高通量分析人類糞便、皮膚和水環(huán)境中共享抗生素抗性基因的分布

周振超 鄭吉 帥馨怡 林澤俊 陳紅

（1.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院環(huán)境技術(shù)研究所，杭州 310058; 2.寧波市生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院 寧波 315012）

抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）被認(rèn)為是一種新污染物已經(jīng)在環(huán)境中被廣泛發(fā)現(xiàn)［1］。研究已經(jīng)在城市飲用水［2-4］、污水處理系統(tǒng)［5-7］和地表水［8-10］都中發(fā)現(xiàn)了豐富的ARGs，并且在人類微生物組中也發(fā)現(xiàn)了豐富的ARGs分布，例如腸道和皮膚微生物組中［11-14］。一部分ARGs可以被飲用水處理系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)等去除［3-5,7,15］，甚至在環(huán)境中自然降解［8,16］，但是存在一些ARGs難以被處理系統(tǒng)完全去除并且可以在環(huán)境中持續(xù)傳播［17-19］。在不同環(huán)境中持續(xù)被檢出的ARGs被認(rèn)為是共享ARGs（shared ARGs）［20-22］。共享ARGs在不同環(huán)境樣品中的豐度較高且能持續(xù)傳播擴(kuò)散，研究報(bào)道了在116個(gè)污水樣本中共檢測(cè)出381個(gè)不同的ARGs，其中發(fā)現(xiàn)了31個(gè)共享ARGs占檢測(cè)到的總ARGs豐度的57.7%（范圍29.4%-84.3%）［20］。已有研究也報(bào)道了河流生態(tài)系統(tǒng)中大約43.3%的ARGs在4個(gè)季節(jié)之間共享［21］，而且水環(huán)境和魚體中也存在共享ARGs［22］。ARGs可以通過(guò)細(xì)菌、可移動(dòng)遺傳元件（mobile genetic elements，MGEs）甚至游離態(tài)DNA進(jìn)行轉(zhuǎn)移和傳播［23］。已有研究發(fā)現(xiàn)ARGs（例如macA-macB和tetA-tetR）在雞、豬和人類糞便中共享［24］，環(huán)境與人體中的共享ARGs可能會(huì)存在較大的傳播和健康風(fēng)險(xiǎn)。環(huán)境和人類之間共享ARGs是否會(huì)影響臨床抗生素耐藥，共享ARGs是否僅限于特定機(jī)制的基因或適用于具有不同抗性機(jī)制的基因仍不清楚。因此，進(jìn)一步探究環(huán)境中持續(xù)傳播和共享ARGs分布和潛在宿主，可以為識(shí)別對(duì)公共健康構(gòu)成較大威脅的ARGs和微生物群提供科學(xué)依據(jù)。

城郊區(qū)域存在著豐富的生物化學(xué)物質(zhì)和元素交流及循環(huán)，也被認(rèn)為是ARGs傳播和擴(kuò)散的熱點(diǎn)區(qū)域之一［25］。團(tuán)隊(duì)前期研究報(bào)道了在城郊流域樣品中檢測(cè)到了46-154種不同的ARGs，且ARGs豐度受到季節(jié)和人為活動(dòng)等因素的影響［16］，且城郊居民糞便、皮膚和生活污水處理系統(tǒng)中的ARGs總豐度比河流樣本中的豐度高約23、2和7倍［26］。但是，對(duì)城郊自來(lái)水、生活污水處理系統(tǒng)（RDSTS）、河流以及人體糞便和皮膚中的共享ARGs的分布和傳播特征知之甚少。本研究采用高通量熒光定量PCR（highthroughput quantitative polymerase chain reaction, HT-qPCR）和16S rRNA 基因測(cè)序探究鑒定城郊區(qū)域水環(huán)境（自來(lái)水、污水和地表水）和人體（腸道和皮膚）中的共享ARGs和細(xì)菌標(biāo)志物，探究ARGs的潛在宿主。這項(xiàng)研究有助于揭示城郊區(qū)域中關(guān)鍵的共享ARGs和微生物群落，以期為控制抗生素耐藥傳播提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

