海洋環(huán)境中細(xì)菌耐藥性研究進(jìn)展

趙小慧 蘇潔 樊景鳳,4 馬悅欣

(1 大連海洋大學(xué)，水產(chǎn)與生命學(xué)院，大連 116023；2 國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，大連 116023；3 國(guó)家海洋局近岸海域生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，大連 116023；4 國(guó)家海洋局第四海洋研究所，北海 536000)

目前致病菌耐藥性的增加和擴(kuò)散已經(jīng)成為全球公共安全問(wèn)題。近年來(lái)，由于抗生素的濫用加速了細(xì)菌耐藥性在自然環(huán)境中的傳播擴(kuò)散。這些耐藥微生物可通過(guò)直接或者間接接觸(如食物鏈)等途徑進(jìn)入人體，進(jìn)而危及公共健康。根據(jù)歐洲疾病預(yù)防與控制中心以及歐洲藥監(jiān)局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，每年大約有25000歐洲人(5.1/100000居民)死于耐藥性細(xì)菌感染[1]。美國(guó)疾病預(yù)防與控制中心2013年統(tǒng)計(jì)報(bào)道，美國(guó)每年至少有兩百萬(wàn)人感染各種耐藥性細(xì)菌，其中耐藥性細(xì)菌感染直接導(dǎo)致的死亡人數(shù)超過(guò)23000人[2]。為積極應(yīng)對(duì)細(xì)菌耐藥帶來(lái)的挑戰(zhàn)，維護(hù)人民群眾身體健康，2016年國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委等14個(gè)部門(mén)聯(lián)合制定了《遏制細(xì)菌耐藥國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃(2016—2020年)》[3]。

海洋占地球總面積的70.8%，是一個(gè)具有多層次耦合的自然系統(tǒng)。與大陸環(huán)境相比海洋環(huán)境有著明顯的特點(diǎn)。首先海洋中存在著水-汽-冰三態(tài)轉(zhuǎn)化的復(fù)雜過(guò)程，其次海水在包括波浪、潮汐和海流等水文動(dòng)力下不停運(yùn)動(dòng)著。而這些特點(diǎn)都會(huì)直接或間接影響海洋環(huán)境中的微生物生境進(jìn)而影響細(xì)菌耐藥性的傳播擴(kuò)散。研究表明海洋環(huán)境已成為攜帶抗生素抗性基因(ARGs)的微生物傳播擴(kuò)散的重要媒介之一[4-6]。本文系統(tǒng)闡述了海洋環(huán)境中細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生原因、流行現(xiàn)狀及傳播途徑，并提出了今后的研究重點(diǎn)。

1 海洋環(huán)境中細(xì)菌耐藥性產(chǎn)生原因

抗生素在海洋環(huán)境中可能發(fā)生水解、光解和生物降解等一系列降解反應(yīng)[7]。然而不同抗生素在海水環(huán)境中殘留時(shí)間長(zhǎng)短不一，部分抗生素進(jìn)入水體后降解緩慢(如土霉素，即使在低濃度下也能存在很長(zhǎng)時(shí)間[8])，在水體中能較長(zhǎng)時(shí)間地維持一定濃度，細(xì)菌在藥物選擇壓力下就產(chǎn)生了耐藥性[9]。因此海洋環(huán)境就成為細(xì)菌耐藥性傳播擴(kuò)散的理想場(chǎng)所。除了天然存在于原始環(huán)境的細(xì)菌耐藥性和抗生素抗性基因[10]，海洋環(huán)境中有3種可能的途徑會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌耐藥性發(fā)生：第一種途徑是陸源耐藥性細(xì)菌隨著河流徑流入海；第二種途徑是人類(lèi)活動(dòng)使用的抗生素隨地表徑流入海，海洋細(xì)菌在其長(zhǎng)期選擇壓力下產(chǎn)生抗性；第三種是對(duì)海洋土著生物分泌的活性代謝產(chǎn)物產(chǎn)生的抗性。

