需要采取公共卫生应对措施,因为环境储存库会促进耐药感染

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一项新的研究称,环境中的抗菌药物耐药性正在将河流、土壤甚至空气变成“超级细菌”的隐藏运输路线,呼吁为人类、动物和环境健康采取紧急、协调的行动。作者认为,保护人们免受耐药性感染现在同样严重依赖废水处理设施……

需要采取公共卫生应对措施,因为环境储存库会促进耐药感染

一项新的研究称,环境中的抗菌药物耐药性正在将河流、土壤甚至空气变成“超级细菌”的隐藏运输路线,呼吁为人类、动物和环境健康采取紧急、协调的行动。作者认为,保护人们免受耐药性感染现在既依赖于医院,也依赖于污水处理厂和农场。

日益严重的生态“超级细菌”危机

当细菌和其他微生物能够在曾经杀死它们的药物中存活下来时,抗生素耐药性 (AMR) 就会出现,从而导致常见感染的治疗变得困难或不可能。世界卫生组织已将抗菌素耐药性列为本世纪最严重的全球健康威胁之一。一些估计警告说,如果措施失败,将导致数千万人死亡和巨大的经济损失。

这项新研究表明,环境不仅仅是一个被动的背景。河流、湖泊、土壤、海洋甚至空气都可以携带耐药基因和耐药细菌,在野生动物、牲畜和人类之间传播,有助于创建真正的全球抗菌素耐药性网络。​

重要的泉水和隐藏的水库

该审查强调了阻力正在形成和蔓延的几个主要环境“热点”。

  • 医院和城市污水处理厂充当中央混合中心,收集来自家庭和诊所的抗生素残留物、耐药病原体和移动遗传元素。常规处理往往无法完全去除这些污染物,致使抗性基因残留在废水和污水污泥中。​

  • 畜牧场和水产养殖系统使用大量抗生素,并在动物肠道微生物和粪便中积累抗性基因,然后渗入土壤、农作物和周围水域。

  • 药品生产设施可能会释放出极高水平的抗生素和耐药基因,从而增加了危险的耐药性特征进一步传播的风险。

在这些位点上,耐药基因可以搭上质粒等移动遗传元件的便车,使细菌更容易“交换”耐药性状并产生多重耐药菌株。

为什么传统监控不够

大多数抗菌药物耐药性监测仍然侧重于临床样本,但作者认为,环境监测方面还需要迎头赶上。经典的基于培养的测试仍然很重要,因为它们可以测量细菌是否确实能在抗生素中存活,并为进一步研究提供活的分离株。然而,许多环境细菌无法轻易在实验室中培养,这些方法可能会错过大多数现有的耐药性。​

更新的工具正在迅速改变现状:

  • 流式细胞术和拉曼光谱等表型方法可以在数小时内追踪复杂样品中的耐药细胞和基因转移,而无需培养。

  • 高通量定量 PCR、基于 CRISPR 的检测和宏基因组测序等基因型方法可以同时检测数百个耐药基因并识别哪些细菌携带这些基因。

  • 使用长读长测序,研究人员现在可以重建整个移动遗传元件,并准确了解抗性基因如何组织并在宿主之间移动。

消息很明确。没有任何一种方法可以捕捉环境复原力的整个历史。我们需要的是综合监测,将细菌的功能、它们携带的基因以及它们的传播地点联系起来。”​

张慧琳,主要作者

一种健康和更智能的损害控制

该审查融入了“同一个健康”概念,强调人类、动物和环境健康密切相关。作者建议从两个方面解决抗菌素耐药性:源头控制,以减少进入环境的抗生素、耐药细菌和耐药基因的数量,以及过程控制,以沿着废水处理等关键途径拦截它们。​

源头控制措施包括在医药和农业中更严格地使用抗生素、加强中低收入地区的监管以及制药行业的清洁生产。作者还强调了新的“绿色”解决方案,例如改进抗生素的生物降解、开发更多可生物降解的药物以及肽和噬菌体等替代抗菌药物。

在工艺方面,改进废水处理和废物管理至关重要。传统消毒可以减少许多耐药细菌,但可能导致耐药基因保持完整,特别是在固体废物流中。超高温堆肥、高级氧化、膜处理、纳米材料、基于噬菌体的治疗、基因工程 DNA 捕获细菌和基于 CRISPR 的工具等更先进的方法很有前景,但需要进一步研究、安全评估和降低成本。

专注于最危险的阻力

作者认为,监测和政策应该优先考虑实际上增加健康风险的特征,而不是简单地计算存在多少抗性基因。三个突出:​

  • 移动性:基因在细菌和环境之间移动的容易程度如何?

  • 宿主致病性:细菌宿主是否能够引起人类或动物疾病。​

  • 多重耐药性:基因及其宿主是否对几种重要的抗生素具有耐药性,从而限制了治疗选择。​

“环境抗生素耐药性不仅仅是我们能找到多少耐药基因,”通讯作者冯菊说。 “最重要的是哪些基因是可移动的,哪些病原体携带它们,以及它们在真实生态系统中如何进化。这是监测需要关注的地方,也是遏制将产生最大影响的地方。”​

作者呼吁制定全球标准化协议,使不同国家和不同时间段的环境抗菌素耐药性数据具有可比性。他们警告说,如果没有这样的标准,世界将很难及早识别新出现的威胁,并制定有效的“同一个健康”措施来保护人类和地球。


资料来源:

Journal reference:

张慧,(2025)。环境抗菌药物耐药性:“同一个健康”下的主要储存库、监测和缓解。 生物污染物。 doi:10.48130/biocontam-0025-0023。  https://www.maxapress.com/article/doi/10.48130/biocontam-0025-0023