生态毒理学教学专栏寄语

抗生素的长期滥用,使得环境细菌耐药性不断增强,加速了耐药基因(antibiotics resistance genes,ARGs)在环境中的传播扩散,并给饮用水带来健康风险。在介绍饮用水中抗生素和耐药基因污染现状的基础上,阐述了耐药基因在饮用水中的来源和归趋,对环境中抗生素和耐药基因的人体健康风险做了初步探讨,针对目前饮用水的污染现状,对今后有关饮用水中细菌耐药的研究进行了展望。     

饮用水细菌内毒素污染的风险识别与分析研究进展

细菌内毒素,又称脂多糖分子或者热原,是革兰氏阴性细菌和某些蓝藻细胞壁组分,主要由菌体死亡解体后释放.内毒素是常见的外源性致热原,属于强免疫刺激剂,与多种人类疾病密切相关.由于饮用水中会滋长微生物,因此内毒素污染在饮用水中普遍存在.近年来,国外研究中饮用水的细菌内毒素污染开始受到关注,成为饮用水微生物安全领域新兴的研究方向.本文概述了细菌内毒素的物化性质和生物活性,分析了细菌内毒素在饮用水中的存在形态,综述了国内外关于地表水源、地下水源、管网末梢水和深度处理水的内毒素污染调查状况,分析了传统水处理技术、深度处理技术和饮用水消毒技术对内毒素的控制效果,探讨了饮用水中内毒素的血液暴露、呼吸暴露和胃肠暴露途径导致机体潜在的健康风险、安全阈值和相关标准,并对饮用水细菌内毒素污染研究方向进行了展望.     

农村固体废弃物中抗生素及耐药基因的赋存及风险管理

全球范围内抗生素抗性的传播扩散严重威胁人类健康。固体废弃物中的生活垃圾、污泥和畜禽粪便是抗生素及耐药基因的重要储库。针对新型环境污染物抗生素和耐药基因,综述了农村固废中抗生素及耐药基因的赋存和传播扩散,阐述了农村固废中抗生素及细菌耐药的生态风险、控制管理和消除方法,并结合目前抗生素及耐药基因的污染状况,对今后研究重点进行了展望。     

饮用水系统中抗生素抗性基因的研究进展

抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)在饮用水系统中的传播和扩散已成为全球公共健康的主要威胁之一.饮用水厂处理工艺对抗生素抗性基因的去除效果对保证饮用水水质安全具有重要意义,但是水处理工艺、消毒方式以及管网输配系统对不同抗生素抗性基因的影响差异较大.本文在总结了大量文献的基础上,阐述了饮用水系统中抗生素抗性基因的污染特征,综述了臭氧、混凝、砂滤、生物活性炭以及氯消毒和超滤膜等不同水处理工艺对抗生素抗性基因去除的影响及其机理.     

畜禽养殖过程抗生素使用与耐药病原菌及其抗性基因赋存的研究进展

兽用抗生素在提高畜禽生产性能、防治疾病方面发挥着重要作用,目前全球超过一半以上抗生素用于畜禽养殖,畜禽养殖源耐药病原菌、抗性基因及其传播风险愈益得到人们的重视。我国是畜禽养殖和抗生素使用大国,但兽用抗生素使用、病原菌耐药水平及其抗性基因类型等数据却较为缺乏,不利于今后畜禽养殖源耐药病原菌及其传播风险的控制。因此,本文通过文献调研,对我国和主要发达国家的兽用抗生素使用情况、畜禽养殖源耐药病原菌及其携带的抗性基因、基因移动元件以及向环境传播的途径进行分析、总结,以期为规范合理用药、降低耐药病原菌及其抗性基因传播风险,建立从畜禽养殖场至公共环境全过程的抗性污染控制链条提供借鉴。     

序言

<正>近几年,人类对抗生素的大量使用甚至是滥用造成抗生素的环境污染问题日益突显,抗生素及抗生素抗性基因作为全球新兴污染物在环境各介质中传播和扩散,即使抗生素在停止使用后,由其引发的抗性基因不会在短期内消除,并在不同细菌之间传播扩散,一旦传播至致病菌,将对人体健康构成很大威胁。由此,由抗生素滥用引起的抗生素污染以及抗性基因的潜在健康风险成为交叉研究领域包括地球化学、环境科学、分析     