抗生素污染源可直接或間接進(jìn)入海洋環(huán)境，海洋環(huán)境中的抗生素來(lái)源主要有3種：一種是工業(yè)、城市生活廢水中的殘留抗生素直接流入海水水體或經(jīng)地下水間接污染海水水域。城市的污水處理系統(tǒng)并不能完全去除廢水中的殘留抗生素，某些抗生素在污水處理過(guò)程中無(wú)法被有效地去除，去除效率一般為60%～90%[11]；第二種是來(lái)源于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)抗生素藥物的濫用。抗生素被大量用于水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物疾病的預(yù)防和治療，或以飼料添加劑的形式用來(lái)改善飼料轉(zhuǎn)化率促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)。有研究證明由于大部分的抗生素很難被動(dòng)物吸收利用，因此大約有30%～75%的抗生素以母體化合物形式隨糞便和尿液排出體外[12]，這些抗生素返回到環(huán)境中，對(duì)公眾健康構(gòu)成潛在威脅[13-14]。因此直接加到水體用于治療或預(yù)防病害的、未被水產(chǎn)養(yǎng)殖生物吸收的和隨糞便排泄的抗生素可能聚積于水體及底泥沉積物中造成污染[15]； 另一種是來(lái)源于臨床醫(yī)療機(jī)構(gòu)的廢水排放?？股刈鳛橹委熡盟幵谂R床上得到廣泛應(yīng)用且使用量巨大?？股厥褂煤螅俨糠纸?jīng)過(guò)機(jī)體新陳代謝而被吸收或代謝，但大部分以原形或活性代謝物形式隨糞便、尿液排出體外[16]，最終通過(guò)生活污水、醫(yī)院廢水、藥企廢水及廢棄物等途徑進(jìn)入環(huán)境[17]。例如，Szekeres等[18]發(fā)現(xiàn)與磺酰胺類(lèi)抗生素有關(guān)的磺胺I類(lèi)抗生素抗性基因(sul1)和磺胺II類(lèi)抗生素抗性基因(sul2)存在于羅馬尼亞研究場(chǎng)所的醫(yī)院廢水中。

2 海洋環(huán)境中細(xì)菌耐藥性流行現(xiàn)狀

近年來(lái)，細(xì)菌耐藥性研究重點(diǎn)逐漸由土壤、養(yǎng)殖場(chǎng)、臨床環(huán)境和污水處理系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移到河口及海洋環(huán)境中。目前大部分海洋環(huán)境中細(xì)菌耐藥性的研究集中在可培養(yǎng)細(xì)菌的耐藥性分布狀況、抗生素抗性基因及其豐度檢測(cè)方面。蔣魁等[19]對(duì)來(lái)自于2012—2014年南海海水養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)中分離到的病原菌哈維弧菌進(jìn)行細(xì)菌耐藥性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在廣東、海南和廣西地區(qū)養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)中所分離到的哈維弧菌耐藥譜具有復(fù)雜多樣性特征，隨著時(shí)間年份的遞增，哈維弧菌耐藥譜種類(lèi)也發(fā)生著變化，耐藥譜不斷擴(kuò)大延伸。海灘娛樂(lè)水域耐藥性問(wèn)題也是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，如?？诩偃蘸┰?chǎng)、三亞大東海浴場(chǎng)中分離到的革蘭陰性菌耐藥性檢出較為普遍，耐藥菌的構(gòu)成比達(dá)到了45.0%[20]。王玥等[21]對(duì)大連星海浴場(chǎng)近岸海水中分離得到的41株大腸埃希菌進(jìn)行藥敏試驗(yàn)，結(jié)果顯示大腸埃希菌的多重耐藥率達(dá)到34%，表明大連星海浴場(chǎng)海水中大腸埃希菌多重耐藥狀況嚴(yán)重。馬來(lái)西亞馬塘紅樹(shù)林河口中分離到的耐藥性大腸埃希菌對(duì)氨基糖苷類(lèi)和β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素的耐藥率達(dá)到83%和37%[22]。此外，研究發(fā)現(xiàn)馬來(lái)西亞半島近岸海洋環(huán)境中耐藥細(xì)菌的流行率很高[23]。如分離自馬來(lái)西亞北部半島近岸海水和沉積物樣品中的氣單胞菌和弧菌均表現(xiàn)出對(duì)至少5種抗生素的耐藥性[24]。馬來(lái)西亞近岸海水中分離得到的耐藥性弧菌的多重耐藥率為68%[25-27]。不僅河口和近岸海洋環(huán)境中的細(xì)菌耐藥性流行率很高，馬來(lái)西亞海產(chǎn)品中分離得到的弧菌對(duì)各種抗生素也均具有耐藥性[23]。在可供游客參觀游覽且被列為自然保護(hù)區(qū)的無(wú)人居住島嶼Berlenga的近岸海水中也已分離到多重耐藥性大腸埃希菌且多重耐藥率達(dá)到39%[28]。

