抗生素抗性基因傳播及潛在危害

王子秦

【摘 要】抗生素的使用，為挽救生命做出了巨大的貢獻(xiàn)，是一項及其偉大的發(fā)現(xiàn)。但是隨著生活節(jié)奏的加快及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，抗生素濫用現(xiàn)狀非常嚴(yán)重，科學(xué)家將其稱作新型的環(huán)境污染，人們也越來越認(rèn)識到其嚴(yán)重的后果。相關(guān)的研究也陸續(xù)展開，關(guān)于抗生素的來源，其目前在環(huán)境中的水平含量，抗生素中抗性基因的傳播機(jī)制等，如何有效的預(yù)防抗生素抗性基因的擴(kuò)散傳播，有效的降解抗生素的抗性基因都是目前研究的重點；如何改進(jìn)污水處理流程，改進(jìn)工藝更好的降解抗性基因，以及如何有效的避免多重抗性的產(chǎn)生，多重抗性產(chǎn)生的原理依據(jù)有哪些等也是非常嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。這些都直接危害生態(tài)環(huán)境及人們的身體健康。超級細(xì)菌的出現(xiàn)更是叫人們恐慌，人們也清楚的認(rèn)識到如何不采取進(jìn)一步的措施，任由其發(fā)展的話，總有一天我們會到無藥可用的地步。本文從抗生素的基礎(chǔ)知識出發(fā)，首先介紹了抗生素的來源，抗生素抗性基因的轉(zhuǎn)移，以及如何有效的控制抗生素抗性基因的傳播擴(kuò)散。最后針對目前的現(xiàn)狀，討論將來研究的重點方向。為抗生素更好地為人類服務(wù)，減少污染提出策略。

【關(guān)鍵詞】抗生素；抗性基因；水平轉(zhuǎn)移

【中圖分類號】R787 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1005-0019（2019）06-0-01

引言

抗生素是醫(yī)學(xué)上的一項重大發(fā)現(xiàn)，起到了關(guān)鍵性的作用。其應(yīng)用廣泛，也常用于養(yǎng)殖業(yè)的飼料中，因為其可以刺激生長并且可以預(yù)防疾病，所以會在飼料中添加。但如果長期濫用的話會導(dǎo)致耐藥性細(xì)菌的出現(xiàn)，甚至?xí)霈F(xiàn)超級細(xì)菌。近年來這一現(xiàn)象引起各國的高度重視，政府及社會各界號召要遏制抗菌素耐藥性的蔓延，雖然這一舉措使得這一現(xiàn)象有所緩解，但是有關(guān)抗生素的抗性基因卻開始蔓延，影響抗生素的治療效果，危害人類的身體健康。有學(xué)者將抗生素的抗性基因稱作新型的環(huán)境污染，關(guān)于抗生素抗性基因的研究也越來越受到各科學(xué)家的關(guān)注。

1 抗生素抗性基因的來源

細(xì)菌無處不在，環(huán)境中有大量的細(xì)菌，其內(nèi)在的抗性是環(huán)境中抗性基因的主要來源，大多的天然抗生素源自于土壤微生物，所以土壤中存在一定程度的抗性基因。目前一項研究表明自然界中本來就有抗性基因，而不是由于抗生素治療過程中的使用造成的。也有研究表明，人類幾乎不活動的地方也發(fā)現(xiàn)有抗生素的抗性基因。對環(huán)境中宏基因組進(jìn)行高通量測序發(fā)現(xiàn)，環(huán)境中有許多的抗性基因和與抗性基因水平轉(zhuǎn)移的相關(guān)的基因元件。

抗性細(xì)菌通過人和動物的糞便排出體外，這是環(huán)境中抗性基因的重要來源之一，一般的在醫(yī)療垃圾中發(fā)現(xiàn)比較多，我國雖然有嚴(yán)格的醫(yī)療垃圾處理程序及方法，但是抗生素在處理過程中很難被除去，所以抗生素及有抗性的微生物很容易進(jìn)入環(huán)境里。[1]還有就是在各養(yǎng)殖廠中，本田地土壤及周圍環(huán)境中抗性基因較多，其廢水中抗性基因的豐富及種類較多，這些抗性基因可能會對人類的健康造成危害?？股厝绻褂锰?，可能會造成大量的抗性基因富集，進(jìn)而對人類的健康造成威脅。

