商品灭菌乳中常见抗生素抗性基因的筛查与定性分析

探究了市售常见商品灭菌乳中四环素类、氨基糖苷类、β-内酰胺类等抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的分布与带染特征。以12种市售常见商品灭菌乳为研究对象,用CTAB法提取预处理后样品中的总DNA;超微量分光光度计测量DNA纯度与浓度;PCR扩增ARGs;PCR产物测序后提交GenBank进行序列比对,分析ARGs的种类;使用SPSS软件对ARGs检出率、样品品牌、包装类型、产品类型等进行相关性分析。结果显示,灭菌乳中可同时检出多种ARGs,检出率较高的基因分别为(str B(93.75%)、aad B (92.71%)、sul1(85.42%)、bla_(TEM)82.29%)和tet C(58.33%),未在35种ARGs中检出bla_(VEB)、bla_(PER)、bla_(DHA)、bla_(CMY2)和bla_(GIM)。商品灭菌乳的品牌、包装、产地和保质期与aad A、aad B、str A、str B等抗性基因检出率显著相关。市售商品灭菌乳中存在多种ARGs,且不同种类样品间存在差异,值得从食品安全角度深入研究。

饮水系统中抗生素抗性基因赋存特征及健康风险评估

近几年抗生素抗性基因(ARGs)作为一种新型污染物在世界各地的水体、土壤中被频繁检出,其在环境中大量扩散和增殖十分容易导致微生物获得抗生素抗性,对人体健康产生潜在威胁。结合国内外文献报道数据,介绍了ARGs在城市饮水系统中污染现状,描述了其赋存特征,发现在国内外城市饮水系统中ARGs的数量不容小觑,数量最高可达1.38×105 copies·ml-1。其次对城市饮水系统中常用工艺对ARGs的赋存与传播影响因素进行了总结,发现城市常用水处理工艺对ARGs的灭杀效果差,甚至对其富集和繁殖往往起着促进作用;在不同的环境影响因素中,微生物群落结构是影响ARGs的主要驱动力,其次是重金属。最后提出ARGs对人体可能造成的健康威胁以及现有健康风险评估方法的局限性,并对未来ARGs的研究进行了展望。

海水曝气对海洋微生物群落和抗生素抗性基因的影响

占地球表面71%的海洋蕴含丰富且独特的微生物资源。为维持海产品的鲜活,人们常采用循环暂养技术,通过曝气装置增加水体含氧量。本研究运用宏基因组技术,分析氧含量变化对海洋微生物群落结构、功能组成及抗生素抗性基因的影响。研究发现,高氧海水中的以α-变形菌纲为主的微生物群落多样性较高,而微生物群落功能多样性则随着氧浓度升高而降低。海洋微生物中多种抗生素抗性基因与毒力因子基因丰度下降。这表明海水中氧含量的上升可以减少微生物的抗药性和致病潜能,从而降低其对人类健康的潜在风险。

水合氧化物对抗生素抗性基因水平转移的影响

研究了水合氧化铝与水合氧化锰对氨苄青霉素抗性基因(负载于pUC19质粒)向大肠杆菌水平转移(转化)过程的影响.结果表明,2.5~200mg/L浓度水平的水合氧化铝与水合氧化锰均显著抑制了抗生素抗性基因(ARGs)转化,两者对转化频率的抑制率最高分别达79.44%和57.64%.水合氧化铝析出的Al (III)是其导致ARGs转化频率发生变化的原因之一,而水合氧化锰几乎无离子析出.此外,水合氧化铝可与p UC19质粒的磷酸骨架以及碱基腺嘌呤、胸腺嘧啶与鸟嘌呤发生结合,与之形成大尺寸加合物,进而降低ARGs进入胞内的效率.对于水合氧化锰,其暴露后宿主细胞膜通透性显著减小,并且该颗粒也与pUC19质粒交缠形成了大尺寸团聚物,这可能是抑制ARGs转化的主要原因.

