科研動態

西北農林科技大學科研團隊揭示養殖環境耐藥基因的傳播機制與全球健康風險

據西北農林科技大學網站消息，西北農林科技大學、教授團隊近日在Science Aduances上發表了題為“Global Health Risks Lurking in Livestock Resistome\"的研究論文。資環學院博士生、為論文共同第一作者，教授、 院士和教授為論文通訊作者，、為論文合作單位。

該研究分析了來自26個國家橫跨14年的4017個畜禽糞便宏基因組，揭示了家畜糞便中含有大量已知和此前未被識別的耐藥基因（ARGs）。其中，許多耐藥基因具有廣泛的宿主范圍并與病原菌密切相關，凸顯了畜禽糞便在臨床與自然生態系統之間作為\"儲存庫\"和\"傳播橋梁\"的關鍵作用。研究提出將畜禽糞便作為監測和預測ARG增殖和惡化的早期預警環境。

研究綜合了ARGs的移動性、臨床相關性以及與病原宿主的關聯程度，開發了一種創新的、高分辨率的風險評估框架，確定了畜禽糞便中不同ARGs的風險排序，揭示了全球范圍內畜禽抗性組顯著的區域差異，強調在主要畜牧業國家開展針對性監測與風險管理的緊迫性。通過機器學習分析，揭示了養殖密度、動物與人類抗生素使用情況等在驅動ARG全球分布格局中的關鍵作用。預測獲得的全球畜禽抗性組風險地圖，可為了解全球畜禽抗性組風險的熱點和開展有效監測提供重要參考。

西安電子科技大學學者在生物醫學信號處理領域取得突破性進展

據西安電子科技大學網站消息，西安電子科技大學信息力學與感知工程學院張偉濤教授課題組日前在生物醫學信號處理領域取得突破性進展，最新研究成果“Temporal Convolutional Generative Adversarial Networks for Single-Channel FetalECGExtraction被國際頂級期刊IEEEJournalofBiomedicaland Health Informatics全文收錄。

本項研究聚焦單通道胎兒心電信號（FetalECG，FECG）提取這一核心問題。胎兒心電信號是評估胎兒心臟功能和發育狀況的重要指標，在圍產期監護、胎兒心臟病早期診斷等領域具有重要應用價值。胎兒心電信號提取是胎兒健康監測、異常診斷的重要前置性基礎研究，然而，腹部采集的單通道心電信號中FECG常被母體心電活動（MECG）和噪聲所掩蓋，且FECG波形中臨床關鍵成分（如P波和T波）幅值極低。現有方法如盲源分離、模板減法等，多依賴多通道數據輸人，且在胎兒與母體QRS波重疊時難以保留完整波形結構，給FECG信號提取帶來了巨大挑戰。

針對上述問題，張偉濤教授團隊提出了一種新型的時間卷積生成對抗網絡（Temporal Convolutional GenerativeAdversarial Networks，TCGAN）模型。該模型基于其自主設計的編碼器—解碼器結構和跳躍連接機制構建而成，支持單通道腹部心電信號直接輸入，能夠有效保留FECG波形中的細節特征。與傳統方法不同，TCGAN模型融合了時間卷積塊與轉置卷積操作，可實現在單通道條件下對微弱FECG信號的精確提取，有效增強了模型對P波、T波等低幅值成分的捕捉能力。

另外，研究團隊還進一步構建了由生成器和判別器組成的對抗訓練框架，生成器通過跳躍連接機制將編碼階段的特征傳遞至解碼器，顯著提升了波形重建質量;判別器則通過比對真實與生成信號的差異，持續優化生成器輸出。該網絡以端到端方式自動完成信號分離與重建，避免了傳統方法對波形結構的破壞，極大提升了模型性能。實驗驗證表明，所提出方法在公開數據集上取得了靈敏度 98.8% 、陽性預測率 99.0% 的優異性能，在波形保真度方面顯著優于現有方法，展現了良好的臨床應用前景。

該研究成果的提出不僅為單通道胎兒心電信號提取提供了全新的技術路線，同時也為其他類似的生物醫學信號處理問題提供了參考方案。

海岸帶地下水研究獲突破西安建大團隊揭示極端降水對其影響機制

據西安建筑科技大學網站消息，近日，西安建筑科技大學科研團隊聯合中國地質調查局青島海洋地質研究所團隊在海岸帶地下水研究領域取得重要突破，成功揭示了極端降雨對地下水系統的影響機制。該研究為應對氣候變化下的沿海水資源安全問題提供了重要科學依據，相關成果發表在國際期刊Joumalof CleanerProduction。

研究團隊聚焦我國山東萊州灣南岸典型泥質海岸帶，該區域歷經地質時期多次海陸變遷，形成了“淡水—咸水一鹵水—海水\"多水質類型的復雜地下水系統。通過建立高精度監測網絡，團隊獲取了小時級的地下水動態數據，并結合多期采樣分析，構建了包含水位、電導率、溫度及化學組分等參數的綜合數據庫。研究發現，極端降雨會通過雙重途徑影響地下水系統：一方面，大量淡水注入形成\"活塞效應”，改變原有地下水補給路徑與溶質運移過程;另一方面，引發復雜的離子交換和礦物溶解沉淀等化學反應，重塑地下水質構成。這種物理——化學耦合作用可能導致地下水水質突發性惡化。

“該研究創新性地提出了多端元混合模型，突破了傳統咸淡水混合模式的局限，實現了對復雜地下水系統精細時間尺度的水文響應模式和潛在化學過程的捕捉。\"西安建大交叉創新研究院孫啟明助理教授介紹。

據悉，該研究成果可為極端氣候下的地下水資源韌性管理、優化沿海地區地下水監測預警方案提供技術支撐。