所有樣本均在中國(guó)浙江省寧波市的一個(gè)城郊區(qū)域采集，連續(xù)3 d收集區(qū)域內(nèi)的自來(lái)水（3個(gè)采樣位點(diǎn)）、污水（2個(gè)采樣位點(diǎn)）和地表水（2個(gè)采樣位點(diǎn)），每個(gè)樣品重復(fù)3次。在獲得浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院倫理委員會(huì)許可后，招募區(qū)域內(nèi)10名健康成人（6男4女），采集受試者糞便和皮膚微生物樣本。所有受試者在參與前都提供了書面知情同意書。使用無(wú)菌糞便收集器收集糞便樣本。從每個(gè)受試者身上選取不同的暴露皮膚部位進(jìn)行微生物樣品采集，采樣部位為：潮濕（肘前窩）、干燥（手掌和前臂掌側(cè)）和皮脂腺（關(guān)節(jié)后皺褶），代表不同的生理特征［27］。使用“拭子-刮擦-拭子”方法收集皮膚微生物，用緩沖液（0.15 mol/L氯化鈉 和 0.1% Tween-20）潤(rùn)濕后的拭子對(duì)限定的淺表皮膚區(qū)域（2 cm × 2 cm）擦拭40 s，用無(wú)菌一次性玻璃片輕輕刮擦，再次用相同的棉簽擦拭收集，并從玻璃片上收集殘留的刮屑［26,28-29］。將來(lái)自暴露皮膚部位的樣品混合到一個(gè)皮膚樣品中，以代表暴露的人體皮膚。所有樣本保存在4℃并運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室，并在24 h內(nèi)完成DNA提取。

1.2 方法

1.2.1 DNA提取 水樣經(jīng)真空過(guò)濾裝置將樣品富集在0.22 μm孔徑的濾膜上，濾膜用無(wú)菌剪刀剪碎后，使用商業(yè)試劑盒（FastDNA SPIN Kit for soil, MP Biomedicals, Santa Ana, CA, USA）提取基因組DNA。所有糞便樣品在-80℃下冷凍干燥后研碎，使用商業(yè)試劑盒進(jìn)行DNA提取。皮膚樣品由蛋白酶K在55℃下孵育預(yù)處理6 h，加入978 μL磷酸鈉緩沖液和122 μL Tween-20緩沖液，樣品渦旋混合3 min，將樣品富集在0.22 μm孔徑的濾膜上，濾膜用無(wú)菌剪刀剪碎后使用商業(yè)試劑盒提取DNA。通過(guò)分光光度計(jì)分析（NanoDrop ND-2000c，Thermo，USA）確定純化DNA的質(zhì)量和濃度，并在-80℃下儲(chǔ)存直至需要。

1.2.2 高通量熒光定量PCR檢測(cè)ARGs 使用296對(duì)引物在TaKaRa SmartChip高通量熒光定量PCR系統(tǒng)上檢測(cè)ARGs和MGEs［16］。其中285對(duì)引物檢測(cè)主要抗生素類別的ARGs，包括對(duì)氨基糖苷類、β-內(nèi)酰胺類、氟喹諾酮類/喹諾酮類/氟苯尼考/氯霉素（FCA）、大環(huán)內(nèi)酯類/林可酰胺/鏈霉素 B（MLSB）、磺胺類、四環(huán)素、萬(wàn)古霉素和其他類抗性基因，9對(duì)引物檢測(cè)轉(zhuǎn)座酶基因，1對(duì)引物檢測(cè)對(duì)I類整合子基因和1對(duì)引物檢測(cè)16S rRNA基因。所有高通量熒光定量PCR均一式3份進(jìn)行檢測(cè)，過(guò)程為:（1）在95℃下初始變性10 min；（2）在95℃下30 s變性；（3）在60℃下退火30 s；進(jìn)行40個(gè)循環(huán)。最后軟件自動(dòng)生成熔解曲線分析。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制條件為：（1）效率在（90%-110%）范圍內(nèi)；（2）擴(kuò)增子無(wú)多重熔解曲線；（3）3次重復(fù)均在檢測(cè)限內(nèi)（閾值循環(huán)（Ct）為31）?；蛳鄬?duì)豐度計(jì)算如下：