土壤抗生素抗性基因研究进展及热点分析

抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的产生和传播对全球公共健康产生巨大威胁。土壤作为ARGs的重要储存库和介质,已引起众多学者广泛关注。为全面了解土壤ARGs相关领域的研究进展及热点,本研究利用可视化软件VOSviewer和CiteSpace,基于Web of Science数据库,对2013—2022年发表的土壤ARGs领域相关文献进行计量学分析。结果表明,土壤ARGs相关研究的发文数量和被引频次逐年上升。我国在土壤ARGs领域的发文量最高,占总发文量的61.40%,且与澳大利亚、美国等27个国家合作紧密。四环素和磺胺嘧啶为该领域重点关注的抗生素类型;大肠杆菌作为模式菌一直是土壤ARGs领域备受关注的微生物类型。不同时期土壤ARGs研究热点存在明显差异:初期关注的重点方向为ARGs的认识和定量,随后引起较多关注的是ARGs源解析及其与微生物的内在联系,而对ARGs传播扩散和归趋相关研究已成为现今科学家关注和研究的热点。

土壤环境中抗生素抗性基因污染研究进展和热点分析

近年来,土壤环境中抗生素抗性基因(ARGs)污染引起广泛关注。以Web of Science核心数据库和万方数据库文献资料为数据源进行文献计量学分析,从年发文量变化、不同国家贡献及研究主题演变(基于关键词)等方面对土壤环境中ARGs污染相关研究进行剖析,以此探讨国内外该领域的研究现状、热点和发展。结果表明,土壤中ARGs污染相关研究的发文数量快速增长。我国文献在发文数量、论文被引频次方面具有重要影响,表明我国在该领域有较强的国际学术影响力。关键词聚类分析表明该领域的研究方向主要集中在以下5个方面:(1)土壤中携带ARGs的微生物及其环境行为;(2)土壤环境中ARGs的来源和持久性;(3)土壤环境中ARGs的传播和消减方法;(4)土壤中共存物质对ARGs丰度和迁移行为的影响;(5)农业生产活动对土壤环境中ARGs污染的影响。同时,在介绍ARGs常用检测方法以及土壤环境中ARGs污染来源和分布的基础上,剖析影响ARGs在土壤中传播的多种因素,探讨土壤环境中ARGs的消减方法,并指出当前研究尚存的不足之处以及今后的研究方向。该文可为未来土壤环境中ARGs污染领域的研究和风险管控提供参考。

东寨港红树林沉积物与水体中抗生素抗性基因的组成特征分析

【目的】通过探索海南东寨港红树林抗生素抗性基因(ARGs)的分布情况及微生物和ARGs之间的关联特征,了解红树林的抗性污染现状,为环境中抗性基因风险评估提供理论支撑。【方法】采用宏基因组学技术,探索海南东寨港红树林沉积物与水体中抗生素抗性基因的组成、多样性以及与微生物的相互关系。【结果】利福平抗性基因rpoB mutants、达托霉素类药物抗性基因rpoC、氟喹诺酮类药物抗性基因mfd、氨基香豆素抗性基因alaS、乙酰氧基耐药基因EF-Tu mutants、大环内酯类抗性基因macB以及异烟肼耐药基因katG是海南东寨港红树林水域的优势基因。沉积物和水体中抗生素抗性基因种类组成相似,但水体中抗性基因的多样性皆高于沉积物。NMDS分析发现,沉积物与水体ARGs的组成、分布明显不同。ARGs与微生物类群的关联分析表明,α-变形菌纲、γ-变形菌纲、β-变形菌纲以及黄杆菌纲是与ARGs关联较强的主要微生物类群,占比高达70%。水体中抗性基因主要来源于α-变形菌纲、β-变形菌纲和黄杆菌纲,而沉积物中抗性基因主要来源于γ-变形菌纲和δ-变形菌纲。【结论】红树林沉积物和水体中具有不同的ARGs组成特征,沉积物与水体具有不同的抗性基因风险特征,因此对红树林耐药微生物和ARGs进行生态监测和治理时,除重点监测微生物的组成特征外,还应关注水体中ARGs的变化规律,从而预测海南东寨港红树林沉积物微生物的耐药性风险。

