近日，中国科学院城市环境研究所崔丽研究员和朱永官院士受邀在Trends in Analytical Chemistry上发表综述文章Raman biosensor and molecular tools for integrated monitoring of pathogens and antimicrobial resistance in wastewater。病原微生物（细菌、病毒、原生生物）和抗生素耐药性正成为全球健康的重大威胁，快速和全面监测是阻控其健康风险和传播风险的首要措施。针对此问题，该综述提出了从表型和基因型双层面对病原微生物和抗生素耐药性进行监测的必要性，并对最新发展的基于拉曼光谱的表型技术（如单细胞拉曼光谱，拉曼同位素标记，表面增强拉曼SERS，机器学习），和基于分子生物学的基因型技术（如PCR，宏基因组学，单细胞基因组学）进行了综述。对未来技术的发展，尤其是利用单细胞分选进行表型和基因型的整合型研究，从而更好服务于健康风险监测和预警，提出了前瞻性观点。

　　崔丽研究员团队长期致力于环境微生物前沿分析技术的开发研究，近年来针对环境耐药菌和有益氮磷循环功能菌，在发展单细胞拉曼光谱联用同位素标记、单细胞分选和测序等方面，取得丰硕成果，引起广泛关注。

　　该综述系统分析了微生物表型和基因型在病原微生物和抗生素耐药性监测上的贡献，并对相关技术的最新进展做了介绍。在表型方面，我们综述了拉曼/SERS结合机器学习快速识别病原菌和病毒的方法，单细胞拉曼稳定同位素标记快速免培养检测抗生素药敏性和高传播风险抗性的方法，以及SERS结合多种靶向探针，进行病原微生物捕获、富集、识别和去除的多功能技术。在基因型方面，综述了高通量定量PCR，数字PCR、等温扩增、宏基因组测序、单细胞测序在多种环境多种尺度下研究病原菌、耐药基因、病毒等的进展。我们进一步对最新的单细胞分选技术并耦合下游的单细胞扩增和测序，实现环境微生物表型组和基因组的综合分析，进行了介绍。最后，对未来病原微生物和抗生素耐药监测技术的发展，提出多个建议，包括多元表型和基因型监测技术，快速和自动化的在线监测系统，监测技术的标准和规范化，扩大监测范围尤其是纳入更多的新发传染病原和高健康风险的抗生素类型等。

　　该研究得到了国家自然科学基金优秀青年项目（21922608, 21777154, 42021005），中科院从0到1原始创新项目（ZDBS-LY-DQC027），ANSO一带一路（ANSO-CR-KP-2020-03）等项目的资助。

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单细胞拉曼重水标记快速检测抗生素药敏性和高传播风险抗性

定量PCR、宏基因组测序、单细胞测序等不同分子方法对比