2024年3月11日，我院蒋超实验室与海军军医大学谢长勇团队合作在环境领域国际著名期刊Environmental Science & Technology上在线发表了题为“Longitudinal Mapping of Personal Biotic and Abiotic Exposomes and Transcriptome in Underwater Confined Space Using Wearable Passive Samplers”的研究论文。该工作开发并使用个体可穿戴被动采样器，揭示了环境暴露组与人类健康之间错综复杂的联系。

       人类的健康是由基因和环境共同决定的，而明确个体所接触的环境生物和化学暴露因素及其方式，对于推动环境暴露组和精准医学研究至关重要。但是由于暴露组自身的复杂性，使其难以被全面测量，而测量个体水平暴露组的方法技术更是少之又少，通常需要配合昂贵的设备，难以在大规模人群中进行推广。

       研究团队开发了一种名为AirPie（中文名：气派）的聚二甲基硅氧烷（PDMS）可穿戴被动采样器，该设备具有轻便、价格低廉、无侵入性的特点。该设备与非靶向液相色谱-高分辨率串联质谱分析（LC-HRMS/MS）、非靶向气相色谱-高分辨率质谱（GC-HRMS）和宏基因组鸟枪测序法相结合，可以实现对个体空气微生物和化学暴露的全面解码。这是首次将非靶向LC-HRMS/MS和宏基因组鸟枪测序法技术应用于有机硅被动采样器来分析个体暴露组。

       研究团队将AirPie采样器应用于特殊封闭环境，对19名参与者的个体暴露组进行了全面的纵向剖析，并与相应的转录组数据进行了整合分析，以揭示环境对个体健康的影响。该研究使用数据库比对和机器学习等方法，共注释到了4390种化学暴露物包括苯类化合物、有机酸和脂类等，以及2955种微生物暴露物，包括细菌、古细菌、真核生物和病毒。研究团队观察到，暴露组在进入该环境前后发生了显著变化，大量污染物如苯类化合物、多环芳烃（PAHs）、机会致病菌及其相关的抗生素抗性基因（ARGs）的暴露量显著增加。转录组分析进一步揭示了与化学暴露相关的神经退行性疾病相关途径的激活，以及与生物和化学暴露均相关的免疫相关途径的抑制。

       总之，该研究开发了一种可穿戴采样器，并通过配套分析方法绘制了特殊封闭环境的全面纵向暴露图谱，揭示了环境暴露与人类健康之间错综复杂的联系。研究团队相信，AirPie采样器及其相关的分析方法将在暴露组学和精准医学领域中有广泛的应用。

       蒋超实验室博士生黄子诺、彭晨为论文的共同第一作者，蒋超研究员、谢长勇教授为论文的共同通讯作者，参与该研究的还有蒋超实验室技术员戎子昕、博士生蒋刘一琦、李悦耳、上海体育大学博士生奉悦。该研究得到了国家自然科学基金等项目资助，以及生命科学研究院共享技术平台的蒋雪樱、梁庆喜等人的大力支持与帮助。

       该论文曾受ES&T编辑部邀请做封面投稿，展示如下：

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c09379