此新方法可於數小時內及特異性地檢測污水中不同新冠病毒及變種。
港大工程跨學科團隊自去年起與政府合作,展開新冠病毒污水監測,至今找出逾五十宗確診個案。團隊近日成功研發從污水中檢測新冠變種病毒的新方法,數小時內以及特異性地檢測污水中不同新冠病毒及變種。
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領導團隊的港大土木工程系教授張彤表示,基於先前污水檢測方法開發經驗,最近透過檢測新冠病毒刺突蛋白的不同突變位,成功研發一種新的檢測方法,以分辨不同的變種病毒。此新方法可於數小時內及特異性地檢測污水中不同新冠病毒及變種。
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新污水變種檢測方法近日已應用,上月二日於柴灣興華(二)邨豐興樓收集到一個污水樣本中,測出「Beta」變種病毒的N501Y和其他突變點的陽性信號。上月七日當局確認豐興樓出現涉及突變株的陽性病例。
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團隊指,世界上並沒有一套在污水中檢測新冠病毒的標準和通用的方法,早前沿用的方法是通過兩步法濃縮污水中的病毒,並基於新冠病毒的兩個基因片段來檢測污水中的新冠病毒,此方法是針對病毒基因的保守區域,故無法區分新冠病毒不同變種。
港大土木工程系教授張彤。
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