论文标题：A digital twin-enhanced collaborative maintenance paradigm for aero-engine fleet
期刊：Frontiers of Environmental Science & Engineering
作者：Jiawei REN , Ying CHENG , Yingfeng ZHANG , Fei TAO
发表时间：21 Dec 2023
DOI： 10.1007/s42524-024-0299-z
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Frontiers of Environmental Science & Engineering 是中国工程院院刊系列期刊，中国科技期刊卓越行动计划重点期刊。欢迎关注！
2024年8月1日，中国科学院南京地理与湖泊研究所的王建军研究员团队在Frontiers of Environmental Science & Engineering期刊发表了题为“Socioeconomic drivers of the human microbiome footprint in global sewage”的研究论文。
本文研究了全球人类污水微生物组（Human sewage microbiome, HSM）的特征及其影响因素，利用宏基因组比对和统计分析方法，分析了来自全球60个国家、7个大陆的243个污水样本。研究发现，从全球范围来看，当地经济发展水平是影响HSM群落组成的最重要因素，而年平均温度是影响HSM物种丰富度的重要因素。
人类活动在城市的污水中留下了化学和生物足迹，其中人类相关微生物的迁移是其中之一。这些微生物类群被称为人类污水微生物组（Human sewage microbiome, HSM），可能对人类健康和生态系统服务构成潜在风险。目前对HSM的研究主要集中在局部地区，缺乏全球尺度的综合评估。因此，本文旨在研究HSM的全球分布特征、生物地理模式以及气候和社会经济因素的影响。
为了研究人类污水微生物组，文章构建了一个基于宏基因组序列比对的分析框架。首先，基于短序列比对方法从全球污水宏基因组中识别和量化与人类相关的微生物物种组成及其相对丰度。其次，从世界银行数据库和全球天气和气候数据库中收集社会经济和气候因素，并筛选出与 HSM 相关的因素。最后，结合多种统计方法分析 HSM 的生物地理模式、群落组成以及影响因素，并定量出气候和社会经济等要素的相对贡献大小。
图1 探索 HSM 的框架概述
研究发现，从全球污水样本中成功识别出 95.03% 的参考人类微生物组物种，表明污水环境是探索人类微生物的有效途径之一。HSM物种丰富度随纬度增加而增加，群落组成在洲际尺度上表现出距离衰减模式，且发达地区的 HSM 群落与欠发达地区存在差异。经济发展水平是影响 HSM 群落组成的最重要因素，而年平均温度是影响 HSM 物种丰富度的重要因素。其他社会经济因素，如教育、健康和环境等，也对 HSM 产生一定影响。
图2 HMS 的全球分布和多样性
文章揭示了人类污水微生物组的全球生物地理模式，强调了社会经济因素在塑造 HSM 群落组成中的重要作用。研究结果对全球公共卫生具有重要意义，可以帮助我们更好地理解 HSM 对人类健康和生态系统服务的影响，制定相应的管理策略。未来亦可通过改善污水处理设施和公共卫生条件来降低污水环境对人类健康的风险，促进社会经济的可持续发展。
文稿 | 任明磊，中国科学院南京地理与湖泊研究所
编校 | 高岳
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本文内容来自FESE期刊2024年第18卷第10期发表的研究文章 “Socioeconomic drivers of the human microbiome footprint in global sewage”。通讯作者为中国科学院南京地理与湖泊研究所的王建军研究员。
引用格式：Minglei Ren, Shaojuan Du, Jianjun Wang. Socioeconomic drivers of the human microbiome footprint in global sewage. Front. Environ. Sci. Eng., 2024, 18(10): 129 https://doi.org/10.1007/s11783-024-1889-z
期刊简介
Frontiers of Environmental Science & Engineering是由高等教育出版社、中国工程院和清华大学共同主办的环境领域综合学术期刊，聚焦环境领域前沿问题与研究成果，重点关注开创性、跨学科的研究，致力于打造具有国际影响力的高水平学术交流平台，是中国工程院院刊系列期刊、中国科技期刊卓越行动计划重点期刊。
主编：曲久辉院士，John Crittenden院士
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