1.2.3 細(xì)菌16S rRNA 基因測(cè)序 使用通用引物515F/907R（GTGCCAGCMGCCGCGG/CCGTCAATTCMTTTRAGTTT）在Ion Torrent平臺(tái)上擴(kuò)增細(xì)菌16S rRNA基因的V4-V5區(qū)域［30］。使用獨(dú)特的七核苷酸條形碼標(biāo)記每個(gè)樣品的引物組，以在單次焦磷酸測(cè)序運(yùn)行中識(shí)別混合物中的單個(gè)樣［31-32］。每個(gè)樣本的所有序列都經(jīng)接頭序列過(guò)濾、篩選去除低質(zhì)量讀數(shù)和不明確的序列。使用QIIME生成和分析高質(zhì)量序列，使用UCLUST以97%的相似性水平將序列聚類為操作分類單元（OTU）。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 基本統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析在Microsoft Excel上進(jìn)行。使用SPSS V22.0（IBM, USA）分析Spearman 相關(guān)系數(shù)，顯著性水平為P＜ 0.05。使用ANOVA比較不同樣品之間的ARGs豐度差異，顯著性水平為P＜ 0.05。使用ANOSIM比較細(xì)菌群落間的差異性。使用LEfSe來(lái)分析識(shí)別在人類糞便、皮膚和水中差異性細(xì)菌［33］，基于≥4.0的線性判別分析（LDA）效應(yīng)大小閾值?；贐ray-Curtis距離的Mantel test和Procrustes分析細(xì)菌群落和ARGs間的相關(guān)性。使用Gephi平臺(tái)和Fruchterman Reingold算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化，只有統(tǒng)計(jì)上穩(wěn)健的相關(guān)性才用于形成最終的網(wǎng)絡(luò)圖［13,34-35］。

2 結(jié)果

2.1 ARGs分布和共享特征

ARGs檢出數(shù)量從高到低依次為，糞便＞污水＞河水＞皮膚＞自來(lái)水，分別檢出了223、176、155、140和128種ARGs（圖1）。ARGs相對(duì)豐度平均值從高到低依次為，糞便＞污水＞皮膚＞自來(lái)水＞河水，相對(duì)豐度為7.88E-03、5.86E-03、1.93E-03、9.19E-04和6.46E-04 copies/16S rRNA 基因。ARGs相對(duì)豐度中位值從高到低依次為，皮膚＞污水＞自來(lái)水＞糞便＞河水，相對(duì)豐度分別為1.14E-03、2.66E-04、2.14E-04、5.09E-05和3.39E-05 copies/16S rRNA基因。人體和水環(huán)境樣品之間共同檢出了70個(gè)基因，這些被稱為共享ARGs。熱圖顯示了共享ARGs的相對(duì)豐度（圖2）。環(huán)境中共享ARGs未被水處理系統(tǒng)完全去除，且與人體腸道和皮膚中的ARGs存在共享，說(shuō)明了共享ARGs可以在不同介質(zhì)中傳播擴(kuò)散，可能間接反映了區(qū)域內(nèi)抗生素耐藥風(fēng)險(xiǎn)水平。在共享ARGs中，β-內(nèi)酰胺、MLSB和四環(huán)素類的ARGs在人類糞便中占主導(dǎo)地位，而氨基糖苷類和其他類的ARGs在自來(lái)水、皮膚、污水和河流樣本中占主導(dǎo)地位（圖3）。

圖1 人體和水環(huán)境樣品中抗生素抗性基因相對(duì)豐度Fig.1 Relative abundances of ARGs in humans and water samples

圖3 不同環(huán)境中共享 ARGs 的相對(duì)豐度（A）和比例（B）Fig.3 Relative abundances（A）and proportions（B）of shared ARGs in different environments

