氮掺杂纳米洋葱碳/PMS体系去除水中抗生素与抗性菌研究

水环境中抗生素持续和长期残留将对细菌产生选择性压力,诱导产生抗性菌和抗生素抗性基因,对水体生态系统和人类健康带来威胁.本文采用具有磁性功能的氮掺杂纳米洋葱碳耦合过一硫酸盐氧化体系(NCNO/PMS),用于处理水中抗生素磺胺甲恶唑(SMX)和带有磺胺类抗生素抗性菌(ARB).通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、磁滞回线等表征NCNO的表面结构和功能,考察不同环境条件下NCNO/PMS对水中SMX降解和ARB灭活效率的作用.实验结果表明,NCNO可以有效提升PMS对水中SMX降解的效率,同时NCNO/PMS对病原菌具有极强的灭活能力.

低能离子注入诱变法选育新硫肽类抗生素166A高产菌株

目的为进一步提高产量,以小单孢菌Micromonospora sp.TMD166-MU1为出发菌株,采用低能离子注入技术,研究不同离子注入参数对菌株存活率、正负突变率的影响,通过突变株抑菌活性变势参数分析,初步探讨N+离子注入对166A生产菌所产生的诱变效果,并结合卡那霉素抗性筛选及牛津杯固体发酵高通量筛选,获得高产菌株。方法利用低能N+离子注入技术对出发菌株TMD166-MU1的孢子进行辐照诱变,以卡那霉素耐受性为选择压力,不同诱变条件处理的菌悬液涂布在含有卡那霉素培养基平板上培养后获得单菌落,并以牛津杯固体发酵高通量筛选方法进行高产菌株初筛,之后对高产菌株进行摇瓶复筛,利用高效液相法检测突变株摇瓶发酵的化学效价。结果通过研究30和60 keV能量下不同注入剂量与小单孢菌正突变率的生物学效应关系,确定了在注入能量为30 keV、注入剂量4×10^(13)ions/cm^(2)、卡那霉素抗性筛选浓度为6 mg/L条件下,可获得最高达36.33%的正突变率。复筛效价是出发菌株1.5倍以上的有4株,其中突变株IK-3的166A产量是菌株TMD166-MU1的1.8倍。结论采用低能N+离子注入诱变方式,再结合抗生素抗性筛选及牛津杯固体发酵高通量筛选的集成方法能简单、高效地获得166A高产突变菌株。

微塑料和多种抗生素胁迫下土壤环境因子的响应特性

为了深入探究微塑料(microplastics,MPs)、抗生素胁迫下土壤环境因子产生的响应特性,以聚乙烯(polyethylene,PE)、四环素(tetracycline,TC)、环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)为研究对象,通过单独、联合施用到土壤中4周后,开展了土壤的理化性质、酶活性、抗生素残留、抗生素抗性菌(antibiotics resistant bacteria,ARB)抗性、抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)、微生物群落的多样性等方面研究.结果显示,施用MPs与抗生素的容重比对照组分别增大了12.3%、16.9%、 21.8%.有机质含量由39.96g·kg^(-1)变化为53.21g·kg^(-1),与对照组相比分别增大了9.16%、12.39%、14.09%、18.47%、32.03%、33.16%、36.04%.阳离子交换量由对照组的44.36 cmol·kg^(-1)显著变化为62.45 cmol·kg^(-1),与对照组相比分别增大了24.06%、30.09%、33.97%、36.49%、47.14%、50.93%、56.1%.实验各组pH值在7.58—8.12之间变化.实验各组的过氧化氢酶含量分别为1.653、 1.559、1.421、1.486、1.376、1.545、1.524、1.453 IU·g^(-1);脲酶含量分别为89.56、78.32、64.65、66.79、57.27、72.31、 71.26、 61.56IU·g^(-1);蔗糖酶含量分别为158.69、 149.61、 134.56、 131.87、 123.65、 137.26、136.83、 126.34 IU·g^(-1). MPs-TC-CIP组的过氧化氢酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性分别下降12.1%、32.3%、26.7%. MPs-TC、MPs-CIP组与TC、CIP实验组相比,抗生素残留量有所降低,分别为187.1%、189.3%;MPs-TC-CIP实验组的抗生素残留则低于单一施用CIP、TC组,分别为182.6%、178.7%.筛选的TC抗性菌(TC resistant bacteria,TCRB)和CIP抗性菌(CIP resistant bacteria,CIPRB)的抗性增加2倍以上. MPs-TC-CIP组与对照组相比,tet W、tet O的相对丰度比值分别为1.82、1.78;qnr A、qnr S的相对丰度比值分别为1.68、1.71.各组中相对丰度较高菌群依次为变形菌(Proteobacteria),放线菌(Actinobacteria)、酸杆菌(Acidobacteria)、芽单胞菌(Gemmatimonadetes)、厚壁菌(Fimicutes).施用抗生素、MPs后Proteobacteria、Actinobacteria相对丰度增加、myxococcus相对丰度减少.研究结果表明,施用MPs能促进抗生素的富集;在共同胁迫下,对土壤理化特性和生物特性影响更为显著,进一步探明了MPs对抗生素残留、ARGs传播、微生物群落演化特征等潜在影响,以期为消减污染物的危害、构建综合智能修复体系提供依据.

