环境抗生素抗性基因研究进展

抗生素耐药性及其在全球范围内的传播已成为国际关注的热点。本文结合最新文献,综述了抗生素抗性基因在环境中的来源、传播、分布以及新型抗性基因的发现等方面的研究进展。环境中抗生素抗性基因的来源主要是环境中细菌的内在抗性基因及随人或动物粪便排到体外的抗性细菌。功能宏基因组学技术的应用极大地丰富了人们对抗生素抗性组学的认知,并已从环境中筛选到多种新型抗性基因。近年来,由于抗生素在医疗以及养殖业中的大量使用,增加了抗性基因在环境中的丰度和多样性,加速了抗性基因在环境中的传播,在多种环境介质(如养殖水域、污水处理厂、河流、沉积物和土壤等)均检测到多种高丰度的抗生素抗性基因。我们建议今后在以下方面开展深入研究:(1)抗性基因传播和扩散的机制;(2)新型抗性基因筛选和抗性机制;(3)抗生素和抗性基因环境风险评估体系等。     

九龙江河口浮游动物的群落结构和时空变动

2009年春(5月)、夏(8月)、秋(11月)在九龙江河口进行浮游动物采样调查,分析了九龙江河口浮游动物的种类组成、群落结构、丰度和生物量的时空变化。调查共发现浮游动物119种,其中,含桡足类(35种)和水母类(31种)是最主要的类群。主要优势种有火腿许水蚤(Schmackeria poplesia)、中华假磷虾(Pseudeuphausia sinica)、弗洲指突水母(Blackfordia virginica)、短尾类蚤状幼虫 (Zoea larvae)和长尾类幼虫 (Macrura larva)。其中,春季以火腿许水蚤、弗洲指突水母、中华假磷虾以主;夏季则以短尾类蚤状幼虫和长尾类幼虫为主;秋季则以火腿许水蚤和中华异水蚤(Acaritella sinensis)为主,季节变化明显。浮游动物丰度和生物量春季最高,平均值分别为3 377.8 ind/m³和3 209.4 mg/m³,秋季最低,但空间分布不均,从春季到秋季其密集中心从近海区逐渐转移到邻近河口区。与过去同期的调查资料相比,20年来九龙江河口浮游动物总丰度、优势种的组成和排序发生了显著的变化。本次浮游动物的总丰度平均值(以秋季为例)为历次调查最低,主要优势种也明显不同, 推测,浮游动物有朝着小型化发展的趋势。     

抗生素抗性基因的生态风险研究进展

自抗生素被发现和使用以来,其在人类和动物疾病预防与治疗、提高动物生产等方面均发挥了重要作用。但抗生素的批量生产及大量应用,特别是在养殖业和临床医疗上的滥用,导致抗生素抗性基因(ARGs)在环境中普遍存在,其借助质粒、转座子、整合子等可移动元件通过接合、转座、转化等方式在环境中广泛传播,导致微生物药性不断增强,对人类健康和生态安全造成严重威胁。当前,ARGs对人类健康的影响已受到高度关注,但有关ARGs在环境中的生态风险研究还相对薄弱。本文综述了ARGs污染的现状及其生态风险,并对该领域中未来研究重点进行了展望,以期为今后抗性基因的研究和生态防控提供参考。     

上海某高校新校区中抗生素抗性基因污染状况分析

探究新型环境污染物—抗生素抗性基因（ARGs）在校园环境中的分布状况。通过聚合酶链式反应(PCR)对上海某高校使用5年新校区不同区域污水检查井污泥中8种四环素类、4种磺胺类、7种β-内酰胺类、4种链霉素类和5种氯霉素类ARGs进行定性研究,并利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析污泥中细菌群落的多样性。结果显示,校园各区域中共检出19种ARGs,有8种ARGs的检出率大于50%,其中磺胺类抗性基因sulI、sulII的检出率最高,为100%。实验区及餐饮区的ARGs检出种类最多,均为14种,其次为宿舍区(12种),教学区的ARGs检出最少(8种)。通过DGGE分析细菌群落结构,证明该地区的ARGs分布与细菌多样性无明显关系。新校区使用5年但ARGs污染严重,可能是由于人类活动（尤其是科研活动）对ARGs的产生及扩散存在促进作用。此外,细菌群落多样性与ARGs种类的关系表明ARGs在环境中的迁移可能受到除细菌种类之外其他环境因素的影响。     

