港大研究揭耐藥基因傳播途徑 全港基因數據顯示水體成細菌混合交匯點

香港大學（港大）工程學院團隊利用全港基因數據，研發一項嶄新的基因組追蹤方法，以精準追蹤耐藥細菌和耐藥基因在本港不同環境的流動和傳播途徑，為公共衛生防護策略提供關鍵啟示。

高風險耐藥基因的跨部門傳播及其基因組背景

由港大土木工程系張彤教授領導的研究團隊，針對本港河流及污水等城市水體中常見、可產生抗生素耐藥性的大腸桿菌展開研究。團隊同時追蹤細菌菌株及攜帶耐藥基因的質粒（小型基因片段），從而了解耐藥性在人、動物與環境之間的傳播機制。

團隊採用納米孔長讀長測序技術（Nanopore long-read sequencing），分析一年內收集的1,016個大腸桿菌樣本。這些樣本涵蓋不同細菌類型、耐藥基因及環狀質粒，讓研究人員能夠進行全港高解析度的比對分析。

研究發現，不同來源的細菌在基因上高度相似，其中142組相同菌株同時存在於人體與環境水體中。團隊更識別出195個同時存在於人類、動物及環境的質粒，顯示耐藥基因能透過可移動DNA傳播。實驗室實驗證實，部分質粒能在細菌間轉移，為跨界傳播提供了實證支持。

抗性質粒的區域與全球尺度傳播

此研究將複雜基因數據轉化為實用工具，建立創新量化框架，用以測量細菌與耐藥基因在不同環境間的連通性。簡言之，城市水體成為細菌與耐藥基因在人、動物與環境之間混合傳播的交匯點。

研究第一作者徐曉慶博士表示：「微生物耐藥不僅關乎基因分佈的位置，更關乎它們在彼此連通的環境之間如何移動。透過量化人類、動物與環境水體之間的生態連通性，這項研究有助解釋耐藥性傳播途徑，並為更一體化的監測與干預策略提供依據。」

這項發現對公共衛生而言是至關重要。當環境相互連通時，耐藥性將更快在人與環境間雙向傳播。研究支持建立綜合監測系統，整合污水、環境及臨床數據，幫助決策者及早預警並優先處理高風險質粒與菌株。此方法亦適用於其他城市，有助建立標準化基因組監測框架，在「同一健康」理念下評估及防控抗生素耐藥風險。

城市來源 E. coli 的採樣設計、分離株多樣性與基因組重建概覽

本研究獲張彤教授主持的大學教育資助委員會主題研究計劃（Theme-based Research Scheme, TRS）資助，相關計劃旨在支持本地資助大學圍繞戰略重點主題開展高水平科研。

研究成果已發表於國際權威期刊《自然-通訊(Nature Communications)》，論文題為「Ecological connectivity of genomic markers of antimicrobial resistance in Escherichia coli in Hong Kong」。

文章連結：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62455-w

香港大學地球與行星科學系堯中華教授領導的最新研究發現，土星的極尖區表現與地球顯著不同，並非在兩極形成對稱環狀結構，而是呈現不均勻、偏向一側的分佈。研究團隊透過分析美國太空總署卡西尼-惠更斯號任務的歷史數據指出，土星的快速自轉會從根本上重塑其磁場環境，導致磁場結構，即「磁氣泡」出現偏移。

「午後偏移型磁層極尖區」

與地球類似，土星周圍亦被磁層包圍，形成抵禦太陽風的磁場屏障。在兩極附近，稱為「磁層極尖區」的漏斗狀開口會讓帶電粒子沿磁場線洩漏到大氣層中，從而產生極光。整體而言，這些由磁場主導粒子進入的區域可視為一種「磁氣泡」結構。

在地球上，這些粒子入口通常面向太陽、對齊正午，相關磁場結構大致對稱分佈於兩極。然而，土星上的粒子進入區域明顯向午後方向偏移，最常出現在下午一時至三時之間，甚至可延伸至傍晚，導致極尖區不再集中於極區中心，而是偏向一側。

快速自轉重塑磁場

這種差異與土星的高速自轉密切相關。土星自轉一週僅約十小時，快速旋轉會改變其磁場結構，將粒子進入區域從面向太陽的位置移開。研究顯示，對於像土星這樣的巨行星而言，自轉以及其衞星釋放的帶電粒子，可能比太陽風在塑造磁場環境方面扮演更重要的角色。

堯中華教授表示，這項關於「午後偏移型磁層極尖區」的發現，證實巨行星的磁層運作機制與地球不同，亦將改變學界對高能粒子如何獲得能量並在太陽系中加速傳播的理解。

研究數據與成果

本研究採用卡西尼-惠更斯號探測器於2004年至2017年間繞行土星所收集的數據，並重點分析至2010年的觀測資料。研究團隊共識別出67次帶電粒子進入土星磁場的事件，並首次成功繪製相關區域的分佈圖。論文第一作者為深圳南方科技大學許嚴博士，他曾為堯中華教授於港大的博士後研究員。相關研究成果已發表於《自然通訊（Nature Communications）》。

港大研究揭示土星極尖區呈偏側分佈，反映其磁場結構有別於地球