硫掺杂改性氮化碳可见光催化去除抗生素抗性菌

利用热聚合法制备不同比例的硫掺杂类石墨相氮化碳(SCN),通过扫描电镜(SEM)、X-射线光电子能谱仪(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对其结构、元素组成和光化学特征进行表征。以抗生素抗性菌E.coli K-12 MG1655为模型菌,研究不同比例SCN在可见光照射下对抗性菌的去除效能和机理。结果表明,硫掺杂质量分数为12.0%时SCN的光催化性能最优,并在可见光催化下对抗生素抗性菌灭活率最高;随着光照强度的增加SCN对抗性菌灭活率提高,在催化剂投加浓度为0.5 g·L^(-1)时SCN对抗性菌的灭活率最高,且可重复利用性好。SCN对抗生素抗性菌的灭活主要通过释放空穴(h^(+))、光生电子(e^(-))、过氧化氢(H_(2) O_(2))和超氧自由基(·O-2)等活性物种来对细胞壁和细胞膜造成损伤,并进一步引起其细胞蛋白质、脂质和多糖结构发生改变。

养殖水环境中抗生素对鱼类肠道菌群结构、功能和抗性组的影响研究进展

当前,抗生素类药物被广泛应用于水产养殖业,且在水环境中频繁检出多种类型的抗生素。抗生素和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)是多重耐药菌甚至“超级细菌”产生的源头,抗生素被列为一类新兴的有机污染物,对环境中生物的潜在不利影响已引起广泛关注。鱼类的肠道菌群会通过自身的细胞组分或代谢产物,影响鱼类的营养代谢、系统发育和免疫调节等生理过程。鱼类肠道菌群保持健康平衡状态能保障鱼体健康,水产养殖环境中残留的抗生素会对鱼类肠道菌群造成严重影响,相关研究已经展开。本文总结归纳了近年来部分国内外养殖水环境中抗生素的污染状况。基于目前的研究成果重点综述了抗生素对鱼类肠道菌群结构、功能和抗性组的影响,为抗生素的毒理学评价提供总结和新的研究思路,为进一步开展抗生素环境风险评估及制定污染防控阻断策略等研究提供参考。

肠道微生物定植抗性影响B族链球菌定植的研究进展

B族链球菌(group B Streptococcus, GBS)可导致孕妇早产、宫内感染和新生儿化脓性脑膜炎、败血症和肺炎等多种疾病甚至死亡。美国疾病预防控制中心指南建议所有孕产妇在孕35~37周应进行GBS筛查,对检测阳性的孕产妇进行产时抗生素预防。使用抗生素会对人体产生副作用且无法预防GBS迟发性感染,随着细菌抗生素耐药逐年严重,探索成本更低、更有效的预防GBS定植感染措施尤为重要。GBS是一种可通过食物传播的人畜共患病病原体,研究其在肠道中的定植至关重要。肠道内共生细菌可通过肠道定植抗性机制抑制肠道病原体的定植和扩张,减少肠道GBS逆行性感染生殖道的风险,具有成为防治GBS的一级预防措施的潜力。本文着重探讨肠道定植抗性对GBS定植感染的影响,以及基于此的益生菌应用。