内蒙古锡林郭勒牧区发酵乳制品抗生素抗性基因多样性

【目的】研究锡林郭勒牧区发酵乳制品中的常见抗生素抗性基因丰度,揭示抗生素在当地的使用情况以及抗性基因对当地生态环境的污染程度,为后续探索环境中抗生素抗性基因来源、传播和扩散机制提供一定的数据基础。【方法】应用荧光定量PCR技术(q-PCR)对采集自内蒙古锡林郭勒牧区的6份传统发酵酸牛乳和5份酸马乳中的抗生素抗性基因进行绝对定量分析。【结果】22种常见抗性基因均有检出,绝对含量范围在(1.028±0.338)-(8.648±0.087)lg(copies/m L)之间。通过对比酸牛乳和酸马乳样品发现,前者红霉素类(erm B)、链霉素类(str A、str B)、万古霉素类(gyr A)、四环素类(tet O)、氟喹诺酮类(yidy)、氯霉素类(cat)抗性基因丰度显著高于后者(P0.05),其余15种常见抗性基因丰度在两组样品之间无显著差异。【结论】发酵乳制品可能是潜在的抗性基因储存库,有必要对上市的发酵乳制品从表型和基因水平进行抗生素抗性分析。     

环境中抗生素抗性基因的水平传播扩散

抗生素抗性基因作为一类新型环境污染物,其在不同环境介质中的传播扩散可能比抗生素本身的环境危害更大,其中,水平基因转移是抗生素抗性基因传播的重要方式,是造成抗性基因环境污染日益严重的原因之一.本文系统阐述了抗生素抗性基因在环境中发生水平转移的主要分子传播元件及其影响因素,这对于正确揭示抗性基因的分子传播机制具有重要意义.结合多重抗药性的传播扩散机制,探讨了行之有效的遏制抗生素抗性基因传播扩散的方法和途径,并针对目前的污染现状,对今后有关抗生素抗性基因水平转移的研究重点进行了展望.     

抗生素抗性基因在环境中的传播扩散及抗性研究方法

抗生素在医药、畜牧和水产养殖业的大量使用造成了环境中抗性耐药菌和抗性基因日益增加,抗生素抗性基因作为一种新型环境污染物引起人们的广泛关注.本文综述了近年来国内外有关抗生素抗性基因的研究进展,其在水、土壤、空气等环境介质中和动,植物体内的传播扩散,以及开展环境中抗生素抗性基因研究的必要性,重点介绍了有关抗生素抗性（包括抗性细菌和抗性基因）的研究方法,指出抗性基因研究中存在的问题,并对未来的相关研究进行了展望.     

活性污泥抗生素抗性基因研究进展

抗生素抗性在全球范围内的传播扩散严重威胁人类健康。活性污泥是污水处理系统重要的处理工艺,同时也是抗生素抗性及其发生水平基因转移的一个重要储库和热区。目前,随着研究手段和技术的不断更新,活性污泥中抗生素抗性的研究不断增加,但是仍有许多科学问题亟待解决。本文主要针对活性污泥抗生素抗性的5个主要方面进行深入讨论:(1)活性污泥中抗性基因的丰度和分布的影响因素;(2)污泥抗性基因的研究方法;(3)活性污泥抗性基因的传播与扩散;(4)污泥中抗性基因环境风险评估;(5)研究展望。本综述在活性污泥抗生素抗性研究基础上,阐述了驱动抗生素抗性扩散的基本微生物生态过程研究进展,旨在为污水处理工艺的发展和优化及抗性基因控制政策的制定提供科学基础。     

宏基因组学在抗生素抗性基因鉴定中的应用

随着宏基因组学技术的不断发展,以及测序成本的下降,基于宏基因组学的抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)鉴定技术逐渐成为主流技术。本综述总结了基于宏基因组学的抗生素抗性基因鉴定的主要技术和方法,详细综述了各种鉴定技术的实现流程,并评述了各种方法的优缺点。本研究认为基于功能宏基因组学方法可以发现现有ARGs数据库没有记录的新的抗生素抗性基因。基于机器学习技术比基于AGRs数据库比对和搜索的软件有更高的敏感性和特异性。基于ARGs数据库搜索的方法优点是操作简单,对于生物信息学技能欠缺的研究者选择在线计算工具也是明智的选择。     

