废水正在成为多重耐药性的温床

科技工作者之家 2019-03-12

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“我们很快就会面临一个可怕的境地,那就是所谓的‘后抗生素世界’,在那里,我们将再也不能用抗生素来对抗感染,因为微生物具备了对抗这些抗生素的能力。”美国南加州大学土木与环境工程助理教授Adam Smith说,“不幸的是,废水处理系统最终在某种程度上成为了耐药性形成的温床。”

在近日发表于《环境科学与技术》杂志的论文中,包括Adam Smith在内的南加州大学维特比工程学院的一个研究小组表示,即使是一种浓度很低的抗生素也会导致野生环境中多种抗生素耐药性的蔓延。研究小组报告说,废水处理厂中存在的抗生素是野生环境中产生这种耐药性的一个关键因素。

虽然我们摄入的大多数抗生素会在体内代谢(分解),但仍有少量抗生素会进入尿液,并最终进入废水处理厂。问题始于废水处理工厂的内部,研究小组解释说。废水处理最常见的方法之一是利用膜生物反应器,这一过程依赖于过滤系统和细菌来清除和分解废物。当细菌工作时,其中的一些会遇到这些痕量的抗生素,它们要么暴露于这些化合物中死亡,要么适应这些化合物进而变得(更)耐药。之后,那些适应抗生素环境的细菌会把它们的基因传给后代,或者通过水平基因转移传给它们的邻居。

该团队表示,更可怕的可能之一是,这些耐抗生素细菌(或其部分自由漂浮的DNA片段)通过过滤膜进入水体,最终到达海洋。此外,经过处理的废水有时也会被循环利用,用于灌溉、洗车、消防或补充地下水供应——因此这些细菌可以直接接触到人类。

研究小组认为,通过改变废水处理过程,可以减少废水处理厂中耐抗生素微生物的数量。例如,使用厌氧(无氧)过程而不是有氧过程,或使用更强劲的过滤过程,都可能有助于限制它们的发展。该团队测试了一个小型厌氧膜生物反应器,并将产生的耐抗生素菌群对不同类型抗生素的抗性与废水处理厂和废水中的菌群的抗性进行了比较。

他们报告说,这些剖面在水处理厂和废水中是不同的,因此不能用其中一个来预测另一个。然而,他们也发现,实验中引入生物反应器内的抗生素和由此产生的耐药性之间并没有明确的关联——他们发现了具有耐多种抗生素基因的细菌,尽管一次只测试了一种抗生素。

Smith说:“多重耐药性似乎是本实验中发现的最令人担忧的现象。”这可能是由称为质粒的基因元件导致的,质粒可以同时携带几种抗生素的耐药基因,且体积极小,比细菌小1000倍,因此在处理过程中,质粒很容易通过过滤系统进入环境。

科界原创  

编译:Max 

审稿:西莫 

责编:张梦

期刊来源:《环境科学与技术》

期刊编号:0013-936X

原文链接:

https://www.zmescience.com/science/wastewater-antibiotic-resistance-4235236/

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