2.2 細(xì)菌群落分布和共享

經(jīng)過(guò)組裝和質(zhì)量過(guò)濾后，從所有樣本中總共獲得了1 078 819個(gè)高質(zhì)量序列。通過(guò)以97% 的不同程度對(duì)OTU進(jìn)行聚類，總共獲得了7 277個(gè)OTU。糞便、皮膚和水樣中細(xì)菌群落的組成存在顯著不同（ANOSIM test，R= 0.757 9，P＜ 0.001）。LEfSe結(jié)果顯示人類糞便、皮膚和水環(huán)境的微生物特征之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異（P＜ 0.001）（圖4-A）。擬桿菌門和厚壁菌門是人類糞便中的優(yōu)勢(shì)門，占總細(xì)菌16S rRNA基因序列的89.5%。放線菌和變形菌是人體皮膚樣本中的主要門（69.3%），而擬桿菌和變形菌在水環(huán)境中占優(yōu)勢(shì)（70.2%-86.1%）（圖4-B）。在科水平上，來(lái)自4個(gè)門（放線菌門、擬桿菌門、厚壁菌門和變形菌門）的20個(gè)分類群在科類別之間存在差異（α ＜ 0.05，LDA ≥ 4.0；圖4-C）。人類糞便中的微生物群落在4個(gè)不同科中的比例顯著較高，包括擬桿菌科、瘤胃球菌科、毛螺菌科和韋榮菌科（圖4-C）。人體和水環(huán)境樣品之間在屬水平上共同檢出了58個(gè)細(xì)菌，這些細(xì)菌被稱為共享細(xì)菌。熱圖顯示了共享細(xì)菌的相對(duì)豐度（圖5）。共享細(xì)菌的總豐度大小依次為糞便＞皮膚＞河流＞自來(lái)水＞污水，分別占總細(xì)菌的78.0%、64.0%、33.8%、33.3%和29.0%。共享細(xì)菌的平均相對(duì)豐度大小依次為糞便＞皮膚＞河流＞自來(lái)水＞污水，分別占總細(xì)菌的1.3%、1.1%、0.6%、0.6%和0.5%。共享細(xì)菌的中位值相對(duì)豐度大小依次為自來(lái)水＞皮膚＞河流＞污水＞糞便，分別占總細(xì)菌的0.16%、0.07%、0.06%、0.05%和0.01%。在共享細(xì)菌門水平上中，擬桿菌門在人類糞便中占主導(dǎo)地位，放線菌門和變形菌門在人體皮膚中占主導(dǎo)地位，厚壁菌門和變形菌門在自來(lái)水中占主導(dǎo)地位，變形菌門和擬桿菌門在污水和河流樣品中占主導(dǎo)。在共享細(xì)菌屬水平上，人體糞便中豐度最高的是擬桿菌門的Bacteroides，人體皮膚中豐度最高的是放線菌門的Propionibacterium，自來(lái)水中豐度最高的是厚壁菌門的Ruminococcus，污水中豐度最高的是變形菌門的Zoogloea，河流中豐度最高的是擬桿菌門的Flavobacterium。共享的細(xì)菌可以在不同環(huán)境中擴(kuò)散和定植，可能具有較大的生態(tài)位優(yōu)勢(shì)。Procrustes 分析中共享ARGs和共享細(xì)菌群落間存在顯著相關(guān)性（Bray-Curtis，R= 0.894 6,P＜ 0.001,number of permutations = 9 999）.Mantel test中共享ARGs和共享細(xì)菌群落間也存在顯著相關(guān)性（Bray-Curtis,R= 0.353 3,P= 0.001 8, number of permutations= 9 999）。

圖4 基于LEfSe區(qū)分人類糞便、皮膚和水環(huán)境中差異特征微生物分類群Fig.4 Taxa discriminates among human feces, skin and water microbiota as determined by LEfSe