海洋環(huán)境中分布著多種抗生素抗性基因，如Hatosy等[29]研究發(fā)現(xiàn)44%的海洋優(yōu)勢(shì)微生物類(lèi)群(例如Pelagibacter、原綠球藻和弧菌等)中均發(fā)現(xiàn)了抗生素抗性基因的存在。Zhu等[30]在中國(guó)沿海4000多公里的18個(gè)河口沉積物中分析了ARGs，檢測(cè)到超過(guò)200個(gè)不同的抗性基因。在高豐度和多樣性豐富的抗生素抗性基因中，磺胺類(lèi)和四環(huán)素類(lèi)兩類(lèi)抗生素抗性基因檢出率較高。鄒世春等[31]發(fā)現(xiàn)北江河水域中sul1和sul2基因含量水平顯著較高，污染較嚴(yán)重。渤海灣海水和沉積物中sul1和sul2檢測(cè)率為100%且豐度范圍為10-5～10-2/16S基因拷貝[32]。Gao等[33]在河口、附近的沿海和海洋流域中檢測(cè)到所有類(lèi)型的ARGs中，sul-ARGs和tet-ARGs具有最高的檢測(cè)頻率，并且平均檢測(cè)率分別達(dá)到100%和87.9%。

海洋環(huán)境中可培養(yǎng)菌株耐藥性研究結(jié)果表明，海洋環(huán)境尤其是受人類(lèi)活動(dòng)影響較大的海域中細(xì)菌的耐藥率和耐藥程度嚴(yán)重，耐藥譜種類(lèi)繁多。其中海水養(yǎng)殖致病菌、海洋環(huán)境中分布廣泛的革蘭陰性菌、環(huán)境糞便污染指示菌大腸埃希菌等是主要的研究對(duì)象；海水養(yǎng)殖環(huán)境、海水浴場(chǎng)、近岸海洋環(huán)境是主要的研究水域?？股乜剐曰蛟诤涌?、近岸海水及海洋環(huán)境中被大量檢出，具有種類(lèi)豐富、分布普遍等特點(diǎn)。在眾多的抗生素抗性基因中磺胺類(lèi)及四環(huán)素類(lèi)抗生素的研究較多。海洋環(huán)境中細(xì)菌耐藥性問(wèn)題日趨嚴(yán)重，為更有效避免耐藥性在海洋環(huán)境中的廣泛傳播擴(kuò)散，保護(hù)公眾健康，開(kāi)展細(xì)菌耐藥性相關(guān)研究是刻不容緩的。

