水环境中胞内外抗生素抗性基因分析的DNA提取方法及污染现状研究进展

新型污染物抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)对公共健康产生了严重威胁,其在水环境中的长期存在和传播引起了广泛重视。胞内与胞外ARGs在水环境中的分布规律和环境行为差异明显,对其污染状况进行研究有助于全面了解水环境中ARGs的传播特性。该文总结了5种常见水样微生物DNA提取方法及其在胞内和胞外ARGs检测研究中的应用状况,比较了污水系统、淡水系统及海水系统等典型水环境中胞内和胞外ARGs的污染状况和迁移传播特性。为进一步探究水环境中ARGs的分布特征与传播机制提供了技术手段及污染现状等基础信息,对控制ARGs在水环境中的传播扩散具有重要意义。

天津市中心城区集中供应管网末梢水的抗生素耐药基因污染特征研究

为了研究天津市中心城区集中供应管网末梢水的抗生素耐药基因(antibiotic resistance genes,ARGs)污染特征,采集了天津市中心城区6个采样点的管网末梢水样,分别采用微孔滤膜正压过滤法及核酸吸附-洗脱法富集水中细菌和胞外核酸后,利用实时定量PCR技术对15种胞内ARGs和胞外ARGs进行定量检测。结果表明,在待检的15种ARGs中,除了耐碳青霉烯类bla KPC未被发现外,其余ARGs(mcr-1、van A、bla NDM-1、aad A、bla TEM、sul1、tet M、tet A、dfr A1、rpo B1、cat A1、erm B、kat G和qnr A)均在天津市中心城区所有管网末梢水样中检出,其中,mcr-1、van A、aad A、bla TEM、sul1、tet M、tet A和dfr A1等8种在细胞内外含量均较高,分别占待检的胞内ARGs和胞外ARGs总量的97.25%和99.18%,以aad A最高,其次为bla TEM和sul1;细胞内ARGs总绝对浓度高于细胞外(P<0.05),前者为后者的3.8倍。天津市中心城区集中供应管网末梢普遍存在胞内ARGs和胞外ARGs污染,且细胞内外超级耐药基因均有检出。

抗生素抗性基因在土壤中积累、转移与消减的研究进展

细菌耐药性给人类健康及公共卫生带来巨大的威胁。土壤尤其是农业土壤是环境中抗生素抗性重要的源库。为减少抗生素抗性基因(ARGs)的传播风险,了解其在土壤中的传播规律非常重要。通过总结分析国内外发表的相关文献,对目前ARGs在土壤中的积累、转移情况及消减特征进行了综述。已有调查结果发现,农业发达及经济发地区土壤是ARGs积累的热区。有机肥施用及污水灌溉等原因导致ARGs在土壤中持续积累,其丰度可达10^(2)gene copies/16S rRNA gene copies。胞内抗生素抗性基因(i ARGs)、胞外游离抗生素抗性基因(eARGs)是ARGs的两种赋存形态,其中,i ARGs是主要的赋存形态。i ARGs通过接合转移、转导在土壤中传播,其中接合转移是目前研究最多及最主要的水平转移方式。eARGs通过转化在土壤中传播。胞外DNA可以在土壤中留存几个月甚至一年以上,由于检测方法的限制eARGs在土壤中的自然转化并不经常被发现,因此,对土壤eARGs的风险研究有所忽略。外源ARGs进入土壤后的命运受到ARGs种类、形态、土壤特性、污染物等因素的影响。ARB进入土壤后逐渐死亡及游离DNA逐渐降解的这一时间段是外源ARGs能否在土壤中传播的重要时间节点,很有可能成为控制ARGs在土壤中传播的关键节点。目前关于携带ARGs的宿主细菌进入土壤后的消减规律的研究还处于起步阶段,仍需开展深入的研究。针对土壤ARGs消减的强化措施主要包括改变农艺措施、施加生物炭、噬菌体疗法等,但效果不一且有限。在未来的研究中应对游离的eARGs产生的环境效应给予重视,加强对ARGs在土壤中传播的关键影响因子的研究并开发新的强化措施以加快ARGs的消减。

耐药基因数据库概述

抗生素是人类历史上的革命性发现,其临床应用挽救了无数患者的生命。但是随着抗生素的广泛使用和滥用,越来越多的病原菌产生了耐药性,甚至出现了具有多重耐药性的“超级细菌”。在人类与病原菌斗争的军备竞赛中,人类即将面临无药可用的境地。针对微生物的耐药性、耐药机制及耐药性传播的研究吸引了众多科研工作者的目光,各种耐药基因数据库以及耐药基因分析工具应运而生。文中对目前耐药领域的基因数据库进行收集整理,从数据库类型、数据特征、耐药基因预测模型以及可分析序列的类型等方面对这些数据库进行论述和介绍。此外,文中对抗金属离子和抗杀菌剂的基因数据库也有所涉及,将为如何选择及使用耐药基因数据库提供参考和帮助。

ClO_(2)消毒工艺对污水处理厂出水超级耐药基因的影响

为了研究二氧化氯(chlorine dioxide,ClO_(2))消毒工艺对污水处理厂出水中超级耐药基因(super antibiotic resistance genes,SARGs)的去除效果,对污水处理厂出水消毒前后的水样进行了全年采集,并采用微孔滤膜正压过滤法及核酸吸附柱-洗脱法分别富集水中细菌和胞外核酸后,利用荧光定量PCR技术对其中的9种SARGs进行定量检测.结果表明,无论是胞内还是胞外核酸,均有NDM-1、MCR-1和MEC-A被检测出;同时,ClO_(2)消毒后上述3种SARGs的胞内相对总浓度明显上升(P<0.05),且ClO_(2)消毒对胞内SARGs相对浓度的影响与季节有关,其中春季、夏季和秋季均发生上升,且春季升高最为明显,达2倍,而冬季出水在消毒前后均未测出胞内SARGs;胞外SARGs则在ClO_(2)消毒前后没有明显浓度变化.因此,ClO_(2)消毒不能有效去除污水处理厂出水中胞内和胞外SARGs污染.