活性屏等离子表面改性技术制备纳米银涂层不锈钢的体外抗菌性能

背景:既往利用活性屏等离子技术制备的银涂层大都不涉及纳米领域,形成的银涂层为“薄膜样”,被覆基质表层且表面银颗粒分布不均,其长效抗菌能力受到挑战。目的:采用活性屏等离子体表面改性(ASPSM)技术制备可“埋入”不锈钢(SS)基质内部的纳米银涂层,观察其抗菌能力。方法:以不锈钢为基体,采用ASPSM技术制备纳米银涂层,其中通过调整轰击时间(1,2,4 h)制备3组涂层样品,分别记为1 h-Ag-ASPSM@SS、2 h-Ag-ASPSM@SS和4 h-Ag-ASPSM@SS,通过抑菌环实验、革兰染色分析3组涂层的抗菌能力。以不锈钢为基体,制备庆大霉素联合万古霉素抗生素涂层样品,记为ACNs。将不锈钢、2 h-Ag-ASPSM@SS、ACNs分别插入金黄色葡萄球菌或铜绿假单胞菌悬液中,采用涂布平板法分析样品长效(84 d)抗菌能力。将骨髓间充质干细胞分别与不锈钢、2 h-Ag-ASPSM@SS、ACNs共培养,进行CCK-8、活死染色与细胞上清乳酸脱氢酶活性检测。取连续暴露于金黄色葡萄球菌悬液12周后的不锈钢、2 h-Ag-ASPSM@SS、ACNs,采用滚平板法评估材料表面残留活菌量,采用万古霉素药敏纸片法评估材料表面残留活菌耐药性。结果与结论:①随着轰击时间的延长,样品表面纳米银的直径与含量逐渐增加,其中2 h-Ag-ASPSM@SS在形成了均匀球形纳米颗粒的情况下表面银含量较高。②抑菌环实验、革兰染色显示,相较于1 h-Ag-ASPSM@SS、4 h-Ag-ASPSM@SS,2 h-Ag-ASPSM@SS对金黄色葡萄球菌与铜绿假单胞菌有更好的抑制效果。与两种细菌共培养42,84 d后,2 h-Ag-ASPSM@SS组洗脱液涂布平板上的活菌数量显著少于不锈钢组、ACNs组;与金黄色葡萄球菌共培养84 d后、与铜绿假单胞菌共培养42 d后,ACNs组洗脱液涂布平板上的活菌数量多于不锈钢组。③CCK-8、活死染色与细胞上清乳酸脱氢酶活性检测显示,2 h-Ag-ASPSM@SS无明显的细胞毒性,ACNs具有明显的细胞毒性。④与金黄色葡萄球菌共培养12周后,2 h-Ag-ASPSM@SS组表面残留活菌量少于不锈钢组,ACNs组表面残留活菌量多于不锈钢组;与不锈钢组比较,ACNs组表面残留活菌株对万古霉素的敏感性显著下降(P<0.001),2 h-Ag-ASPSM@SS组表面残留活菌株对万古霉素的敏感性无明显变化(P>0.05)。⑤结果表明,ASPSM技术制备的纳米银涂层提高了不锈钢表面纳米银含量的沉积效率,并且具有持久的抗菌特性、良好的细胞相容性。

菌藻共生系统削减抗生素类污染物的去除途径及胁迫响应

菌藻共生系统不仅能够高效去除污水中的氮磷、重金属、抗生素等污染物,而且还能够捕集并固定二氧化碳,因而受到日益广泛的关注。本文介绍了菌藻共生系统对抗生素类污染物的去除途径,包括生物降解、生物吸附、生物累积等,其中生物降解是菌藻共生系统去除抗生素的最主要途径;同时简述了降解抗生素的生物反应器类型,主要可分为悬浮生长系统和固定化生长系统。本文还重点介绍了菌藻共生系统应对抗生素胁迫的短期和长期响应机制,短期响应主要是通过产生活性氧(ROS)并激活SOS响应,长期响应则具体表现在抗生素抗性基因的富集转移和微生物群落的演替进化等方面。本文为菌藻共生系统用于去除废水中抗生素类污染物提供了理论依据和技术参考。