3 海洋環(huán)境中細(xì)菌耐藥性傳播擴(kuò)散途徑

海洋環(huán)境已逐步成為耐藥性細(xì)菌和抗生素抗性基因的重要“儲(chǔ)存庫(kù)”[34-35]，細(xì)菌耐藥性可通過(guò)增殖動(dòng)力學(xué)垂直傳遞給微生物后代，也可通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移(horizontal gene transfer,HGT)在細(xì)菌中傳播，最終導(dǎo)致環(huán)境細(xì)菌成為各種抗生素抗性基因的天然儲(chǔ)存庫(kù)[36]。

耐藥決定因子通常位于染色體和可移動(dòng)遺傳元件(如質(zhì)粒、游離DNA、轉(zhuǎn)座子、整合子等)上，這些可移動(dòng)遺傳因子可以在不同分類(lèi)和生態(tài)類(lèi)群的細(xì)菌間發(fā)生轉(zhuǎn)移[37]。研究發(fā)現(xiàn)水平基因轉(zhuǎn)移是耐藥性傳播的主要原因[38]。

因此，本文著重討論海洋環(huán)境中細(xì)菌耐藥性的水平基因轉(zhuǎn)移機(jī)制。越來(lái)越多的研究表明，細(xì)菌耐藥性可在可移動(dòng)遺傳元件的作用下，通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移對(duì)環(huán)境中的共生菌和病原菌之間傳播擴(kuò)散。水平基因轉(zhuǎn)移包括3種機(jī)制：接合、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)。接合相比轉(zhuǎn)化提供了更有效的進(jìn)入宿主細(xì)胞的方式；接合相比噬菌體轉(zhuǎn)導(dǎo)能夠提供一個(gè)更廣泛的宿主范圍。因此認(rèn)為接合對(duì)ARGs的傳播影響最大，但最近研究表明轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)對(duì)ARGs播散也起到不可忽視的作用。

3.1 接合

接合(conjugation)又稱(chēng)接合作用，是供體細(xì)胞通過(guò)性菌毛與受體細(xì)胞互相溝通，將遺傳物質(zhì)(主要是質(zhì)粒DNA)從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌，通過(guò)供體菌和受體菌完整細(xì)胞間的直接接觸而傳遞大段DNA的遺傳重組現(xiàn)象[39]。接合現(xiàn)象既可以發(fā)生在同種細(xì)菌中，也可以發(fā)生在同屬不同種間的細(xì)菌中，傳遞的可以是不同種類(lèi)抗生素的耐藥性。這種方式主要出現(xiàn)在革蘭陰性細(xì)菌中。趙莎等[40]研究大連付家莊海水浴場(chǎng)中大腸埃希菌耐藥性時(shí)發(fā)現(xiàn)抗生素抗性基因可通過(guò)質(zhì)粒接合方式在同種屬環(huán)境菌株中進(jìn)行傳遞。說(shuō)明海洋環(huán)境中抗生素耐藥性可通過(guò)質(zhì)粒接合方式進(jìn)行傳播擴(kuò)散。

3.2 轉(zhuǎn)化

轉(zhuǎn)化(transformation)是受體細(xì)菌通過(guò)直接吸收來(lái)自供體細(xì)菌或環(huán)境中含有特定基因的游離DNA片段，并在受體菌內(nèi)整合表達(dá)，從而獲得相應(yīng)的遺傳現(xiàn)狀，使其獲得抗性的過(guò)程。Vries等[41]研究表明,至少有87種細(xì)菌可以通過(guò)自然轉(zhuǎn)化吸收胞外游離的DNA并發(fā)生水平轉(zhuǎn)移，包括假單胞菌和不動(dòng)桿菌等菌屬。土壤細(xì)菌間耐藥質(zhì)?？赏ㄟ^(guò)接合或轉(zhuǎn)化的方式傳遞ARGs[42]。但游離的DNA在大洋海域中的濃度很低(0.6～88μg/L)[43-44]，而在游離DNA濃度過(guò)低的情況下發(fā)生高頻率轉(zhuǎn)化的概率較小。海洋環(huán)境中細(xì)菌耐藥性通過(guò)轉(zhuǎn)化方式水平基因轉(zhuǎn)移的機(jī)制還有待進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)。