气溶胶中抗生素抗性基因研究进展:以养殖场和医院为例

抗生素在医药和养殖业的大量使用导致耐药菌的出现,加速了抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)在不同环境介质中的传播扩散,抗生素耐药性已成为目前全球卫生、食品安全和发展的最大威胁之一。气溶胶作为ARGs的潜在储存库缺乏系统的研究数据,而通过空气传播具有较高抗生素抗性水平的细菌可能是引起重要疾病的主要传播途径。本文针对养殖场和医院2个抗生素大量使用的典型场所,对气溶胶中ARGs的污染现状、样品采集与检测技术进行综述,并探讨了这一环境污染的潜在风险,表明开展气溶胶中ARGs研究的必要性,并为以后需开展的工作提出几点建议。     

水产养殖环境中抗生素抗性基因（ARGs）的研究及进展(Research Advancement of Antibiotics Resistance Genes（ARGs）in Aquaculture Environment)

抗生素在现阶段的水产养殖中具有不可替代的作用,但长期滥用抗生素会诱导水生动物体内产生携带抗性基因(ARGs)的细菌株,尤其是多重耐药性菌株的产生将使得各种疾病的治疗更加棘手.抗性基因一旦被排泄到水产环境中不仅会对养殖区域和周围的环境造成潜在的基因污染,而且还会通过各种可移动遗传元件如质粒、转座子、整合子等的水平迁移作用进入其他致病菌和环境细菌中,对人类的健康安全构成潜在的威胁.论文对抗生素抗性基因在水产养殖业中的来源、污染现状、潜在的传播途径和相关的检测方法进行了综述,指出了开展水产养殖业中抗生素抗性基因污染研究的必要性,建议政府和有关部门尽快进行水产养殖业抗生素抗性基因的污染机理与控制对策研究.     

环境中磺胺类抗生素的生物降解及其抗性基因污染现状

磺胺类抗生素是人工合成的高效广谱抗菌药,广泛应用于畜牧业、水产养殖业和人类疾病的治疗中.近年来,该物质在环境中被不断检出,并通过饮用水和食物等方式进入食物链,给人类健康带来极大的安全隐患.磺胺类抗生素在各种处理工艺和自然环境中均可发生不同程度的降解,但其长期排放和累积残留将诱导磺胺抗性基因的产生,该抗性基因在不同环境介质中可进行传播、扩散,具有比抗生素更大的危害性.本文在充分阐述磺胺类抗生素在各种环境介质中残留现状的基础上,对其在不同处理工艺和自然环境中的生物降解及其相关抗性基因的污染现状等方面进行了综述,并提出了未来的研究重点和方向.     

CRISPR/Cas系统抵御细菌耐药

近年来,细菌耐药性问题在全球范围内日益严重,世界各地不断出现各种新型耐药基因及"超级细菌",以此形成的细菌耐药性污染已成为威胁全球公共卫生与环境安全的重大问题。目前除了在管理上规范合理用药和限制抗生素排放,应探讨抵御细菌耐药的分子机制,有效地从根本上遏制细菌耐药的产生。CRISPR系统作为一种天然免疫系统,可用来对抗入侵的外源性遗传物质,其结构和功能与细菌耐药及毒力因素密切相关,深入分析两者的关系有助于更好地理解细菌耐药机制,为防治细菌耐药提供了新的方向。     

河流放射性核素水体弥散模型及其应用

随着我国核能及核技术利用产业的迅速发展,放射性物质运输对饮用水水源地的潜在放射性污染健康风险越来越大,阐明事故情况下放射性物质在地表水体中的迁移弥散行为可为居民饮水健康风险防范提供科学依据。针对含钴-60、铯-137、锶-90货包公路运输在事故工况下放射性物质释放造成黄河兰州段河流型饮用水源放射性污染,讨论了河流放射性物质弥散模型和居民饮用水的健康风险。结合国内现有放射源活度水平及国内外放射性物质事故资料,考虑泥沙的影响,设定铯-137不同活度水平、不同流量情形,根据饮用水中铯-137的死亡风险系数和患病风险系数对距离事故点为64 km、114 km的河流下游两个饮用水源地居民饮用受污染自来水存在的健康风险进行评估,同时选择钴-60、锶-90两种核素以30年间河水平均流量偏小值为例进行对比评估。放射性核素在黄河河流的稀释作用下,由饮用受钴-60、铯-137、锶-90污染的水随放射源活度、河水流量及泥沙含量的变化存在不同程度的死亡风险与患病风险。因此,应当对受到放射性污染的水源及时采取适当措施,预防放射性核素造成的风险。     

