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，是一項及其偉大的發現。但是隨著生活節奏的加快及經濟的發展，抗生素濫用現狀非常嚴重，科學家將其稱作新型的環境污染，人們也越來越認識到其嚴重的后果。相關的研究也陸續展開，關于抗生素的來源，其目前在環境中的水平含量，抗生素中抗性基因的傳播機制等，如何有效的預防抗生素抗性基因的擴散傳播，有效的降解抗生素的抗性基因都是目前研究的重點；如何改進污水處理流程，改進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生，多重抗性產生的原理依據有哪些等也是非常嚴重的挑戰。這些都直接危害生態環境及人們的身體健康。超級細菌的出現更是叫人們恐慌，人們也清楚的認識到如何不采取進一步的措施，任由其發展的話，總有一天我們會到無藥可用的地步。本文從抗生素的基礎知識出發，首先介紹了抗生素的來源，抗生素抗性基因的轉移，以及如何有效的控制抗生素抗性基因的傳播擴散。最后針對目前的現狀，討論將來研究的重點方向。為抗生素更好地為人類服務，減少污染提出策略。

【關鍵詞】抗生素；抗性基因；水平轉移

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

引言

抗生素是醫學上的一項重大發現，起到了關鍵性的作用。其應用廣泛，也常用于養殖業的飼料中，因為其可以刺激生長并且可以預防疾病，所以會在飼料中添加。但如果長期濫用的話會導致耐藥性細菌的出現，甚至會出現超級細菌。近年來這一現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象有所緩解，但是有關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。有學者將抗生素的抗性基因稱作新型的環境污染，關于抗生素抗性基因的研究也越來越受到各科學家的關注。

1 抗生素抗性基因的來源

細菌無處不在，環境中有大量的細菌，其內在的抗性是環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現有抗生素的抗性基因。對環境中宏基因組進行高通量測序發現，環境中有許多的抗性基因和與抗性基因水平轉移的相關的基因元件。

抗性細菌通過人和動物的糞便排出體外，這是環境中抗性基因的重要來源之一，一般的在醫療垃圾中發現比較多，我國雖然有嚴格的醫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入環境里。[1]還有就是在各養殖廠中，本田地土壤及周圍環境中抗性基因較多，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。抗生素如果使用太多，可能會造成大量的抗性基因富集，進而對人類的健康造成威脅。

2 抗生素抗性基因的水平轉移

通過接合，轉導，轉化等方式抗生素抗性基因水平轉移，從一個菌株中轉移到另一個菌株中，這樣另一方便有了抗性，這也是細菌適應抗生素的主要分子機制之一，是長期進化的選擇。質粒是環狀DNA分子，在大多數的細菌中普遍存在，大量的研究發現，質粒上攜帶抗生素抗性分子，也有的抗性基因位于染色體上。質粒對于細菌抗性水平的轉移有著很重要的作用。整合子和轉座子也是抗性基因水平轉移的重要生物原件，發揮重要的生物學作用。抗生素的大量使用對抗生素抗性基因的水平轉移有很大的影響，抗生素本身的轉化，遷移等與受誘導的抗生素抗性基因的傳播有一定的相似。還有相關的研究發現，環境里的重金屬對抗生素的抗性基因的水平轉移有相對的促進作用，還有一種因素是大量化學試劑的使用，在對環境造成污染的同時也篩選出一定的抗性基因。化學試劑中含的抗性基因有時候與抗生素的抗性基因屬于同一遺傳因子上的，這樣一來，化學試劑的使用直接影響抗生素的抗性基因的水平轉移及篩選。再者，化學試劑的使用間接影響微生物群落的結構，這樣就影響了抗生素抗性基因的轉移及傳播。我們只有了解了抗生素抗性基因發生轉移的分子機制，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

抗生素的濫用已經是目前公認的一大不良現狀，其對生態環境造成嚴重污染，對人類的健康構成嚴重的威脅，陸續有各種新聞媒體曝光，在目前還沒有很好的防治方法之前，我們應嚴格控制抗生素的使用，并想辦法使得抗生素的抗性基因轉移得到控制。目前考慮應從以下幾方面遏制抗生素抗性基因的轉移。

首先，國家及相關政府出臺相應的法律政策，規范醫療機構，制藥廠，畜牧養殖業等的廢水廢物排放，減少環境中的抗生素，直接預防環境中抗生素抗性基因的轉移傳播及擴散。減少微生物因抗生素濫用所造成的篩選壓力，廢棄物需達到一定的標準才可以排放。另外也要合理給予患者抗生素，規范范圍及使用劑量。從環境執法出發，對遏制抗生素濫用有重要的作用。其次，從科學實驗出發，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合其他技術處理，能起到較好的效果，因此，不斷對處理工藝改進加強，以求更加有效的對環境中的抗生素進行降解。最后，有研究表明環境的改變也會影響抗生素抗性基因的傳播和轉移，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境中的條件，有效改善環境中抗生素抗性基因的傳播和擴散。

4 討論與結論

抗生素目前的使用范圍很廣，濫用現象也很嚴重，有時候會導致多重抗性的產生，嚴重危害著環境生態及人們的健康。超級細菌的出現也使得疾病難以得到控制，引發恐慌。研究細菌的多重耐藥性，可以對其進行高通量測序，現在高通量技術已經非常的普遍且是生物研究的一大重要的技術，抗生素的濫用導致了多重耐藥性的出現。也有研究發現，抗生素之間有一定的協同作用，這也為預防疾病帶來的困難，應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，對生態環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移和傳播，以及多重抗性的出現，耐藥菌不斷出現，這一現狀人們稱作新型的環境污染。研究環境中抗生素抗性基因的分布特點，轉移機制，降解方式等。為解決這一新型環境污染提供理論基礎，一定程度上遏制抗生素抗性基因的轉移。[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境中的分布情況，其來源，收集數據分析各領域的污染現狀。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，轉移情況現狀，評估風險，為控制污染提供一定的理論基礎。另外，醫療機構，制藥企業，養殖場等廢水是抗生素抗性基因的主要儲存場所，在此范圍內研究抗性基因的去除是極為關鍵的，不同水的處理工藝及其他的各種改進的組合工藝， 以及在各種工藝條件下，抗性基因的去除規律機制等問題都有待進一步的解決研究，也是未來研究的重點方向。

參考文獻

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