淺析我國(guó)抗菌藥耐藥性現(xiàn)狀及其對(duì)環(huán)境污染情況

摘要：隨著養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模化發(fā)展和人類(lèi)對(duì)抗菌藥物的依賴(lài)，耐藥性的產(chǎn)生成了全球性的健康危機(jī)。本文綜述了抗菌藥物在我國(guó)的使用現(xiàn)狀并強(qiáng)調(diào)了抗菌藥及耐藥基因在人與動(dòng)物體內(nèi)的不充分利用而導(dǎo)致在環(huán)境中的富集和傳染的情況，以期在未來(lái)養(yǎng)殖場(chǎng)和人類(lèi)對(duì)抗菌藥的使用和環(huán)境治理上提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：耐藥性；耐藥基因；畜禽養(yǎng)殖

1 我國(guó)抗菌藥物的使用情況

規(guī)模化養(yǎng)殖中為抑制傳染性疾病的發(fā)生和傳播、促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)，抗菌藥物常作為添加劑加入動(dòng)物飼料或飲水中。中國(guó)抗菌藥物使用量高達(dá)全球總用量的50%，其中，畜禽養(yǎng)殖和飼料行業(yè)用量占比50%以上[1]。據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，亞洲抗菌藥使用量可能比給世界動(dòng)物衛(wèi)生組織報(bào)告的量高50%。2020年，全球畜牧業(yè)每年使用抗生素量不到10萬(wàn)t，到2030年這一數(shù)據(jù)將達(dá)10.75萬(wàn)t[2]。我國(guó)規(guī)定從2020年1月1日起全面禁止畜禽養(yǎng)殖中使用促生長(zhǎng)類(lèi)藥物飼料添加劑，但是目前抗生素仍然是養(yǎng)豬場(chǎng)預(yù)防疫病的首要選擇，且使用種類(lèi)也多達(dá)24種[3]。進(jìn)入體內(nèi)的抗菌藥常以母體化學(xué)物質(zhì)形式從糞便和尿液中排出，通過(guò)廢水和糞便進(jìn)入環(huán)境。這必然會(huì)導(dǎo)致中國(guó)抗菌藥物耐藥性的患病率和多樣性的增加，因此，了解抗菌藥物及其代謝產(chǎn)物在環(huán)境中的分布和轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)人類(lèi)健康和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。

2 抗菌藥在環(huán)境中的殘留

抗菌藥進(jìn)入環(huán)境的途徑可以通過(guò)多種方式，包括人類(lèi)糞便處理產(chǎn)生的廢水、直接應(yīng)用于農(nóng)田作物、養(yǎng)殖業(yè)中的廢物排放、制藥生產(chǎn)產(chǎn)生的工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)徑流。

2.1 水體中抗菌藥殘留

有研究報(bào)道在我國(guó)主要河流的地表水和沉積物中檢測(cè)到廣泛的抗菌藥殘留，檢出的藥物主要有四環(huán)素類(lèi)、磺胺類(lèi)、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)和喹諾酮類(lèi)等。目前，我國(guó)報(bào)道較多的是遼河、海河、長(zhǎng)江和珠江流域的藥物殘留情況。不同流域水體主要流行的抗菌藥種類(lèi)殘留有區(qū)別，如淮河流域和松花江主要?dú)埩艋前奉?lèi)，黃河流域以喹諾酮類(lèi)和四環(huán)素類(lèi)為主，大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)為遼河流域的主要?dú)埩羲帲L(zhǎng)江流域則以喹諾酮類(lèi)和磺胺類(lèi)為主要污染藥[4]。蔣寶等[5]在北京市北運(yùn)河流域水體中檢測(cè)出總濃度為59.19～703.44 ng/L的抗菌藥，其中阿奇霉素、氧氟沙星、林可霉素等五種藥物的檢出率均為100%。