气溶胶中抗生素抗性基因研究进展

抗生素的不合理使用导致细菌耐药问题日趋严峻,给人类健康造成巨大威胁。学者们对抗生素抗性菌和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)在多种环境介质中的环境行为开展了大量研究。气溶胶作为ARGs的潜在储存库,是抗生素抗性基因在环境中的重要传播途径之一。目前缺乏对其来源、传播、人类接触和健康风险系统性的梳理。本文针对人类生活功能场所、养殖场、城市污水处理厂和医院等4类气溶胶研究的典型场所,重点综述了上述4类典型场所中气溶胶ARGs的来源、传播途径及对人体的暴露和对健康的危害,为气溶胶中ARGs的预防和控制提供参考。     

An ecological study on the Mollusca in mangrove areas in the estuary of the Jiulong River

Based on the surveying data obtained in February, May, August and November, 1987, the ecology of Mollusca in mangrove areas in the estuary of the Jiulong River in Fujian Province was studied. The results are as follows: There are 52 species of Mollusca in the areas, and species and abundance distribution increase with salinity. Biomass and density average 7.99 g m² and 25 ind. m² respectively, with higher values in autumn and winter, and lower in spring and summer. Vertical distribution of biomass is highest in high tide zones and lowest in low tide zones, and density is highest in mid-tide zones and lowest in tide zones. The relationship between the distribution of Mollusca and the environmental factors are discussed.     

转基因植物中抗生素抗性基因的安全性评价

20世纪80年代以来,植物转基因技术取得突飞猛进的进展。转基因植物大量出现,带来了巨大的经济效益和社会效益。与此同时,转基因植物的释放可能带来的风险也越来越受到人们的重视,抗生素抗性基因是筛选转基因植物的常用基因,其安全性引起了人们的普遍关注,作者就转基因植物中抗生素抗性基因的安全性作一综述。     

九龙江口沉积物TCBS(Thiosulfate Citrate Bile Salts Sucrose)菌群的分布

【目的】调查九龙江流域对厦门海域潜在的病原菌"污染",为相关侵染性病害的预防和控制提供有价值的资料。【方法】通过TCBS(Thiosulfate Citrate Bile Salts Sucrose)培养基从九龙江河口沉积物中分离到158株细菌,应用16S rRNA基因-RFLP(限制性酶切图谱多样性分析)及16S rRNA基因序列分析等方法对158株细菌进行分子鉴定。【结果】研究结果表明九龙江口沉积物中分布的TCBS菌群分别属于7个属,其中假单胞菌属(Pseudomonas)占28%,气单胞菌属(Aeromonas)占24%,假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)占19%,希瓦氏菌属(Shewanella)占13%,芽孢杆菌属(Bacillus)占11%,弧菌属(Vibrio)占4%,嗜冷杆菌属(Psychrobacter)占1%。不同站位TCBS菌群的组成及各菌群的相对差异明显,其中上游区域以非嗜盐或耐盐细菌为主,下游区域以嗜盐细菌和耐盐细菌为主,具有典型的河口细菌分布特征。盐度对各TCBS菌群的分布具有重要的影响。弧菌在整个河口区所占的比例不大(6%-19%)且集中在下游区域。【结论】九龙江口存在大量的条件致病菌,其中以气单胞菌属为代表的耐盐菌,对厦门海域存在陆源性污染的风险;绝大多数弧菌属于海洋土著细菌,正常情况下(非流行性弧菌病期间)非来源于九龙江冲淡水的直接污染。     

食物链中抗生素耐药性基因的转移

抗生素的使用,一方面起到预防和治疗疾病的作用,另一方面,饲料、食品和环境中抗生素残留增加,使抗生素耐药性菌产生并进化,从而导致将来治疗某些疾病时无有效抗生素可用,比如,结核病已经卷土重来,而且现在就有许多患者就不能用抗生素治愈。随着人们生活水平的提高,安全、健康问题受到人们广泛的关注和重视。本文初步对耐药性基因在食物链中怎样产生和转移进行综述。     

