物覆盖度，并开展活菌暴露实验以更真实模拟环境风险。这些发现不仅推动室内空气质量从化学污染管控向生物污染管控跨越，更为全球范围内制定基于毒理学的微生物管理标准树立了范式。