细菌碰到抗菌素并公布收缩那一个药品有效性的抗性基因,而那几个生物基因将会促成其产生超强的抗菌素耐药性

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已经发现废水处理产物含有痕量的抗生素抗性DNA。这些产品经常被重新引入环境和供水,可能导致抗生素耐药性的传播。因此,南加州大学维特比工程学院的研究人员一直在研究废水处理过程中这些潜在有害和危险基因的发展。他们在环境科学与技术杂志上发表的研究结果表明,即使是单一类型抗生素的低浓度也会导致对多类抗生素的抵抗。

抗生素的耐药性问题,已越来越成为困扰世界各国的一个难题。近日,南加州大学工程学院的研究人员在研究废水处理过程中的潜在有害物质时发现:从城市污水处理厂排放到湖泊和河流中的水含有高浓度的生物基因,而这些生物基因将会导致其产生超强的抗生素耐药性。

我们很快就会到达一个被称为后抗生素世界的恐怖地方,在那里我们再也无法抵抗抗生素感染,因为微生物已经适应了这些抗生素的弹性,民间助理教授亚当史密斯说。南加州大学的环境工程和该研究的首席研究员。不幸的是,工程水处理系统最终成为抗生素抗性的热点。

众所周知,污水处理的目的就是要试图杀掉细菌,同时,清除掉污水中大量的细菌基因,但是研究人员也很惊讶这些经过处理后的细菌基因会产生出超级耐药性,然后,这些抗性基因可以通过一个称为水平基因转移的过程从母子细胞传递到子代细胞遗传下去。

我们消耗的大多数抗生素在我们体内代谢。然而,少量通过我们的废物,然后运往废水处理厂。在这些工厂中,废水处理的常用方法之一是使用膜生物反应器,其使用过滤系统和微观细菌消耗废物的生物过程。

这项研究的首席研究员亚当斯密表示,我们正迅速地进入“后抗生素时代”,就是我们再也无法对抗抗生素感染,因为微生物已经具备抗御这些抗生素的能力。

在消耗有机废物的同时,细菌遇到抗生素并表达降低这些药物有效性的抗性基因。然后可以通过称为水平基因转移的过程将这些抗性基因从母细胞传递到子细胞和邻近细胞之间。

他们的研究证明即使是那些具有高科技处理水平的污水处理厂也可能是抗药性细菌基因的主要来源,所以对于污水处理厂千万不能掉以轻心。

随着细菌的繁殖,繁殖和生长,过剩的细菌被称为生物质。典型的废水处理厂每天生产大量的生物质。处理后,将其弃置于垃圾填埋场或用作农业和牲畜饲料作物的肥料。

关于抗生素耐药性

在一个更加可怕的情况下,少量的抗生素抗性细菌和自由浮动的DNA使其通过过滤膜并从处理厂的另一侧流出所谓的流出物或离开设施的水流。在洛杉矶,其中一些将被倾倒入洛杉矶河和太平洋,而其余部分将被回收用于灌溉,洗车,消防或补充供应的地下水,这是一种常见的饮用水源。

抗生素类药物曾是人类对抗诸多疾病的一个“秘密武器”,19世纪末20世纪初,由于一系列抗生素的发现,人类寿命得以大大提高。但发明还不到一百年,由于细菌对抗生素耐药性的不断增强,抗生素也逐渐走下了“神坛”,甚至成为未来医疗卫生领域的一个重大挑战。

该团队还包括该研究的第一作者和南加州大学博士生Ali
Zarei-Baygi,南加州大学博士后学者Moustapha Harb,南加州大学博士生Philip
Wang和莱斯大学助理教授Lauren
Stadler认为通过改变处理过程可以减少在处理厂中形成的抗生素抗性生物的量。例如,通过使用无氧或厌氧过程而不是需氧过程,并通过使用膜过滤。

抗生素的效力正在普遍下降,其原因是对抗生素具有耐药性的细菌正在迅速扩散,具耐药能力的细菌未被某种抗生素杀死,之后便不再受制约,甚至将其耐药性传给其他种类细菌。欧洲联盟驻华代表团公使衔参赞华杰鸿表示,由于对抗生素产生了耐药性,一些常见的病原体正在变成所谓的“超级细菌”。

因此,对于他们的研究,他们使用小规模的厌氧膜生物反应器,并将生物质和流出物中产生的抗生素抗性谱相互比较,并将它们引入系统的不同浓度和类型的抗生素进行比较。

他们发现了两个关键的发现:生物质和污水的阻力是不同的,因此不能用来预测另一个;他们在添加的抗生素和抗性基因之间发现的相关性并不总是明确的。事实上,他们的结果表明多重耐药性,其中细菌具有允许对多类抗生素产生抗性的基因。

史密斯说:多药耐药似乎确实是最令人担忧的影响。无论流入的抗生素如何,无论是一种还是非常低浓度的抗生素,都可能会出现大量的多药耐药性。

他们认为这是由于存在称为质粒的基因元件。一种质粒可携带几种不同类型抗生素的抗性基因,导致一种抗生素与另一种抗生素的抗性基因之间呈正相关。这不仅使事情进一步复杂化,而且非常危险。由于其极小的尺寸

  • 比细菌小1000倍 –
    自由漂浮的质粒可以很容易地通过处理过程中的过滤系统并在出水中离开植物。

该团队现在正在密切关注污水的组成,并计划通过与美国农业部的合作,将他们学到的知识运用到其他废物流中,例如动物粪便。

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