3.3 轉(zhuǎn)導(dǎo)

轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)是指噬菌體通過(guò)侵染宿主細(xì)胞，組裝子代噬菌體時(shí)錯(cuò)誤地將菌體內(nèi)的外源基因片段(抗生素抗性基因)帶入宿主細(xì)胞，整合到宿主細(xì)胞遺傳物質(zhì)上并得以表達(dá)，從而使宿主細(xì)胞表現(xiàn)出抗性的基因轉(zhuǎn)移機(jī)制[45]。噬菌體對(duì)于細(xì)菌微生物在任何環(huán)境中的塑造起著重要的作用。噬菌體可通過(guò)局限性或普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)有利于微生物宿主的基因，進(jìn)而促進(jìn)自身的生存和傳播。轉(zhuǎn)導(dǎo)作用主要發(fā)生在同種細(xì)菌中，且傳遞的是同一種抗生素的耐藥性，這是因?yàn)槭删w有特異性，并且所傳遞的DNA量很小?？赊D(zhuǎn)移的DNA序列包括染色體DNA和MGEs，如質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子及基因組島[46]。研究發(fā)現(xiàn)，海洋環(huán)境介質(zhì)中，海洋噬菌體的種類(lèi)多、濃度高，以噬菌體為媒介，以轉(zhuǎn)導(dǎo)為手段的遺傳物質(zhì)傳遞的頻率也會(huì)較高[47]。海洋中還有數(shù)量眾多的浮游病毒，而且在大量海洋細(xì)菌的基因組中也發(fā)現(xiàn)有前噬菌體(prophage)基因的存在[46]。噬菌體在水生細(xì)菌耐藥性的傳播擴(kuò)散方面起到重要作用。Jiang等[46]證明了海洋噬菌體宿主分離物能夠在細(xì)菌宿主中轉(zhuǎn)移抗生素抗性質(zhì)粒，因此轉(zhuǎn)導(dǎo)可能是海洋環(huán)境中普遍發(fā)生的水平基因轉(zhuǎn)移方式。

3.4 基因轉(zhuǎn)移因子

一般認(rèn)為只有以上3種機(jī)制介導(dǎo)了水平基因轉(zhuǎn)移，但是近年來(lái)，研究者們?cè)诠夂妥仙橇蚣?xì)菌(Rhodobacter capsulatus)中發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)新的水平基因轉(zhuǎn)移機(jī)制。這是一種不是由典型噬菌體所介導(dǎo)的，但是與病毒介導(dǎo)的普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)相似的轉(zhuǎn)移機(jī)制[48]。研究者將這種介導(dǎo)水平基因轉(zhuǎn)移的物質(zhì)稱(chēng)為基因轉(zhuǎn)移因子(gene transfer agent,GTA)，并認(rèn)為GTA有可能是海洋生態(tài)環(huán)境中介導(dǎo)水平基因轉(zhuǎn)移的主要機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，64個(gè)含有原病毒的海洋細(xì)菌基因組中至少1/3的前噬菌體基因是編碼GTA的基因[49]。Bires等[50]也驗(yàn)證了海洋中優(yōu)勢(shì)菌群(α-proteobacteria和poseobacter)的代表菌株DSS-3可以借助GTA發(fā)生水平基因轉(zhuǎn)移，而且通過(guò)GTA的水平基因轉(zhuǎn)移并不需要細(xì)胞之間的接觸。

4 海洋環(huán)境中細(xì)菌耐藥性傳播擴(kuò)散的影響因素

近年來(lái)，許多研究人員更加注重耐藥性的傳播擴(kuò)散過(guò)程和耐藥機(jī)制。結(jié)果表明，基因突變并不能全面解釋耐藥性的快速大量傳播。在自然環(huán)境中，垂直傳播和水平基因轉(zhuǎn)移在耐藥性的傳播過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。耐藥性傳播過(guò)程是受到復(fù)雜的環(huán)境因素和多種理化因素綜合影響驅(qū)動(dòng)的。因此，全面了解海洋環(huán)境中耐藥性傳播的影響因素將有助于闡明細(xì)菌耐藥性變化的趨勢(shì)，有助于改善人類(lèi)健康和生態(tài)安全。

