基于16S rRNA测序与随机森林模型的上海市公共浴池水细菌群落特征及其与嗜肺军团菌污染的关联

来源：环境与职业医学杂志 2026年第1期北京时间：

作者：石丽莎, 陈健, 李晓静, 郑毅鸣, 张莉君,

摘要：背景公共浴池嗜肺军团菌污染问题是近年来受关注的公共卫生问题之一，其与水样细菌群落特征的关联性研究有限，16S rRNA测序技术与随机森林模型为解析该关联性及公共浴池水细菌群落特征提供了新途径。目的掌握上海市公共浴池水细菌群落结构及多样性，探究嗜肺军团菌污染与细菌群落特征的关联性，并筛选关联性关键菌属，为制定公共浴池水卫生管理规范提供科学依据。方法于2023年2—3月期间，依据公共沐浴场所经营规模、区域分布、不同功能情况，选取上海市10家公共浴池水为研究对象，检测其水质卫生状况。根据嗜肺军团菌检测结果，将样本分为军团菌检出组和未检出组，采用16S rRNA测序分析水样的细菌群落结构、α-多样性和β-多样性，利用冗余分析（RDA）探究理化指标与细菌群落多样性的关联性，并通过随机森林模型筛选区分两组的关键菌属，以平均精度下降值（MDA）评估菌属重要性。结果军团菌检出组耗氧量小于军团菌未检出组（均值分别为1.85 mg·L−1 vs. 6.81 mg·L−1，P＜0.05），其余理化指标两组无明显差异。测序分析结果表明，共检测到27个细菌门和454个细菌属，其中变形菌门（平均相对丰度为63.00%）为公共浴池水主要优势菌门，泥单胞菌属（8.50%）、食酸菌属（8.13%）、分枝杆菌属（7.93%）和不动杆菌属（6.59%）为优势菌属。α-多样性分析发现军团菌检出组水样中的细菌群落丰富度（Chao1和ACE指数）高于未检出组（P<0.01），β-多样性分析发现两组细菌群落结构相似（P>0.05）。RDA分析表明，细菌群落多样性与水质pH呈正相关，与耗氧量和游离性余氯呈负相关，其中RDA1和RDA2对细菌群落多样性的解释率分别为23.92%和21.30%。利用随机森林模型筛选出对军团菌检出组和未检出组水样中微生物群落分布差异有较大影响的有慢生根瘤菌科未分类属（MDA=2.42）、亚栖热菌属（MDA=2.37）、黄杆菌属（MDA=2.26）等20种关键菌属。结论公共浴池水细菌群落多样性受到pH值、耗氧量和游离性余氯影响，嗜肺军团菌污染水样细菌群落更丰富，且存在引起群落差异的特征性关键细菌属，机器学习随机森林技术有助于探索特征性关键细菌属，研究结果为开展该类场所风险预警提供了依据。

关键词：公共浴池水, 16S rRNA测序, 随机森林模型, 群落结构, 多样性, 嗜肺军团菌,