2 抗生素抗性基因的水平轉(zhuǎn)移

通過接合，轉(zhuǎn)導(dǎo)，轉(zhuǎn)化等方式抗生素抗性基因水平轉(zhuǎn)移，從一個菌株中轉(zhuǎn)移到另一個菌株中，這樣另一方便有了抗性，這也是細(xì)菌適應(yīng)抗生素的主要分子機(jī)制之一，是長期進(jìn)化的選擇。質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子，在大多數(shù)的細(xì)菌中普遍存在，大量的研究發(fā)現(xiàn)，質(zhì)粒上攜帶抗生素抗性分子，也有的抗性基因位于染色體上。質(zhì)粒對于細(xì)菌抗性水平的轉(zhuǎn)移有著很重要的作用。整合子和轉(zhuǎn)座子也是抗性基因水平轉(zhuǎn)移的重要生物原件，發(fā)揮重要的生物學(xué)作用?？股氐拇罅渴褂脤股乜剐曰虻乃睫D(zhuǎn)移有很大的影響，抗生素本身的轉(zhuǎn)化，遷移等與受誘導(dǎo)的抗生素抗性基因的傳播有一定的相似。還有相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境里的重金屬對抗生素的抗性基因的水平轉(zhuǎn)移有相對的促進(jìn)作用，還有一種因素是大量化學(xué)試劑的使用，在對環(huán)境造成污染的同時也篩選出一定的抗性基因?；瘜W(xué)試劑中含的抗性基因有時候與抗生素的抗性基因?qū)儆谕贿z傳因子上的，這樣一來，化學(xué)試劑的使用直接影響抗生素的抗性基因的水平轉(zhuǎn)移及篩選。再者，化學(xué)試劑的使用間接影響微生物群落的結(jié)構(gòu)，這樣就影響了抗生素抗性基因的轉(zhuǎn)移及傳播。我們只有了解了抗生素抗性基因發(fā)生轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制，才有可能深入的去研究如何合理有效的控制抗生素的抗性基因。[2]

3 抗生素抗性基因的控制

抗生素的濫用已經(jīng)是目前公認(rèn)的一大不良現(xiàn)狀，其對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，對人類的健康構(gòu)成嚴(yán)重的威脅，陸續(xù)有各種新聞媒體曝光，在目前還沒有很好的防治方法之前，我們應(yīng)嚴(yán)格控制抗生素的使用，并想辦法使得抗生素的抗性基因轉(zhuǎn)移得到控制。目前考慮應(yīng)從以下幾方面遏制抗生素抗性基因的轉(zhuǎn)移。

首先，國家及相關(guān)政府出臺相應(yīng)的法律政策，規(guī)范醫(yī)療機(jī)構(gòu)，制藥廠，畜牧養(yǎng)殖業(yè)等的廢水廢物排放，減少環(huán)境中的抗生素，直接預(yù)防環(huán)境中抗生素抗性基因的轉(zhuǎn)移傳播及擴(kuò)散。減少微生物因抗生素濫用所造成的篩選壓力，廢棄物需達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)才可以排放。另外也要合理給予患者抗生素，規(guī)范范圍及使用劑量。從環(huán)境執(zhí)法出發(fā)，對遏制抗生素濫用有重要的作用。其次，從科學(xué)實驗出發(fā)，加強對抗生素降解的研究。微生物的降解可以有效的去除土壤中的抗性基因，對糞便進(jìn)行翻晾也可降解部分殘存的抗生素，目前的研究表明，生物處理法可以有效的去除部分抗生素，有的種類的抗生素需聯(lián)合其他技術(shù)處理，能起到較好的效果，因此，不斷對處理工藝改進(jìn)加強，以求更加有效的對環(huán)境中的抗生素進(jìn)行降解。最后，有研究表明環(huán)境的改變也會影響抗生素抗性基因的傳播和轉(zhuǎn)移，溫度，氧濃度，光照等都是影響的重要因素，可以通過人為改變環(huán)境中的條件，有效改善環(huán)境中抗生素抗性基因的傳播和擴(kuò)散。