圖5 共享細(xì)菌豐度熱圖Fig.5 Heatmap of shared bacteria abundances

2.3 共享ARGs、MGEs和細(xì)菌的共出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析

基于強(qiáng)（Spearman 相關(guān)系數(shù)R＞ 0.7）和顯著（P＜ 0.01）相關(guān)性，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析分別探索了所有ARGs、MGEs和細(xì)菌的共現(xiàn)模式，稱為整體網(wǎng)絡(luò)（圖6-A），和70個(gè)共享ARGs、7個(gè)共享MGEs和59個(gè)細(xì)菌的共現(xiàn)模式，稱為共享網(wǎng)絡(luò)（圖6-B）。整體網(wǎng)絡(luò)的可視化包括312個(gè)節(jié)點(diǎn)（每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)ARGs、MGEs或細(xì)菌子類型）和2 054條邊，平均度為13.167，平均加權(quán)度為22.336，網(wǎng)絡(luò)直徑為8，圖密度為0.042，模塊化系數(shù)為0.453，平均聚類系數(shù)為0.284，平均路徑長(zhǎng)度為3.045。共享網(wǎng)絡(luò)的可視化包括132個(gè)節(jié)點(diǎn)（每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)共享的ARGs、MGEs或細(xì)菌子類型）和1 053條邊，平均度為16.076，平均加權(quán)度為26.543，網(wǎng)絡(luò)直徑為6，密度為0.124，模塊化系數(shù)為0.377，平均聚類系數(shù)為0.554，平均路徑長(zhǎng)度為2.64。共享網(wǎng)絡(luò)的平均度、平均加權(quán)度、圖密度高于整體網(wǎng)絡(luò)，說(shuō)明了共享ARGs、MGEs和細(xì)菌間的交流傳遞比較高效。整體網(wǎng)絡(luò)的平均聚類系數(shù)低于共享網(wǎng)絡(luò)，而平均路徑長(zhǎng)度大于共享網(wǎng)絡(luò)，說(shuō)明了整體網(wǎng)絡(luò)更具有小世界性。共享網(wǎng)絡(luò)可以清楚地分為4個(gè)模塊，其中兩個(gè)最大的模塊（模塊 I 和 II）占據(jù)了132 個(gè)節(jié)點(diǎn)中的73個(gè)。同一模塊中的共享基因和細(xì)菌可能比其他模塊中的更頻繁地相互作用和交流，并在人類和水環(huán)境中表現(xiàn)出相似的命運(yùn)。網(wǎng)絡(luò)分析中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的大小與連接數(shù)成正比，每個(gè)模塊中連接最密集的節(jié)點(diǎn)被定義為“hub”。共享網(wǎng)絡(luò)中，氨基糖苷類抗性基因aacA4-01是模塊I的hub，外排泵介導(dǎo)的多重抗性基因mtrC-02和tolC-02是模塊II和模塊IV的hub，I類整合酶基因intI是模塊 III 的hub（圖3）。這些hub類基因在模塊中與其他基因和細(xì)菌間的連接更加緊密，可以作為典型ARGs和MGEs進(jìn)行主要關(guān)注。

圖6 所有檢測(cè)到的 ARGs、MGEs和細(xì)菌的網(wǎng)絡(luò)分析（A）和共享 ARGs、MGEs和細(xì)菌的網(wǎng)絡(luò)分析（B）Fig.6 Network analysis of all detected ARGs, MGEs and bacteria（A）and shared ARGs, MGEs and bacteria（B）

