科学家在原污水中寻找抗生素抗性细菌

人类正在迅速接近抗生素后时代。过度使用这些奇迹药物已导致许多细菌菌株的出现，这些细菌菌株对一次有效的治疗具有抗性。

我们相互关联的世界和细菌快速交换赋予远房亲属抵抗力的基因的能力使得绘制抗性温床特别重要。我们应该在哪里看?根据周三发表在“科学进步”杂志上的一项研究，污水将是一个很好的起点。该论文强调了如何跟踪城市污水处理厂中发现的细菌中的抗生素抗性基因，可以帮助科学家和公共卫生官员快速准确地了解城市中的抗药性。

欧洲科学家团队通过使用它来确定欧洲抗生素使用和抗药性的已知趋势来验证该方法。“这是非常重要的工作，”弗吉尼亚理工大学土木与环境工程教授艾米普鲁登说，他没有参与这项研究。“有些人认为[抗生素耐药性]是21世纪最大的健康挑战。我们一直在医院和诊所进行研究，问题不会消失。环境监测是这个难题的一大缺失。”

目前，美国国家抗生素耐药监测网络或欧洲等效的欧洲抗菌药物耐药监测网络等项目通过收集医院人员的细菌样本来监测耐药水平。这组作者说，这种监测在游戏中相对较晚发生，在抗性细菌已经造成伤害之后，并且可能是昂贵且耗时的。

许多科学家和公共卫生官员正在呼吁采用更全面的方法来考虑这些细菌生存的更广泛的生态系统。耐受抗生素的细菌菌株会在我们的肠道中产生支撑，当它们被抗生素浸泡时，它们会比较易感细菌。这些抗性细菌中的一部分从我们的厕所冲下来并送到污水处理厂

“如果你想从微生物的角度看待城市环境的一面镜子，就必须关注废水污水，”UniversidadeCatólicaPortuguesa的微生物学家CéliaManaia说，他是该研究的共同领导者。她说，污水中抗生素抗性基因的浓度使得处理厂成为理想的监测点。

但是，这种监测在大规模上是否可行和准确尚不清楚。Manaia和她的同事开始通过使用现有数据作为参考来证明它可以起作用。十多年来，EARS-Net一直在监测整个欧洲医院的抗生素耐药性，并且在抗生素使用和抗药性水平方面都发现了明显的从北到南，从东到西的梯度。与欧洲南部或东欧相比，北欧倾向于使用更少的抗生素并且抵抗力更低。

Manaia询问整个欧洲的污水处理厂是否会出现类似的情况。研究小组在七个欧洲国家(芬兰，挪威，德国，爱尔兰，西班牙，葡萄牙和塞浦路斯)收集了治疗前后的废水。他们量化了原污水和处理过的水中200多种已知抗性基因的相对丰度。

“我们发现废水中存在相同的南北梯度，”Manaia说。南方国家(如西班牙，葡萄牙和塞浦路斯)的原污水中含有的抗性基因比北方国家更多。

“我们证明了废水处理厂确实是我们在临床环境中发现的一面镜子，”Manaia说。“这并不出乎意料，”南加州大学环境工程师亚当·史密斯说，他没有参与这项研究。“但有必要证明环境监测结果与临床结果相关，”他说。“这也有点令人恐惧，并增加了我们的理解，即我们投入环境的东西最终可能与人类健康有关。”

值得庆幸的是人类健康，研究人员还发现，水处理厂基本上都是他们的工作。尽管南北差异仍然存在，但在离开处理厂的水中发现了极少的抗性细菌。南方国家的抗药性细菌治疗后水平略高于其北方邻居。

“这一结果表明，处理厂工作正常，但它们的工作效果可能比他们好，”Manaia说。根据Manaia的说法，这些系统中有许多是50年前设计的。“当时我们没有考虑过抗生素耐药性，”她说。普鲁登说，这种监测目前尚未在美国进行。但广泛采用“将改变公共健康的游戏规则，而不仅仅与抗生素耐药性有关。”她想象一个世界，在广泛感染之前，社区可以警惕诺瓦克病毒的上升，或者新的抗生素抗性菌株的出现可以在传播之前被捕获和控制。“污水收集和处理系统是现代文明的标志，”普鲁登说。监测污水中的阻力水平可能是其发展的下一个阶段。

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