关于1989至2023年间法国贝类细菌污染的大型数据集：哪些分类单元受到最严重的污染？

《Marine Pollution Bulletin》：A large dataset on bacterial contamination of shellfish in France, 1989–2023: which taxons are most contaminated?

　　扬·雷诺（Yann Reynaud）、索菲·罗克（Sophie Rocq）、伊莎贝尔·阿穆鲁（Isabelle Amouroux）和多米尼克·苏丹（Dominique Soudant）
来自法国南特市44311号，健康、环境与微生物学单位（MASAE），健康、环境、微生物学实验室（LSEM）的Ifremer团队

**摘要**
本研究旨在比较法国监测网络中不同贝类物种的细菌污染水平。通过分析1989年至2023年共35年的监测数据，我们对比了在同一地点同时采集的各类贝类样本中的粪便指示菌负荷。对2428组样本的数据进行分析后发现，不同物种之间的粪便指示菌浓度存在显著差异：穴居双壳类贝类（Cerastoderma edule、Ruditapes sp.）携带的细菌数量明显多于非穴居物种。污染程度的排序为：Cerastoderma edule > Ruditapes sp. > Magallana gigas。这些发现修正了以往研究中的不一致之处，并为选定“哨兵物种”提供了有力证据。

**1. 引言**
在欧洲，对贝类生产区域的微生物监测主要针对粪便指示菌大肠杆菌（Escherichia coli），其检测方法依据ISO 16649-3标准（最可能数法 - MPN）。历史上也曾使用基于MPN的其他方法进行无差别检测。此类监测有助于相关部门对贝类生产区域进行分类，并在发生污染时采取适当的管理措施。根据欧盟2019/627号法规的应用指南（欧盟海洋生物毒素监测参考实验室，2021年发布）：“一个物种在该区域的分类应基于该物种或其代表指标物种在所有采样点所得到的最差分类结果。”此外，指南的早期版本还规定：当“平行监测显示指标物种的检测结果与其他代表物种相当时”，也可将其视为“哨兵物种”。

贝类微生物监测的成本极高。2024年，法国在410个监测点采集并分析了近5000份样本。这引发了一个问题：是否应尽可能仅关注指示物种（即在同一地点同时存在两种或更多种类贝类的情况）。另外，还需要考虑按不同栖息地和生理特征划分贝类群体进行监测的合理性——例如，可以将穴居双壳类贝类与非穴居贝类分别纳入不同的监测组。

目前，关于同一地点生产的不同贝类物种间污染水平比较的研究非常少：例如，1991至2009年间英格兰和威尔士的46个站点（Younger和Reese，2013年）；2012年摩洛哥的6个站点（Boutaib等，2015年）；2009至2010年韩国的2个站点（Kim等，2017年）；2012至2014年印度2个河口的调查（Chinnadurai等，2020年）。除了Younger和Reese的研究外，这些研究的采样时间较短、样本数量不足，无法全面反映影响污染水平的环境因素（如盐度、温度、浑浊度及藻类浓度）以及贝类的生理特性（这些因素可能调节贝类的滤食行为和细菌清除能力，Campos等，2013年）。此外，个体差异（年龄、大小、成熟度）对这些过程也有重要影响。因此，这些研究结果存在不一致性。

鉴于此，为“陆海连续体”中的细菌污染及病原微生物研究选择合适的“哨兵物种”至关重要。此类项目需要复杂的时空采样计划，并采用高通量分子生物学技术（如宏基因组测序或靶向PCR）。这些技术成本高昂且实施难度大。因此，同时研究多种贝类会增加成本。证明某一物种能够作为“哨兵物种”（至少对人为来源的粪便细菌而言）具有重要意义。

本研究利用1989至2023年间法国贝类微生物污染的海量数据，比较了不同贝类物种的污染水平，旨在消除前述研究中的矛盾，并确定大肠杆菌及粪便大肠菌群浓度最高的物种。

**2. 材料与方法**
研究中选取了Quadrige数据库中满足以下条件的粪便污染指示菌（FIB）量化数据：
- 至少有两种贝类在同一地点（Cerastoderma edule、Ruditapes sp.（philippinarum或decussatus）、Mytilus sp.（edulis或galloprovincialis）、Magallana gigas）于完全相同的时间和地点被采集；
- 至少有一种贝类的细菌量化值超过定量限值；
- 两次采样间隔超过7天。
共获取2428组数据，覆盖了35年的监测期（1989年1月2日至2023年12月13日），样本来自法国15个地区的104个监测点（图S1、图S2）。其中大部分数据（n=2118；87%）来自布列塔尼大区和法国西北部的卡尔瓦多斯省。

FIB浓度（每100克贝肉及壳内液体的浓度）数据被转换为十进制对数。通过正交回归分析两种贝类间浓度的关系，并用散点图展示。细菌对数浓度差异采用Wilcoxon等级检验（α=0.05）进行统计分析。Bonferroni校正用于处理多重比较问题。计算得出的FIB/100克壳内液体浓度的对数值用于后续分析。所有统计分析使用R软件（R Core Team，2025年）及smatr和exactRankTests包完成。

**3. 结果与讨论**
仅Ruditapes sp.与Cerastoderma edule的组合在细菌污染水平上无显著差异（p值=0.98，见图1）。其余组合均显示显著差异（p值<10^-4），尤其是穴居双壳类与非穴居贝类之间，前者FIB浓度更高（见表S1和S2）。与Mytilus sp.相比，Cerastoderma edule和Ruditapes sp.的FIB浓度分别高1.7倍和3.5倍至4.1倍。即使在非穴居贝类中，贻贝的污染程度也高于牡蛎（表S2）。

Younger和Reese（2013年）的研究也得出了类似结论（Mytilus sp.的污染程度高于Magallana gigas，平均积累比为1.78）。但该研究未发现贻贝与穴居双壳类之间的差异；值得注意的是，其采样的贝类种类数量少于本研究。此外，Younger和Reese的研究中，M. gigas与穴居双壳类之间的浓度差异幅度较小。

综上所述，主要贝类物种的FIB污染水平可以得出以下结论：
Cerastoderma edule > Ruditapes sp. > Mytilus sp. > Magallana gigas

在实际监测中，当穴居双壳类与非穴居贝类在同一生产区域共存时，穴居贝类可作为粪便污染的“哨兵物种”。对于非穴居贝类而言，需同时监测Mytilus和Magallana属：贻贝的细菌污染水平较高，但生食牡蛎仍可能带来健康风险（即使污染程度较低）。在研究病原微生物在陆海连续体中的传播机制时，穴居双壳类也是重要的研究对象。

**作者贡献声明**
扬·雷诺（Yann Reynaud）：撰写初稿、数据可视化、验证、项目管理、资金申请、数据整理、概念构思；
索菲·罗克（Sophie Rocq）：撰写、审核与编辑、数据可视化、验证、调查、数据整理；
伊莎贝尔·阿穆鲁（Isabelle Amouroux）：撰写、审核与编辑、概念构思；
多米尼克·苏丹（Dominique Soudant）：撰写、审核与编辑、数据整理、形式化分析、数据整理、概念构思。

**资金支持**
本研究得到了法国农业与食品主权部的资助，具体项目协议编号为CC-2025-03，资金用于海洋和沿海环境的监测、保护与改善以及食品安全相关活动。