城镇污水处理厂抗生素抗性基因的环境传播途径与机制

城镇污水处理厂是抗生素抗性基因(ARGs)发生转移、传播的重要场所,同时也是环境中ARGs污染的主要来源。对城镇污水处理厂中ARGs向环境介质中的传播途径、影响因素与传播机制进行了综述。结果表明,ARGs可通过出水排放、污泥土地施用、再生水灌溉、气溶胶逸散等途径迁移至环境介质(如受纳水体、土壤、空气)中;ARGs在环境介质中的扩散和存留行为受介质理化性质影响;ARGs在环境介质中主要通过可移动遗传元件(MGEs)介导的水平基因转移(HGT)传播耐药性。

基于16S rRNA研究铜污染对土壤细菌群落、抗生素抗性基因及基因转移的影响

对经0、200、400 mg·kg^(-1)Cu^(2+)处理的3个种植池土壤分别采样,并对所有样品进行16S rRNA高通量测序。结果表明:铜污染改变了土壤中的细菌群落结构,抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)与基因水平转移(horizontal gene transfer, HGT)相关基因的丰度随Cu^(2+)浓度的升高而增加。富集的抗性基因大多为多药耐药基因。这表明铜胁迫会改变土壤中细菌群落结构,促进HGT,同时使ARGs富集。

畜牧业抗生素抗性基因的分布与传播研究进展

随着居民生活水平提高,人们对肉、蛋、奶的需求量增加,促使畜牧业迅速发展。由于抗生素在提高动物机能、预防疾病方面具有重要作用而被大量生产使用,在全球抗生素滥用的大背景下,畜禽已成为抗生素及抗性基因的一个重要储存库,亟需全面了解畜牧业中抗生素及抗性基因的分布与传播,以便于为抗生素在畜牧业中的科学使用和合理控制提供参考依据。文章综述了畜牧业抗生素的使用现状,总结了抗生素抗性基因污染对畜禽、人类健康和野生动物的影响,并强调未来应关注畜禽粪便的二次污染在周围环境以及畜牧业抗生素抗性基因在野生动物栖息地的扩散机制研究,以期为今后畜牧业的健康发展、抗生素的科学控制以及抗生素抗性基因的相关研究提供参考。

典型海洋生态系统抗生素抗性基因研究进展

海洋生态系统中抗生素抗性基因(ARGs)污染具有隐蔽、难以治理的特征,会对生态和人类健康构成潜在风险.但目前研究多数是针对某一特定的海洋生态系统或海域,缺乏对中国海洋生态系统ARGs污染的整体概述和比较分析.本研究归纳了红树林、珊瑚礁、河口以及海湾生态系统中ARGs的赋存状况,分析了其主要的传播途径和影响因素,探讨了所造成的生态风险及评估方法.结果显示,ARGs在我国典型海洋生态系统中普遍存在且组成复杂,外源输入是其流行的主要驱动因素,环境变量的调节作用也不容忽视.ARGs对海洋生态系统具有潜在危害,现有的生态风险定量评估体系尚不完善,以期为进一步全面评估和有效控制中国典型海洋生态系统中ARGs污染提供参考.

基于高通量实时荧光定量聚合酶链式反应技术探究铜对猪粪厌氧发酵产物中抗生素抗性基因的分布特征影响

抗生素抗性基因(ARGs)的环境污染问题已逐渐成为研究热点。在养殖业中,重金属铜和抗生素是饲料中主要的添加剂,但其在动物体内都未能完全吸收,大量重金属和携带ARGs的微生物会通过粪便排出,进而对环境介质中的ARGs产生长期的选择压力,增加ARGs的传播风险。厌氧发酵作为主要的粪肥无害化处理方式,其产物中仍存在丰富的ARGs,并且铜对厌氧发酵产物中ARGs分布特征的影响尚不清楚。因此模拟猪粪中不同程度铜污染(75、227 mg/L)进行厌氧发酵实验,利用高通量实时荧光定量聚合酶链式反应(HT-qPCR)技术分析不同浓度铜对发酵产物中ARGs分布特征的影响,及ARGs与可移动基因元件(MGEs)之间的关系。研究发现,受到铜污染的发酵产物中ARGs和MGEs相对丰度和数量显著(P<0.05)增加,75、227 mg/L铜污染下ARGs的总相对丰度相较于对照组分别提高了86%、91%,产物中检测到氨基糖苷类和多药类抗性基因最为丰富;且ARGs对不同浓度铜的响应也不同,高浓度铜污染的发酵产物中总ARGs相对丰度高于低浓度铜。总体来看,在厌氧发酵体系中铜的赋存促进了ARGs与MGEs的共选择,提高了ARGs的水平基因转移能力,增加了ARGs在环境中传播和转移的风险。