农田生态系统中抗生素抗性基因迁移扩散的研究进展

农田生态系统是抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)向人体传播的重要环境,其中农产品的食用是抗性基因暴露的主要途径之一。施肥等农业活动改变了农田中抗性基因及其宿主菌的组成,而复杂的微生物活动使抗性基因及其宿主菌进一步转移到农作物体内。近年来,PCR、宏基因组测序和外源基因标记等方法的进步不断拓宽了ARGs的研究思路。水平基因转移可促进ARGs快速向更广泛的宿主菌进行迁移,尤其是存在迁移到人类致病菌中的风险。为了深入探明ARGs在农田生态系统中的迁移途径和优势宿主菌,文中结合国内外研究进展,阐述了农田生态系统中ARGs的来源、分布传播,介绍了农田生态系统抗性菌和抗性基因的主要研究手段,总结了抗性菌和抗性基因在农田生态系统中的传播途径和扩散机制。基于当下研究的不足展望了继续深入探索的方向,为今后进一步探索ARGs在农田生态系统中的迁移机制提出了设想,以期降低潜在的食品安全和人体健康风险。

微生态制剂中常用乳酸菌对抗生素的药敏性研究

为微生态制剂生产选育无耐药因子的菌株提供参考 ,采用纸片琼脂扩散法 (K B法 ) ,以金黄色葡萄球菌ATCC 2 5 92 3为质控菌 ,长双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌和粪肠球菌为试验菌 ,研究了其对 8大类 (青霉素类 ,β 内酰胺酶抑制剂的复合物、头孢素类 ,大环内酯类 ,四环素类 ,氨基糖苷类 ,糖肽类及其他类 )共 30种常用抗生素的耐药性。结果显示 :1)长双歧杆菌对大环内酯类、头孢素类、青霉素类、β 内酰胺酶抑制剂的复合物及氯霉素、呋喃妥因、利福平抗生素均敏感 ;对氨基糖苷类抗生素均耐药 ,对糖肽类、四环素类抗生素表现不同的药敏性。 2 )嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌及植物乳杆菌对大环内酯类多数、四环素类及氯霉素、呋喃妥因、利福平抗生素敏感 ,对氨基糖苷类多数表现出耐药 ,对头孢素类、青霉素类、β 内酰胺酶抑制剂的复合物、糖肽类抗生素有不同的药敏性。 3)粪肠球菌对大环内酯类、四环素类及氯霉素、呋喃妥因、利福平抗生素敏感 ,对氨基糖苷类、糖肽类抗生素耐药 ,对青霉素类、β 内酰胺酶抑制剂的复合物。

抗生素抗性筛选在微生物菌株选育中的作用

选育优良微生物菌株对微生物药物研发尤其是对微生物制药实现产业化具有至关重要的意义。抗生素抗性筛选基于微生物对抗生素产生抗性,因其实验操作简便、效果显著而在有用微生物菌株选育中得到广泛应用。在微生物药物领域抗生素抗性筛选技术主要用来筛选获取高产菌株,但近来发现微生物的抗生素抗性突变可赋予突变株新生次级产物的代谢生产能力,因此在拓展药源微生物资源领域具有潜在应用价值。本文主要综述抗生素抗性筛选在微生物菌株选育中的作用以及相关新近研究进展。