抗生素环境行为及其环境效应研究进展

抗生素作为一类抗菌性药物广泛用于预防和治疗人类和动物疾病,并且在畜牧和水产养殖业中用于促进动物的生长.进入人和动物体内的抗生素不能被生物体完全吸收,大部分以原药或代谢物的形式经由尿液和粪便排出体外进入环境中.抗生素是环境中一类新型污染物,由于其使用量大和诱导产生抗生素耐药菌株,对人类健康和生态环境构成威胁,近年来受到日益广泛的关注.抗生素诱导产生的抗性基因(ARGs)也已经被定义为环境中一类新型污染物.本文介绍了抗生素的使用现状、环境来源以及不同环境介质中抗生素的分析方法和污染现状,并且对其吸附降解行为、毒性效应以及ARGs进行了讨论,最后指出了目前研究中存在的问题,并对未来研究进行了展望.在今后,应该更加系统地研究环境中抗生素的污染现状及其迁移转化等行为;开展低剂量长期慢性毒性和复合毒性效应研究;加强对环境中ARGs的污染现状和环境行为研究.     

兽药抗生素环境风险控制管理政策探析

抗生素作为兽药和饲料添加剂广泛用于世界各国的畜禽养殖,造成环境中抗生素/抗性基因传播扩散问题日益突出,严重威胁到生态环境和人类健康。笔者梳理了国内外在兽药抗生素登记、使用、标准以及防控计划等各环节的管理政策,从不同角度分阶段提出了我国兽药抗生素环境风险控制管理政策建议,包括:建立兽药环境监管机制,从源头控制抗生素抗性基因污染;制定兽药抗生素环境风险评估导则,从登记环节规避环境与健康风险;加快制定粪便和污水中抗生素/抗性基因的控制标准,从使用末端消除污染;加强含有抗生素的粪便处置与管理,限制抗生素/抗性基因的环境溢出;推广生态有机农业的开展,以期为我国兽药抗生素的环境管理提供基础支撑。     

“环境中抗生素和耐药基因研究进展”专辑:征稿邀请

<正>近几年,人类对抗生素的大量使用造成抗生素的环境污染问题,抗生素及耐药基因均作为全球新兴污染物在环境各介质中传播和扩散,由此引起的抗生素污染及耐药基因的潜在健康影响是近年来生态毒理学研究的热点。在地球化学、环境科学、分析化学、生物学、流行性病学、医学等领域的科研人员的共同努力下,我国在"     

人体肠道耐药基因组的研究进展

人类肠道菌群是耐药基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的"储存库",且与人体健康密切相关。目前,抗生素的滥用严重,进一步加剧了耐药基因的传播和扩散。细菌耐药问题严重影响人体健康、食品安全和生态安全,携带耐药基因的致病菌对临床治疗造成巨大威胁。本文结合国内外研究进展,在总结人体肠道耐药基因组研究方法的基础上,探讨了肠道耐药基因的组成、来源、传播和进化,并对未来研究进行了展望,旨在促进公众对肠道耐药基因的认知,并为抗生素的合理使用提供理论支持。     

环境中抗药基因水平转移研究进展

抗药基因是一种新型环境污染物,一旦被致病菌获得,将导致抗生素的临床使用失效,从而危害公共健康。抗药基因可通过转移因子在细菌间传播,加剧抗药基因的扩散效应,提升了环境健康风险性,因此抗药基因水平转移受到了越来越多的关注。本文介绍了抗药基因水平转移的分子机制,总结了不同环境中各种抗药基因水平转移途径的研究现状,并对该领域将来的研究方向提出了展望,以期为环境中抗药基因的调查评估、污染控制及合理管理提供理论参考。     

华中地区水库型水源地抗生素抗性细菌的赋存特征研究

抗生素的滥用导致了细菌耐药性的变化,而水库型水源地抗生素抗性细菌(Antibiotic resistant bacteria,ARB)与人类健康密切相关。为明确华中地区水库型水源地中ARB的赋存特征,选取华中地区11个大型水库型水源地为研究对象,分析了5类ARB在水和沉积物中的分布规律。结果表明,华中地区水库型水源地水和沉积物中,丰度最高的ARB均以四环素类ARB及磺胺类ARB的丰度最高,喹诺酮类ARB在本研究最低。Mantel分析结果表明,沉积物和上覆水中ARB丰度呈显著性正相关(P0.05),沉积物和水中的物质交换可能是导致这一结果的重要因素。Spearman相关性分析结果表明ARB之间存在一定的相关性,抗生素的共选择作用可能是造成这一结果的潜在因素。研究中筛选的条件致病菌分别对多种抗生素均具有抗性,可能会对人体健康产生潜在威胁。此外,虽然该研究的结果表明水库沉积物在一定程度上受到粪源污染,但华中地区水库环境较低的总异养菌数和饮用水厂较高的细菌去除效率在一定程度上能够保证供水质量。     