宏基因组学在微生物抗生素抗性基因检测中的应用

抗生素广泛应用于人类和动物疾病的治疗等过程中。不合理利用和滥用抗生素导致耐药细菌、抗性基因的产生和传播。宏基因组学能够分析不同环境中抗生素抗性基因的多样性,并且完善目前已有的或构建新的宏基因组文库,从而为将来进行基因比对提供有力的参考。本文将综述宏基因组学在人类、动物和环境中微生物抗生素抗性基因检测的应用,以期为未来评估抗性基因风险和解决抗生素耐药性问题提供技术支持。     

幽门螺杆菌抗生素耐药机制研究进展

幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H.pylori)感染可引起消化性溃疡、胃粘膜相关淋巴组织淋巴瘤和胃癌。随着抗生素耐药性的问题越来越严重,耐药机制的研究也不断深入。分子检测方法,尤其是核酸检测技术,可高效、快速、准确地检测幽门螺杆菌抗生素耐药基因及突变,对幽门螺杆菌感染的临床治疗发挥重要的指导作用,同时也可对幽门螺杆菌抗生素耐药性进行大规模及时有效监控。本文讨论了关于幽门螺杆菌抗生素耐药机制并着重总结了相关耐药基因及突变。     

不同环境介质中抗生素耐药性的检测方法研究进展

抗生素在医疗和畜禽养殖业的大量使用增加了环境中抗生素抗性微生物(ARB)和抗性基因(ARGs)的丰度与多样性,加速了抗生素耐药性在环境中的传播,给人类公共健康造成潜在威胁。但目前对于环境中耐药性的污染现状缺少足够的信息,相关研究方法亟待优化和完善。本文通过综述环境中抗生素耐药性的国内外研究现状,探讨了不同环境(水、土壤、空气等)样品的采集方法以及耐药性的检测方法——传统微生物培养法和分子生物学方法(如定性与定量PCR、DNA杂交及微阵列技术、宏基因组学方法等),旨在为多环境介质中抗生素耐药性的研究提供科学依据和技术支持。     

污水处理厂中四环素和磺胺类抗生素抗性基因的分布、传播及去除

近年来,抗生素滥用造成的抗性基因(ARGs)污染问题引起了人们的关注.四环素及磺胺类抗生素由于价格低廉被广泛使用,大量残留的四环素和磺胺通过各种途径进入污水处理厂,并进一步导致ARGs的污染.为深入了解四环素和磺胺类ARGs的污染及治理现状,本研究对污水处理厂中四环素和磺胺类ARGs的分布情况及传播机制进行了综述,并重点讨论了不同污水处理工艺对ARGs的去除效果.在此基础上,从加大污水处理厂ARGs污染调查、改进污水处理工艺以及探讨ARGs传播机制等方面进行了展望.     

Horizontal transfer of antibiotic resistance genes in a membrane bioreactor

Growing attention has been paid to the dissemination of antibiotic resistance genes (ARGs) in wastewater microbial communities. The application of membrane bioreactors (MBRs) in wastewater treatment is becoming increasingly widespread. We hypothesized that the transfer of ARGs among bacteria could occur in MBRs, which combine a high density of bacterial cells, biofilms, and antibiotic resistance bacteria or ARGs. In this study, the transfer discipline and dissemination of the RP4 plasmid in MBRs were investigated by the counting plate method, the MIDI microorganism identification system, and quantitative polymerase chain reaction (qPCR) techniques. The results showed that the average transfer frequency of the RP4 plasmid from the donor strain to cultivable bacteria in activated sludge was 2.76 × 10⁻⁵ per recipient, which was greater than the transfer frequency in wastewater and bacterial sludge reported previously. In addition, many bacterial species in the activated sludge had received RP4 by horizontal transfer, while the genera of Shewanella spp., Photobacterium spp., Pseudomonas spp., Proteus spp., and Vibrio spp. were more likely to acquire this plasmid. Interestingly, the abundance of the RP4 plasmid in total DNA remained at high levels and relatively stable at 10⁴ copies/mg of biosolids, suggesting that ARGs were transferred from donor strains to activated sludge bacteria in our study. Thus, the presence of ARGs in sewage sludge poses a potential health threat.