​全球大气不同程度被耐药基因污染

文献信息

Li J, Cao J, Zhu Y, et al. Global Survey of Antibiotic Resistance Genes in Air[J]. Environmental science & technology, 2018.

杂志影响因子if=6.653

研究背景

本文主要研究全球范围内不同城市空气中抗生素耐药基因（ARG）的分布差异情况，确定主要的ARG类型，并详细描述携带ARG的空气细菌类群。

方法

从全球19不同城市随机挑选174台汽车过滤器收集环境总颗粒物(PM)样本。利用实时qPCR（WCGENE，Shanghai, 上海启因生物）分析了30种ARG亚型对7种常见抗生素(喹诺酮类、β-内酰胺类、大环内酯类、四环素类、磺胺类、氨基糖苷类和万古霉素)的相对丰度，并对细菌16S rRNA基因测序。

结果

一、不同地理位置检测到的空气中ARGS和MGE基因的空间差异

在19个城市中，β-内酰胺类(0.03-5.6)和喹诺酮类(0.02-0.05)耐药性基因是最丰富的两种类型，其次是大环内酯类，四环素，磺胺，氨基糖苷和万古霉素。图2说明不同抗生素类型的抗生素使用模式是造成空气传播ARG类型相对丰度分布变化的原因。图3说明空气中的PM2.5携带着来自不同环境的ARG，并通过大气运动进一步扩散到其他地方。

图2.(A)7个抗生素类型的ARG相对丰度剖面和(B)19个不同世界城市检测到的机载ARG亚型数目；(C)空气传播ARG与抗生素消费量的相关性。

图3（a）7种抗生素（喹诺酮，β-内酰胺，大环内酯类，磺胺类，四环素类，氨基糖苷类和万古霉素类）的ARG亚型的分组条形图; （b）在19个城市中检测到移动遗传元件（MGE）基因

二、细菌属与ARG共存-与地理位置无关

图4空气中ARG亚型的共现网络：（a）ARG之间和（b）ARG与50个细菌属之间的关联

三、检测到在过去的十年中PM2.5携带的ARG和MGE的时间变化

研究表明，在过去十年中，由于人类活动的影响，城市环境PM2.5携带的ARG的数量增加。而ARG可以在人和细菌之间传播，从而增加人类或环境对细菌抗性的敏感性。

图5（a）6种类型的ARG及其总亚型的丰度概况，（b）6种类型中检测到的ARG亚型的分组条形图，以及（c）PM2.5中检测到的移动遗传元件（MGE）基因。 在2004年，2009年和2014年的不同季节收集了5个样本。

四、过去十年PM2.5携带细菌群落的时间变化：抗生素耐药性（AMR）的潜在影响。

抗生素的使用可以通过促进抗生素抗性基因和细菌的丰富来消除或减少某些细菌，从而抑制其他竞争细菌的生长。

图6.在夏季和冬季收集的PM2.5样品中携带的细菌群落组成的分布条形图（b）NMDS分析了2004年，2009年和2014年各个夏季和冬季PM2.5携带的细菌属在10年的时间跨度内的相对丰度

结果总结

这项工作突出了空气中ARG传播的威胁，以及有必要重新定义我们目前的空气质量标准。

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