3 討論

污水中ARGs在數(shù)量和豐度上都較高，之前的研究也表明常規(guī)污水處理工藝不能完全去除ARGs且可能導(dǎo)致污水中ARGs的豐度上升，說(shuō)明了污水可能是ARGs在城郊環(huán)境中增殖的主要場(chǎng)所和傳播的主要渠道［5,36］。以“人體-污水-地表水-飲用水-人體”這一路徑思考，人體腸道和皮膚上的ARGs經(jīng)生活污水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。污水系統(tǒng)內(nèi)接收了大量的生活污水，且未能被污水處理系統(tǒng)去除的ARGs將被釋放到地表水中，已有研究也發(fā)現(xiàn)了污水處理系統(tǒng)出水排放至河流中將導(dǎo)致河流中ARGs變化［5,36］。河流從人類活動(dòng)中接收到多種污染物，而且地表水中共享ARGs可能會(huì)傳播至飲用水水源，例如下游地表水與魚類間存在共享ARGs［22］，而魚類可以在河流和水庫(kù)等在不同水域棲息，可能會(huì)造成ARGs傳播至飲用水水源。已有研究也報(bào)道了飲用水處理系統(tǒng)也不能完全去除ARGs［2-4］，而且自來(lái)水中存在ARGs可能受余氯［2］和輸送管道中的生物膜影響［17］，自來(lái)水對(duì)人體的暴露量比污水和地表水更高，其中共享ARGs可能會(huì)更容易傳播至人體帶來(lái)潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)［37］。β-內(nèi)酰胺抗性基因在人類和水環(huán)境中共享存在，β-內(nèi)酰胺是全球消耗量最大的三大抗生素之一［38］，這類ARGs的廣泛傳播可能會(huì)對(duì)治療細(xì)菌感染造成較大的影響。人類糞便中β-內(nèi)酰胺類、MLSB和四環(huán)素類ARGs的富集可能與消耗大量抗生素和殺菌劑有關(guān)。細(xì)菌攜帶的這些ARGs可能在多種環(huán)境中對(duì)細(xì)菌的生存具有重要作用，人體內(nèi)的細(xì)菌可能會(huì)受到較高的抗生素壓力，而這些攜帶ARGs的細(xì)菌比不耐藥的細(xì)菌具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，更易在人體中的生存和定植。此外，據(jù)報(bào)道MLSB、β-內(nèi)酰胺類和四環(huán)素類是養(yǎng)殖行業(yè)主要使用的抗生素［39］，人類糞便中這些ARGs的富集也可能是由于自牲畜消費(fèi)過(guò)程中的抗生素、ARGs或者耐藥細(xì)菌傳播至人體。污水中具有豐富的共享ARG可能是因?yàn)榭股?、天然抗生素和?fù)雜污染物的殘留可能會(huì)影響細(xì)菌群落和ARGs，細(xì)菌攜帶的ARGs可能會(huì)賦予細(xì)菌應(yīng)對(duì)不同環(huán)境壓力的能力，而且污水也可能會(huì)促進(jìn)ARGs在細(xì)菌間的水平轉(zhuǎn)移［40］。人類皮膚和水樣中豐度高的3個(gè)科是Comamonadaceae、Moraxellaceae和Sphingomonadaceae，與糞便有顯著差異。這些顯著差異分類群可以作為Biomarkers［33,41-42］代表人類和水環(huán)境中的不同微生物群落。細(xì)菌群落的變化可能會(huì)影響ARGs的變化，已有研究也報(bào)道了水環(huán)境中細(xì)菌群落改變可能會(huì)對(duì)ARGs結(jié)構(gòu)具有一定影響，影響程度在19.65%-68.44%［16,35,43］。整體網(wǎng)絡(luò)的模塊化系數(shù)值大于0.4，表明整體網(wǎng)絡(luò)具有顯著的模塊化結(jié)構(gòu)，而共享網(wǎng)絡(luò)不具備模塊化結(jié)構(gòu)間接說(shuō)明了共享網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系可能更加緊密［44］。網(wǎng)絡(luò)分析也可以揭示潛在的共享ARGs宿主，例如，模塊III中的Pseudomonas與本模塊內(nèi)的intI-1和blaCMY2-02，與模塊I中的aacA4-03、qacH-02、catB3、aadA5-02、blaMOX_blaCMY，與模塊II中的mtrC-02存在顯著相關(guān)性（R= 0.75-0.91，P＜ 0.01），說(shuō)明了Pseudomonas可能是這些基因的潛在宿主。Pseudomonas是常見(jiàn)的條件致病菌并且廣泛分布在環(huán)境和人體微生物群落中，而blaCMY2-02編碼的β-內(nèi)酰胺酶可以使細(xì)菌對(duì)廣譜頭孢菌素等β-內(nèi)酰胺抗生素產(chǎn)生抗性，更為重要的是水平基因轉(zhuǎn)移元件intI與Pseudomonas和blaCMY2-02存在顯著相關(guān)性并在同一個(gè)模塊中出現(xiàn)，說(shuō)明了intI可能會(huì)促進(jìn)這類ARGs在細(xì)菌間的轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散。世界衛(wèi)生組織也報(bào)道了對(duì)碳青霉烯等β-內(nèi)酰胺抗生素具有抗性的Pseudomonas aeruginosa是威脅人類健康的最關(guān)鍵的臨床抗生素抗性細(xì)菌（Priority 1：Critical）［45］。之前的研究也使用網(wǎng)絡(luò)分析鑒定了地表水和污水處理系統(tǒng)中ARGs的潛在微生物宿主［26,46］，確定人體和水環(huán)境之間共享ARGs、MGEs和細(xì)菌的共出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可能有助于識(shí)別和控制關(guān)鍵的ARGs亞型在城郊區(qū)域傳播。

4 結(jié)論

抗生素抗性基因越來(lái)越需要依據(jù)“One Health（大健康）”框架，在人與自然的不同介質(zhì)中進(jìn)行綜合地表征和定量。本文通過(guò)高通量qPCR技術(shù)揭示了環(huán)境與人體中抗生素抗性基因分布特征和潛在宿主。在人體和水環(huán)境中的共享ARGs表現(xiàn)出多樣的抗生素抗性類別和較高的基因豐度，而且ARGs的分布與微生物群落存在顯著的相關(guān)性。ARGs和細(xì)菌的網(wǎng)絡(luò)分析揭示了共享ARGs、MGEs與細(xì)菌的共出現(xiàn)和傳播，揭示了共享ARGs的潛在細(xì)菌宿主。結(jié)果為鑒定和識(shí)別環(huán)境中潛在高風(fēng)險(xiǎn)的ARGs提供了一定的科學(xué)依據(jù)。