我国土壤中抗生素抗性基因污染的消减策略

近年来,土壤环境的抗生素耐药性问题日益严重并逐渐成为威胁人类和动植物健康的全球性挑战。抗生素抗性基因(ARGs)是耐药性在土壤中传播的重要载体和指示物质,寻找合适的策略以降低其在土壤中的丰度及传播风险是当前和今后一个时期深入推进生命-生态一体化健康的主攻方向。ARGs进入土壤的途径主要包括粪肥施用和废水灌溉。针对不同来源,利用好氧堆肥和厌氧消化等阻控技术可从源头有效阻止ARGs进入土壤。当ARGs不可避免地进入土壤后,则仍需前瞻性研究和使用噬菌体、生物炭等ARGs污染土壤原位修复技术并深入开发植物间作等调控技术以构建免疫型土壤微生态环境。该文从阻控、修复和调控3个技术层面对ARGs去除效果和技术优劣势进行归纳,以期为土壤ARGs消减的技术开发和实际应用提供参考。

环洞庭湖土壤抗生素抗性基因分布和潜在风险

本研究通过实时荧光定量PCR和基于Monte Carlo模拟的概率健康风险评估模型,分析了环洞庭湖流域52个表层土壤点位中8类典型抗生素抗性基因(ARGs,16种ARGs亚型)的分布特征和潜在健康风险.结果表明,环洞庭湖流域周边表层土壤中ARGs总丰度范围为3.29×10^(7)~3.73×109copies/g,远高于土壤ARGs背景值(1.80×10^(5)~1.35×10^(7)copies/g,平均值为3.03×106copies/g).南洞庭湖流域表层土壤中ARGs丰度高于东、西洞庭湖流域.磺胺类、四环素类和氨基糖苷类ARGs是高丰度的ARGs类型,平均丰度分别为1.51×10^(8)、1.50×10^(7)和2.64×10^(7)copies/g,主要ARGs亚型是sul1和dfrA14,均属于磺胺类ARGs.I类整合子基因(intl1)的平均丰度为6.94×10^(8)copies/g,高于总ARGs平均丰度.相关性分析表明intl1丰度与dfrA14、tetR和kan基因丰度呈显著正相关(P<0.05),表明intl1通过水平基因转移促进了研究区域表层土壤中ARGs的传播.Monte Carlo模拟表明,研究区域存在64.92%~98.68%概率的ARGs人体暴露剂量高于风险背景值(成人12.56copies/(g·d),儿童38.11copies/(g·d)),表明研究区域土壤ARGs造成的潜在健康风险不可忽视,皮肤接触是ARGs主要暴露途径,磺胺类ARGs是潜在健康风险的主要来源.

野生鸟类介导抗生素抗性基因传播的研究进展

细菌的抗生素耐药是重大的公共卫生问题,抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)可能会在人类、动物和环境微生物组之间水平转移,使其相互依存的生态系统与公共卫生之间存在潜在关联性。鸟类是地球上种类繁多的物种之一,它们的跨距离传播可能会加速耐药基因在全球范围内的扩展,带来一定的健康风险。本文综述了野生鸟类介导抗生素抗性基因在生态环境中的主动传播,提出其作为传播媒介的重要性,并分别阐述了城市留鸟和候鸟对抗生素抗性基因的传播作用,着重突出了候鸟跨地区传播的作用,总结出野生鸟类介导抗生素抗性基因的传播是尤为重要的研究方向。