4.1 外部影響因素

4.1.1 外源抗生素

外源抗生素是影響海洋環(huán)境中耐藥性傳播擴(kuò)散的重要影響因素之一。而外源抗生素與人為活動(dòng)是密不可分的。鄒世春等[31]對(duì)北江各采樣點(diǎn)所獲得的磺胺類(lèi)抗性基因污染水平與3種磺胺類(lèi)抗生素總濃度的定量分析結(jié)果進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，二者具有一定的相關(guān)性，這表明外源性抗生素對(duì)河流的污染是誘導(dǎo)抗性基因的重要因素。馬來(lái)西亞馬塘河口耐藥性大腸埃希菌的相關(guān)研究結(jié)果表明人為活動(dòng)導(dǎo)致的抗生素排放加劇可能是大腸埃希菌多重耐藥性產(chǎn)生的主要因素[22]。用于娛樂(lè)活動(dòng)，灌溉和其他目的的河流也已成為耐藥性傳播的重要媒介[51-53]。Niu等[32]研究發(fā)現(xiàn)渤海灣水體及沉積物中抗生素與相應(yīng)的抗生素抗性基因具有相關(guān)性，表明抗生素在抗生素抗性基因的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)移中起重要作用。

4.1.2 降雨

現(xiàn)有研究表明降雨也會(huì)影響海洋環(huán)境中抗生素抗性基因的豐度。暴風(fēng)雨可以通過(guò)攪動(dòng)、混合等方式將沉積物中的耐藥細(xì)菌和抗生素抗性基因釋放到海水中。最近一項(xiàng)研究報(bào)道，美國(guó)弗吉尼亞州Stroubles Creek流域豐水期樣品中sul1、sul2、tetW和ermF抗生素抗性基因明顯高于枯水期樣品中的濃度[54]。Ahmed等[55]在美國(guó)佛羅里達(dá)州Tampa灣的豐水期和枯水期間，通過(guò)對(duì)幾個(gè)雨水排放口中的抗生素抗性基因濃度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明在豐水期樣品中，整合子基因Intl2和Intl3的檢測(cè)率增加了42%。且在檢測(cè)到的抗生素抗性基因中，與枯水期相比，在豐水期期間收集的樣品中部分抗生素抗性基因的相對(duì)豐度(以ARGs GC/16S rRNA GC計(jì)算)顯著升高，表明降雨可能通過(guò)影響外源抗生素濃度和整合子濃度從而間接影響耐藥性的傳播擴(kuò)散。

4.1.3 環(huán)境理化因子

抗生素隨河流徑流入海后，濃度會(huì)被稀釋減少。當(dāng)抗生素濃度較低時(shí)，細(xì)菌耐藥性與外源抗生素之間的關(guān)系變?nèi)酢Ｆ渌蛩乜赡芴娲股氐淖饔糜绊懥思?xì)菌耐藥性的傳播和抗生素抗性基因的轉(zhuǎn)移[33]。

重金屬可能是抵消降低河口和海洋環(huán)境中垂直傳播效果的主要因素之一。當(dāng)抗生素選擇壓力較弱時(shí)，它們也可能在抗生素抗性基因的傳播擴(kuò)散中發(fā)揮重要作用。Lu等[56]對(duì)兩個(gè)河口的sul-ARGs濃度變化結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析表明，幾種重金屬與sul-ARGs呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，且Pearson的相關(guān)系數(shù)要高于抗生素殘留和sul-ARGs之間的相關(guān)系數(shù)。這表明，在河口和海洋環(huán)境中重金屬可能直接和間接地促成抗生素抗性基因的擴(kuò)散，影響抗生素抗性基因的分布和傳播。