抗生素抗性异养细菌在不同水体中的生态分布研究

比较了城市污水处理厂曝气池混合液、鱼塘养殖水和黄河引灌水3种水体中可培养异养细菌总数、不同抗生素抗性菌群比例以及抗性有色异养细菌的比例。3种水体中可培养异养细菌总数分别达到2．8×10^7、1．2×10^7和8．9×10^5 CFU／mL。其中，污水处理厂曝气池混合液中青霉素、红霉素和链霉素抗性比例最高，分别达到84．5％、66．1％和62．5％，明显高于另外2种水体中抗性比例，而且在该水体中检测到了10^2～10^4CFU／mL对青霉素、链霉素和庆大霉素不同组合的交叉抗性菌群。另外，在所有含抗生素的培养基平板上，有色菌群（黄色和红色）的比例都明显高于相应的未加抗生素的培养基平板，说明抗生素抗性与细菌的色素积累呈正相关，其中，黄河引灌水中的抗性有色异养菌群的比例高于其他2种水体。

再生水回用的环境系统中抗生素、抗药菌与抗性基因分布的研究进展

在城市污水处理厂设计中很少考虑抗生素的去除,因而,抗生素在污水处理厂出水和再生水中频繁检出。在各种水环境中均发现抗生素抗药菌和抗性基因,特别是在再生水及其受纳环境中,这已构成了对生态安全和人类健康的潜在威胁。本文综述了再生水回用的环境系统中抗生素分布与污染特征、抗药菌和抗性基因迁移转化规律与传播风险、再生水深度处理工艺对抗生素及抗性基因的去除。综合目前的研究进展可知,再生水回用环境系统中,抗药性分布与残留抗生素的浓度、灌溉频率及补给水量有关;Ⅰ型整合子和质粒一定程度上可反映抗性基因在环境中的迁移转化;污水深度处理对抗性基因的去除效果受消毒剂量、接触时间等工艺参数的影响。本综述有助于进一步了解受纳环境中抗药菌和抗性基因污染分布和迁移,为揭示抗生素耐药性扩散提供新视角。

细菌对氨基糖苷类抗生素产生抗性的机理及其控制策略

氨基糖苷类抗生素在治疗感染性疾病尤其是革兰氏阴性菌引起的严重感染方面起着重要作用 ,但是耐药菌株的出现较大地限制了此类抗生素的发展 ,因此 ,如何控制耐药性已经成为一项迫切需要解决的任务。细菌对氨基糖苷类抗生素产生抗性的机制很多 ,目前普遍接受的主要有三种 :1 通过减少对氨基糖苷类抗生素的摄取或减少药物在体内的累积而产生抗性。 2 通过改变核糖体结合位点而产生抗性。 3 通过表达氨基糖苷类抗生素修饰酶而产生抗性。目前细菌耐药性的控制主要集中在对原有氨基糖苷类抗生素进行改造或合成新的抗生素 ,开发氨基糖苷类抗生素修饰酶抑制剂。

MPMS诱变结合抗生素抗性选育多杀菌素高产菌株

采用多功能等离子体诱变系统(MPMS)对菌株ASAGF 13-8-1进行诱变,并通过链霉素、庆大霉素、利福平、氯霉素四种抗生素抗性筛选多杀菌素高产菌株。利用96孔板发酵培养结合生物检测的快速方法进行高产菌株高通量初筛,摇瓶发酵进行复筛。通过5轮复筛验证,获得1株产量较出发菌株提高28.68%且遗传稳定的突变菌14-2。比较MPMS诱变和MPMS诱变结合0.9μg/mL链霉素、14μg/mL庆大霉素、400μg/mL利福平、2μg/mL氯霉素的四重抗性筛选对出发菌株ASAGF 13-8-1的作用效果,结果显示MPMS诱变结合抗生素抗性筛选更有利于多杀菌素高产菌株的选育。

土壤-植物系统中抗生素抗性的传播过程与影响机制

土壤是抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的重要储存库,土壤-植物系统是ARGs从土壤向人体传播的主要渠道。因此,关注土壤-植物系统中抗生素抗性的传播过程与影响机制有助于系统性地了解抗生素抗性细菌(antibiotic resistant bacteria,ARB)、ARGs在土壤-植物中的迁移途径、传播规律和影响因素,可以为阻控抗生素抗性传播提供思路。本文总结了土壤中抗生素抗性的来源与演变机制,着重强调了抗生素抗性从土壤向植物的传播过程与影响因素,最后讨论了阻断ARGs在土壤-植物系统中传递的物理化学和生物控制技术,并提出了未来的研究方向,对遏制抗生素抗性传播、保障蔬菜作物安全与人体健康具有重要现实意义。