剩余污泥热碱脱水过程中胞内外抗生素抗性基因丰度变化分析

剩余污泥含有高丰度的抗生素抗性基因(ARGs)。随着剩余污泥的脱水,胞内ARGs(iARGs)可能会逐渐转化为胞外ARGs(eARGs)。为探究ARGs在剩余污泥脱水过程中的分布特征,分析了热碱预处理(TAP)对剩余污泥脱水前后iARGs和eARGs丰度的变化。结果表明,TAP能够有效提高污泥脱水率,并且借助响应曲面法(RSM)确定了最优工况,在pH=11、温度90℃条件下处理80 min后,其脱水率达到41.0%。随着脱水率提升,iARGs不断转化形成eARGs,TAP后污泥滤液中eARGs的绝对丰度常用对数提高了0.2~1.8。eARGs丰度的上升,增加了ARGs传播风险,给污泥脱水技术带来了巨大挑战。

农家粪肥施用对大棚蔬菜中抗生素抗性基因的影响研究

作为一种新型环境污染物,抗生素抗性基因(ARGs)会导致环境致病菌耐药性增加,对人类健康造成影响。基于大棚蔬菜种植施用农家粪肥视角,采用对比实验的方法,研究长期施用农家粪肥的大棚蔬菜种植土壤与蔬菜中的ARGs情况,与未施用农家粪肥的大棚蔬菜种植土壤和蔬菜情况进行比较。通过比较土壤中残留抗生素、耐药菌株稳定性,以及蔬菜中ARGs多样性与丰度,研究农家粪肥施用对大棚蔬菜中ARGs的影响,明确长期施用抗生素处理的农家粪肥会对土壤及蔬菜造成ARGs污染,进而得出针对性的结论。

土壤中抗生素抗性基因的环境行为与阻控研究进展

抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的传播威胁着生态环境安全和人体健康,已成为一个全球性的问题。土壤中抗生素抗性基因的分布、来源、扩散传播以及消减技术已成为一个研究热点。本文在简要介绍自然环境和受人类活动干扰土壤中抗生素抗性基因分布水平的基础上,分析了土壤中抗生素抗性基因的主要来源,剖析了抗生素抗性基因由土壤向其他环境介质(水、植物)传播的规律及其影响因素,如土壤理化性质、农艺调控和环境中污染物等。进而探讨了环境中各种生物和非生物因素对土壤中抗生素抗性基因持久性的影响和环境中抗生素抗性基因的消减技术,包括好氧堆肥、厌氧发酵、水处理工艺等。最后,提出遵循“大健康(One Health)”准则,以跨学科的方法控制抗生素抗性基因在环境中的传播,以更全面地将抗生素抗性基因对人类的健康风险降低至最低水平。

厌氧消化中抗生素抗性基因消长的研究进展

针对厌氧消化中抗生素抗性基因(ARGs)的消长阐述了其影响因素,包括反应温度、发酵液含固率、内在抑制物及外在抑制物等,并对铁纳米颗粒、生物炭、脱氧核糖核酸酶和活性炭等外源添加物强化ARGs去除的效果及机理进行了分析,阐明微生物群落结构的改变是ARGs消长的关键。

改性植物单宁絮凝剂对污水中抗生素抗性基因的去除效果

采用二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)改性植物单宁絮凝剂(TGCC-A)对污水处理厂的二沉池出水进行絮凝处理,探究TGCC-A对污水中胞内抗生素抗性基因(iARGs)、胞外抗生素抗性基因(eARGs)的去除效果以及对后续污水储存过程中抗生素抗性基因(ARGs)丰度的影响。结果表明:9 mg/L TGCC-A和7 mg/L聚合氯化铝对原水中8种胞内目标基因的平均对数去除量分别为10^(3.82) copies/mL、10^(3.92) copies/mL,胞外目标基因的平均对数去除量分别为10^(2.27) copies/mL、10^(2.89) copies/mL;两种絮凝剂絮凝处理后的水样中同种ARGs在胞外的丰度都大于其在胞内的丰度,且在后续5 d的储存过程中8种目标基因丰度基本保持在絮凝后的即时丰度;TGCC-A对污水处理厂二级出水中的ARGs具有良好的去除和控制效果。