抗生素抗性基因在环境中的来源、传播扩散及生态风险

近年来,由于抗生素的滥用首先诱导动物体内产生抗生素抗性基因(antib iotic resistance genes,ARGs),从而加速了抗性基因在环境中细菌间的传播扩散.目前,抗生素抗性基因作为一类新型环境污染物,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.本文针对抗生素抗性基因在地表水、地下水、医疗废水、城市污水处理厂、养殖场、土壤、沉积物以及大气环境中的来源、分布、传播情况以及国内外最新研究动态进行综述.分析了抗生素抗性基因在环境中的潜在传播途径及其可能影响因素,并指出光照,厌氧,高温处理可以有效遏制抗生素抗性基因在环境中的传播和扩散.揭示了抗生素抗性基因可能造成的生态风险,针对我国对该类污染物的研究现状,提出了今后的研究重点.     

南方某地区水体抗生素含量及风险评估

水环境中残留的抗生素对生态环境和人体健康存在潜在危害.近年来,国内外关于抗生素污染特征研究多集中于地表水和污水处理厂等水环境中,而同时针对水源水、出厂水等供水体系抗生素风险情况的研究相对较少.本文利用固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法调查了南方某地区氯霉素(CAP)、四环素(TC)、土霉素(OTC)、诺氟沙星(NOR)、脱水红霉素(ERY-H2O)、罗红霉素(ROX)、阿莫西林(AMOX)、青霉素G(PEN-G)和头孢拉定(CFD)等9种抗生素的含量水平,揭示该地区供水系统中抗生素的污染现状和分布特征.同时,本文分别采用风险商值法(RQ)和蒙特卡罗法评价了9种抗生素在水源水中的生态风险和在出厂水对人体健康风险.结果表明,该地区水源水脱水红霉素含量较高,浓度在200—600 ng·L-1间,出厂水中脱水红霉素含量水平比水源水低.而其余8种抗生素在水源水和出厂水中均含量较低.风险评价结果显示:所有被测抗生素风险RQ值均小于1,说明该地区水源水、出厂水抗生素风险危害处于较低水平.但不同水源水和出厂水最大风险指标均指向脱水红霉素,说明脱水红霉素是该地区主要的风险抗生素之一.     

养殖虾塘常见耐药菌的分离鉴定与耐药基因检测

了解水产养殖区中抗生素耐药菌的分布及抗生素耐药基因的污染现状,有助于科学、合理地使用抗生素。采用诺氟沙星抗性平板和红霉素抗性平板统计虾塘泥样和水样中耐药微生物数量,从中筛选得到60株耐药菌株。基于16Sr DNA序列分析完成部分菌株的鉴定,同时,对耐药菌株携带的喹诺酮类(诺氟沙星)抗性基因gyr A及大环内酯类(红霉素)抗性基因erm B进行了扩增及测序分析。结果表明,虾塘水样细菌在诺氟沙星抗性平板中均未生长,虾塘泥样细菌对诺氟沙星的耐药率分别为0.36%、0.82%;1号虾塘泥样和水样中细菌对红霉素的耐药率分别为23.33%、18.50%,2号虾塘泥样和水样中细菌对红霉素的耐药率分别为20.00%、12.50%。耐药菌16S rDNA鉴定结果如下:南极适冷菌(Rheinheimera sp.)7株、不动杆菌(Acinetobacter sp.)6株、微杆菌(Microbacterium sp.)3株、厦门希瓦氏菌(Shewanella xiamenensis)2株、嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila)2株、豚鼠气单胞菌(Aeromonascaviae)1株。1号虾塘gyr A检出率为43.33%,erm B检出率为30.00%;2号虾塘gyr A检出率为10.00%,erm B检出率为70.00%。耐药基因序列比对结果显示,所测菌株序列与数据库中相应耐药基因序列相似性均≥97%。