除了重金屬，其他環(huán)境因子也會(huì)影響耐藥性的傳播擴(kuò)散。Yang等[57]研究表明酸性(pH=4)水環(huán)境不僅影響抗生素抗性細(xì)菌(ARB)的群落組成，還可能影響整合子介導(dǎo)的水平基因轉(zhuǎn)移，進(jìn)而影響流域中抗生素抗性基因的相對(duì)豐度。郭業(yè)彬等[58]研究長(zhǎng)江水系中產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(extended-spectrum β-lactamases,ESBL)大腸埃希菌(Escherichia coli)耐藥基因轉(zhuǎn)移的影響規(guī)律時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度和pH值對(duì)產(chǎn)ESBL大腸埃希菌耐藥基因水平轉(zhuǎn)移影響明顯。Lu等[56]研究發(fā)現(xiàn)，隨著鹽度的增加，sul-ARGs豐度的顯著降低。

4.2 內(nèi)部影響因素

此外，還有研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境中I類(lèi)整合子也是影響抗生素抗性基因傳播擴(kuò)散的重要因素。例如，Lu等[56]研究發(fā)現(xiàn)sul-ARGs的相對(duì)豐度與int1的相對(duì)豐度呈顯著正相關(guān)。Niu等[32]對(duì)I類(lèi)整合子與抗生素抗性基因的回歸分析結(jié)果也表明，I類(lèi)整合子促進(jìn)了sul1和sul2的傳播和擴(kuò)散。另有研究顯示環(huán)境中的微生物群落結(jié)構(gòu)與細(xì)菌耐藥性也有著密切的關(guān)系[30,59]。Frost等[60]通過(guò)對(duì)體外競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)研究抗生素抗性和敏感菌株之間的相互作用發(fā)現(xiàn)細(xì)菌群落的密度和空間結(jié)構(gòu)對(duì)于β-內(nèi)酰胺抗生素耐藥性的上升可能是至關(guān)重要的，同時(shí)結(jié)果證明結(jié)構(gòu)化群落對(duì)抗生素抗性的選擇具有復(fù)雜且令人驚訝的影響。

5 研究展望

隨著陸源抗生素的遷移及人為因素影響，海洋環(huán)境逐漸成為耐藥性細(xì)菌和抗生素抗性基因的儲(chǔ)存庫(kù)。然而，目前對(duì)海洋環(huán)境中細(xì)菌耐藥性的研究仍然很有限，許多新的耐藥基因或抗性機(jī)制尚未被發(fā)現(xiàn)認(rèn)識(shí)。隨著抗生素種類(lèi)的不斷推陳出新，可能會(huì)產(chǎn)生以前未被發(fā)現(xiàn)的針對(duì)某種抗生素的耐藥基因，已知的耐藥基因也會(huì)出現(xiàn)突變從而產(chǎn)生新的耐藥基因。這些新的耐藥基因還需要進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)。此外，一些已知的耐藥機(jī)制還尚未在海洋環(huán)境中得到證實(shí)。同樣現(xiàn)在一些已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)但功能未知的耐藥基因的耐藥機(jī)制也需要進(jìn)一步研究探索。雖然已知影響細(xì)菌耐藥性傳播擴(kuò)散的因素有很多，但在注重生態(tài)環(huán)境的今天如何有效控制海洋環(huán)境中耐藥性的傳播還是個(gè)未解難題。很多研究表明海洋環(huán)境中細(xì)菌耐藥性與其中微生物的群落結(jié)構(gòu)有著顯著相關(guān)性，但還需對(duì)其關(guān)聯(lián)性進(jìn)行更深入的分析解釋。各種復(fù)雜的遷移運(yùn)輸導(dǎo)致了海洋環(huán)境中抗生素的遷移污染，也留給我們?cè)S多問(wèn)題去發(fā)現(xiàn)和解決。