江桂斌：快速发展的生物气溶胶学科

江桂斌，中国科学院院士，发展中国家科学院院士。中国分析测试协会理事长，环境化学与生态毒理学国家重点实验室主任，Environ Sci Technol副主编。研究领域涉及化学污染物形态、毒理与健康等。担任中国科学院战略先导科技专项“环境污染的健康效应”首席科学家、国家重大仪器研制项目“高通量多功能成组毒理学分析仪”负责人和基金委重大研究计划“大气细颗粒污染的毒理与健康效应”专家组组长。先后获得国家杰出青年科学基金、中科院青年科学家奖、长江学者成就奖、安捷伦全球“思想领袖奖”和中国科学院杰出成就奖；两次以第一完成人获得国家自然科学二等奖。

 

      生物气溶胶是指悬浮于空气中的细菌、病毒、真菌及化学毒素等, 主要来源于地面植被、海洋、人类活动以及动物等的排放。生物气溶胶的呼吸暴露有可能导致各种呼吸系统疾病包括传染性非典型肺炎(SARS)、H1N1、哮喘、过敏等。例如, 1918年爆发的H1N1流感使得全球5000万人死亡, 100年后它所导致的下呼吸道感染仍然是人类第四大杀手。据世界卫生组织统计, 每年近300万人因此丧生, 而对低龄儿童来说更是首要死亡风险。此外, 生物气溶胶形式的生物战、生物恐怖能造成大规模人员伤亡、军事领地瘫痪, 对人类社会的和平与稳定也构成了严重威胁。生物气溶胶捕获、监测及灭活防护为一体的应用基础研究在大气环境、生态环境、气候变化、食品安全、生物反恐、传染病、公共卫生以及环境与健康等领域具有重大国家战略需求。然而, 现有采样方法在生物气溶胶、纳米级病毒、化学毒素等的捕获方面面临技术瓶颈; 且传统培养、基因扩增方法耗时、耗力, 在检测时间和灵敏度上存在挑战。传统原理方法很大程度上限制了该领域的发展, 而纳米化学、免疫、分子生物学等前沿交叉技术的发展为该领域提供了新的机遇。     

        为厘清生物气溶胶领域关键科学与技术问题, 加强国内外不同学科间的合作, 加快构建气溶胶传播疾病监测、预测与诊断的技术方法体系, 逐步形成我国生物气溶胶领域研究的战略思路与技术支撑体系, 2017年6月29-30日, 以“生物气溶胶与人类健康、国家生物安全及大气污染”为主题的第600次香山科学会议在北京成功召开。来自国内外包括北京大学、清华大学、国防科技大学、中国科学院大气物理研究所、耶鲁大学等著名研究机构及政府部门的47名专家学者受邀参加会议。学者们在会议上围绕: (1) 生物气溶胶的来源、传播、感染致病机制与影响因素, 以及人畜共患疾病; (2) 生物气溶胶捕获、监测、防护、洗消等理论技术, 及其在国家生物安全防范中的应用; (3) 生物气溶胶对空气污染的影响及人体健康效应等中心议题进行讨论。围绕生物气溶胶捕获、监测及防护等重大科学技术问题, 经过深入交流, 认为生物气溶胶是引发大规模传染病爆发的根本原因, 而耐药基因的空气传播进一步加重了传染病的危害。针对生物预警, 学者们提出了集成大流量空气浓缩、微流控、生物传感以及电学元件等技术方案, 在未来有望实现对生物气溶胶进行实时特异性识别。生物气溶胶作为颗粒物的重要组成部分, 中外学者一致呼吁在研究颗粒物的健康效应及毒性时, 需要同时考虑其与化学成分、物理等因素的相互作用, 包括呼吸道微生态、过敏性物质与人体的交互作用; 而空气质量更需要同时考虑单位质量颗粒物的毒性以及其浓度影响。

      本次香山会议上, 中外学者认为目前仍缺乏高效环保、可持续性的室内病原体综合净化措施, 在医院手术室内、呼吸道感染重症加强护理(ICU)病房等场所仍存在交叉感染的风险, 而在个体防护效率与通气性的兼顾上也存在挑战。中外学者在会上一致呼吁将生物气溶胶健康危害纳入国家战略, 共同攻关科学难题。《科学通报》通过这次香山科学会议共组织了来自7个高校的科研论文, 分别围绕生物气溶胶、大气污染、环境健康、空气致病微生物、呼吸道传染病、生命早期污染暴露、雾霾等问题展开了论述。本专辑深入探讨了生物气溶胶领域未来的研究方向, 也为促进该领域国内外多学科的交流与合作研究提供了重要基础。