组合抗生素抗性选育多杀菌素高产菌株

通过2种途径向菌株ASAGF W2引入链霉素、庆大霉素、利福平和氯霉素抗性,研究抗生素抗性筛选技术对选育多杀菌素高产菌株的作用效果。途径一是将4种抗生素的抗性通过含有抗生素的平板逐级引入,标记为非GYM组;途径二是将分离得到的抗性突变菌进行纯培养后通过抗生素平板引入下一种抗性,标记为GYM组,利用摇瓶发酵进行多杀菌素高产菌株的选育。结果显示非GYM组的方法是进行抗生素抗性筛选的较适途径;通过对高产菌株连续转接5次,最终获得4株遗传稳定的高产突变菌,其中突变菌13-8-1来自非GYM组,具有Str^(0.5)Gen^(10)双重抗性,多杀菌素平均发酵产量较出发菌株ASAGF W2提高了23.87%。利用抗生素抗性筛选技术选育多杀菌素高产菌株,简单易行且效果显著。

土壤中一株抗生素和重金属交叉抗性菌的筛选及抗性研究

通过对土壤中分离得到的一株头孢霉素的抗生素抗性菌C-1进行生理生化特性、分子生物学鉴定、不同Zn2+浓度下细菌的生长曲线及抗生素和Zn2+的交叉耐药性研究,探索重金属Zn2+对土壤抗生素抗性菌抗性的影响.结果表明:抗头孢霉素细菌C-1为假单胞菌属(Pseudomonas),生长繁殖易受Zn2+抑制,同时对Zn2+有一定抗性.对7种抗生素进行药敏试验发现,菌株C-1仅对链霉素和磺胺噻唑敏感,Zn2+与链霉素或磺胺噻唑共存时表现出协同杀菌性;菌株C-1具有多重耐药性,对庆大霉素和Zn2+、新霉素和Zn2+有交叉抗性;菌株C-1生长的最低Zn2+抑菌浓度为50 mg/L.

以抗生素抗性为选择标记的毛壳菌种间原生质体融合

以抗生素抗性为选择标记进行角毛壳菌和球毛壳菌种间原生质体融合。角毛壳菌CH21－I－402菌株对潮霉素有抗性、对G418敏感，球毛壳菌CH08对潮霉素和G418敏感。根癌农杆菌介导的新霉素磷酸转移酶基因转化球毛壳菌，得到成功转化新霉素磷酸转移酶基因的球毛壳菌菌株，转化子对G418抗性提高3～4倍，对潮霉素仍然比较敏感。以耐潮霉素、不耐G418的角毛壳菌和不耐潮霉素、耐G418的球毛壳菌为出发菌株，以PEG6000为助融剂进行原生质体融合，用G418和潮霉素抗性进行筛选，获得再生菌株。经AFLP分析表明：再生菌株PF1、PF26为融合菌株，融合菌株菌落形态均与亲本存在明显差异。

抗菌肽Protegrin1与抗生素对致病性大肠杆菌的体外联合药效

为研究抗菌肽Protegrin-1(PG-1)的抑菌效果及其与抗生素之间的协同效应关系,应用基因工程方法表达PG-1;测定几种常用的抗菌药物(四环素、丁胺卡那霉素和多黏菌素B等)对致病性大肠杆菌的最小抑菌浓度(MIC),并分别检测其与PG-1联用后的抗菌效果,采用分级抑制浓度指数(FIC)来分析PG-1与抗生素之间的抗菌作用关系,并进一步检测联合应用对细菌裂解率的影响。结果显示,PG-1与多黏菌素B、丁胺卡那霉素及四环素联用对大肠杆菌有协同作用,且PG-1与多黏菌素B联用可以提高细菌裂解率。PG-1与一些抗生素存在协同或者相加作用,临床上使用PG-1可以在一定程度上减少甚至替代抗生素的使用。