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重金属和抗生素复合污染研究获进展

  随着抗生素的广泛使用,环境中抗性细菌在数量、多样性以及抗性上都明显增大,多重耐药菌株的检出也相当普遍,抗生素抗性污染已成为一个突出的环境健康难题。抗生素抗性基因被认为是一种新型环境污染物。城郊集约化养殖业畜禽粪便是重要的抗生素污染源。由于砷铜等重金属也通常被用作饲料添加剂,不恰当的畜禽粪便管理可以导致环境中重金属和抗生素的复合污染。

  最近,中国科学院城市环境研究所朱永官研究员的团队和美国Michigan州立大学Tiedje教授合作,研究养猪场环境(猪粪,猪粪堆肥和使用猪粪堆肥的土壤)中重金属和抗生素的复合污染及其效应。

  该研究从我国三个城郊大型养猪场及周边地区分别采集了猪粪、猪粪堆肥和施用堆肥的土壤样品,采用了高通量的基因定量技术对环境样品中的244种抗性基因进行了检测和定量分析。研究人员在样品中检测到149种抗生素抗性基因,这些抗性基因涵盖了目前已知的主要抗性类型,其中有63种抗性基因丰度显著高于没有施用抗生素的对照样品中(192-21600倍)。转座酶基因丰度最高可达对照样品的90000倍,而且与抗生素抗性基因的浓度成显著正相关,暗示转座酶是引起抗性基因富集的原因之一。这些结果表明,过度的抗生素使用可引起抗生素抗性基因的富集,并可通过动物粪便排放到环境中。高丰度的转座酶可能使得这些抗性基因转移到人类致病菌中,危害人类健康。

  研究进一步发现,抗性基因的丰度与环境中抗生素和砷铜等重金属浓度显著正相关,表明砷铜等重金属和抗生素的复合污染可以增加环境中抗性基因的丰度。

  研究认为,为有效控制抗生素抗性基因的蔓延,需要加强集约化养殖业中饲料添加剂的管理,加强兽用抗生素的管理。该结果已在美国《国家科学院院刊》(PNAS)在线发表。New Scientist等刊物对上述进展作了及时报道和评述。

  该研究得到科技部国际合作项目和国家自然科学基金委国际合作重大项目资助。(来源:中国科学院城市环境研究所)

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