环境中抗生素抗性基因的来源、分布及控制对策
乔博超1，吴 楠2，杨静慧1，冀馨宁1，王茂思1
【摘 要】摘要：近年来，抗生素的滥用导致抗生素抗性污染问题的加重，抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes, ARGs）在全球范围内的传播已成为国际关注的热点。环境中ARGs的来源分为内在抗性和外源输入两种，即自然环境原本存在的抗性基因和通过人为因素排入环境的抗性基因。目前ARGs已经在土壤、水体和空气等多种环境介质中被检测出来，其污染水平已经远远超出了人们的想象。本文结合大量文献针对ARGs的来源、分布进行综述，并提出相应的控制对策。 【期刊名称】天津农林科技 【年(卷),期】2017(000)006 【总页数】3
【关键词】抗生素抗性基因；抗性来源；抗性分布；控制对策
自1928年Alwxander发现盘尼西林能裂解葡萄球菌至今已近90年，抗生素从问世以来就被人们视为最伟大的发明之一，为人类治愈以及防治传染病做出了重大贡献，抗生素的发现因此也被视为人类科学史上的一座里程碑。不仅如此，抗生素还广泛应用于畜禽养殖业，对于促进动物的生长发育以及防治动物的疾病方面起到了举足轻重的作用。但是，由于人类日益增长的需求以及相关知识的匮乏导致了抗生素的滥用，诱导出现了大量携带有抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes, ARGs）的微生物。由于ARGs可以通过基因横向转移机制（horizontal gene transfer,HGT）在微生物之间传播，加之自然环境中的细菌种类繁多，因而大大增加了人类致病菌或条件致病菌获得抗生
素抗性的机会，同时也增加了诱导新型ARGs的可能。目前，已经发现微生物对257种抗生素具有抗性现象，国际抗生素耐药基因数据库（ARDB）已经收录了124个属933种细菌的377种类型13 293个抗性基因。Pruden等提出将ARGs作为一种新型的环境污染物，ARGs污染及其在环境中的传播风险，将是人类面临的重要的生态环境安全和人类健康的问题之一，尤其是其诱导产生的对抗菌药物具有抗性的致病菌，更是严重威胁到人类健康与生态安全。 依据现有文献资料，本文针对ARGs污染这一全世界重点关注的问题，对ARGs在环境中的来源，分布情况、以及控制对策进行综述，旨在为了解和控制环境中抗生素抗性的传播提供参考。
1 环境中抗生素抗性基因的来源
1.1 内在抗性
在自然环境中，微生物的内在抗性是ARGs的重要来源。从根本来说抗生素是由微生物或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物，因此合成这些抗生素的微生物本身需要具备抗性基因，以维持自身正常的生长活动。这种微生物自身的抗性，也称作内在抗性，是指存在于环境微生物基因组上的抗性基因的原型、准抗性基因或未表达的抗性基因。通过对人身体内和现代细菌菌群基因库的研究也表明了在自然环境中原本就存在着大量的ARGs。 1.2 外源输入
畜禽粪便施肥是ARGs进入环境的主要途径之一。由于动物对抗生素的代谢率很低，约25%～75%的抗生素未经代谢就通过排泄物进入环境中，从而诱导环境中ARGs的产生。同时动物体内抗性微生物及其携带的ARGs也会随排泄物
一起排出体外进入环境中。此外，大量抗生素和抗性微生物存在于畜禽养殖废水、医疗废水和生活污水中，如不处理或简单处理就直接排入环境中，也将极大刺激环境中ARGs的传播和增长。
2 抗生素抗性基因在不同环境中的分布
抗生素抗性基因广泛分布于各个环境介质中，不仅在水环境中（如自然水体、饮用水、畜禽养殖场的污水池、污水处理厂等）被检测出，而且广泛存在于土壤环境中的农田、粪便和底泥中等，甚至在空气中也有抗性基因的检出。 2.1 水环境中的抗生素抗性基因
水环境中存在的ARGs主要包括四环素类、大环内酯类、磺胺类和喹诺酮类等。水中抗生素抗性污染的来源主要有医用、养殖业及制药工业废水，污染分布包括河流、湖泊、污水处理厂等。窦春玲等经过试验证明我国太湖流域的污水处理厂、河流与湖泊的水体和底泥中存在四环素类抗性基因（tetA和tetC），并且当河流流经城市后抗性基因浓度显著增加。邹世春等通过采用抗生素抗性平板法调查了北江河水中四环素、红霉素及磺胺类抗生素耐药性细菌的存在，采用定性PCR及荧光定量PCR方法分别研究了磺胺类抗性基因的存在和含量水平。结果表明，所采集北江水域的9个样品中有5个对四环素有耐药性，7个对红霉素有耐药性，8个对磺胺二甲嘧啶有耐药性，7个样品中均检出磺胺类抗性基因sul1和sul2，相对丰度分别在10-2.56～10-0.25及10-3.25～10-1.24范围内。Munir等在密西根州的5家不同处理工艺的污水厂水样中均检测出tetW、tetO及sul1等抗性基因。李超等研究了污水处理系统中喹诺酮类耐药细菌和7种喹诺酮类抗性基因的污染分布，抗性基因qnrA、qnrC、qnrD、qnrS、qepA和parC在污水处理系统100%检出，优势抗性基因qnrD和
环境中抗生素抗性基因的来源、分布及控制对策