4 討論與結(jié)論

抗生素目前的使用范圍很廣，濫用現(xiàn)象也很嚴(yán)重，有時候會導(dǎo)致多重抗性的產(chǎn)生，嚴(yán)重危害著環(huán)境生態(tài)及人們的健康。超級細(xì)菌的出現(xiàn)也使得疾病難以得到控制，引發(fā)恐慌。研究細(xì)菌的多重耐藥性，可以對其進(jìn)行高通量測序，現(xiàn)在高通量技術(shù)已經(jīng)非常的普遍且是生物研究的一大重要的技術(shù)，抗生素的濫用導(dǎo)致了多重耐藥性的出現(xiàn)。也有研究發(fā)現(xiàn)，抗生素之間有一定的協(xié)同作用，這也為預(yù)防疾病帶來的困難，應(yīng)該引起人們的足夠重視。[3]早抗生素濫用的高選擇壓力下，新的抗性基因有可能整合到遺傳元件上，這樣便形成連鎖傳遞，此種多重抗性也很難去功克，對生態(tài)環(huán)境及人類健康造成威脅，多種原因造成的多重抗性危害極大，應(yīng)該引起足夠的重視，一方面需要遏制抗生素的濫用，另一方面要研究如何解決這些困難。

抗生素抗性基因的轉(zhuǎn)移和傳播，以及多重抗性的出現(xiàn)，耐藥菌不斷出現(xiàn)，這一現(xiàn)狀人們稱作新型的環(huán)境污染。研究環(huán)境中抗生素抗性基因的分布特點，轉(zhuǎn)移機(jī)制，降解方式等。為解決這一新型環(huán)境污染提供理論基礎(chǔ)，一定程度上遏制抗生素抗性基因的轉(zhuǎn)移。[4]針對抗生素抗性基因的研究還有許多問題有待解決。例如，研究各個種類的抗生素的抗性基因在各環(huán)境中的分布情況，其來源，收集數(shù)據(jù)分析各領(lǐng)域的污染現(xiàn)狀。再者，微生物等的多重抗性，深入開展研究多重抗性的污染水平，多重抗性基因的種類，轉(zhuǎn)移情況現(xiàn)狀，評估風(fēng)險，為控制污染提供一定的理論基礎(chǔ)。另外，醫(yī)療機(jī)構(gòu)，制藥企業(yè)，養(yǎng)殖場等廢水是抗生素抗性基因的主要儲存場所，在此范圍內(nèi)研究抗性基因的去除是極為關(guān)鍵的，不同水的處理工藝及其他的各種改進(jìn)的組合工藝， 以及在各種工藝條件下，抗性基因的去除規(guī)律機(jī)制等問題都有待進(jìn)一步的解決研究，也是未來研究的重點方向。

參考文獻(xiàn)

蘇建強， 黃福義， 朱永官. 環(huán)境抗生素抗性基因研究進(jìn)展[J]. 生物多樣性， 2013（4）： 481-487.

楊鳳霞， 毛大慶， 羅義， 汪慶， 母全華. 環(huán)境中抗生素抗性基因的水平傳播擴(kuò)散[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2013（24）： 2993-3002.

陳樹新， 劉麗會. 鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院抗生素使用中的問題及應(yīng)對策略[J]. 世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘. 2018（76）： 239.

文漢卿， 史俊， 尋昊， 鄧慧萍. 抗生素抗性基因在水環(huán)境中的分布、傳播擴(kuò)散與去除研究進(jìn)展[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2015（26）： 625-635.