2.2 畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廢物中的抗菌藥

對(duì)豬、家禽和牛的集約化養(yǎng)殖以及規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)量大幅增加推動(dòng)了畜牧業(yè)對(duì)抗菌藥物的需求，畜禽糞便是畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)最主要的廢棄物來(lái)源。由于抗菌藥物在體內(nèi)的吸收和代謝不充分，畜牧業(yè)使用的抗菌藥物最終進(jìn)入糞便，使得畜禽糞便成了抗菌藥傳播的良好載體。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)畜禽糞污年生產(chǎn)量約達(dá)38億t[6]。許多學(xué)者均在豬、雞和牛的糞便中發(fā)現(xiàn)了多種抗菌藥物，氟喹諾酮類(lèi)（FQ）、磺胺類(lèi)（SA）和四環(huán)素類(lèi)（TC）是檢測(cè)頻率最高的抗菌藥物，且濃度范圍較廣[7，8]。段麗杰等[7]在豬糞、雞糞和牛糞中檢測(cè)到土霉素、金霉素和磺胺嘧啶的最高濃度分別為24.59、20.13和3.87 mg/kg。丁工堯[9]測(cè)定了天津市不同養(yǎng)殖場(chǎng)糞污及周邊土壤中四大類(lèi)抗菌藥含量表現(xiàn)為四環(huán)素類(lèi)＞喹諾酮類(lèi)＞磺胺類(lèi)＞大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)，不同養(yǎng)殖場(chǎng)殘留量為豬場(chǎng)糞便＞雞場(chǎng)＞牛場(chǎng)，且豬場(chǎng)污水中抗生素的殘留濃度高于牛場(chǎng)，在多種動(dòng)物糞便中磺胺類(lèi)抗菌藥物濃度都小于10 mg/kg。

2.3 土壤

土壤中抗菌藥的來(lái)源主要有兩種，直接向土壤中施用有機(jī)肥和用被污染的水資源灌溉農(nóng)田。畜禽糞便的土地施用是農(nóng)業(yè)中常見(jiàn)且重要的施肥措施。不同來(lái)源的土壤中抗菌藥物的濃度存在很大差異，通常在每公斤土壤中抗菌藥物含量為中至高微克級(jí)[10]。崔政武等[11]在長(zhǎng)期施用豬糞的土壤中檢測(cè)出土霉素、四環(huán)素和金霉素的平均殘留量為0.69、0.48和0.14 mg/kg，受土壤性質(zhì)、抗生素性質(zhì)、畜禽糞便施用量以及施肥年限等多重因素的影響使不同類(lèi)型土壤中藥物的平均含量為：典型黑土＞白漿土＞黑鈣土，在養(yǎng)殖場(chǎng)附近的土壤中檢測(cè)到的抗菌藥物濃度較高。處于農(nóng)村地區(qū)的養(yǎng)殖場(chǎng)及其周?chē)寥乐幸矙z測(cè)到養(yǎng)殖場(chǎng)常見(jiàn)抗菌藥物殘留，且春季土壤中藥物殘留種類(lèi)比夏季要高，近土耐藥性風(fēng)險(xiǎn)高于遠(yuǎn)土[12]。

2.4 植物中抗菌藥物的殘留

在土壤中施用糞肥來(lái)改良土壤有機(jī)質(zhì)增大了抗菌藥物傳播的風(fēng)險(xiǎn)。李楊洋等[13]溫室培養(yǎng)模擬土壤長(zhǎng)期受抗菌藥脅迫下胡蘿卜中的富集量，成熟期的胡蘿卜體內(nèi)可明顯富集土霉素和鏈霉素。王浩楠等[14]的研究表明在50 ug/L濃度下不同抗菌藥在小麥和小麥內(nèi)的殘留量表現(xiàn)為恩諾沙星＞甲氧芐啶＞氯霉素＞克拉霉素＞磺胺甲噁唑＞磺胺嘧啶。中國(guó)山東省一個(gè)重要的蔬菜種植區(qū)存在較高的氟喹諾酮類(lèi)藥物殘留量，其中環(huán)丙沙星和氧氟沙星的最大濃度分別為0.652和0.288 mg/kg[15]。

3 耐藥基因在環(huán)境中的分布

耐藥基因（drug resistance gene，ARG）有可能從環(huán)境細(xì)菌轉(zhuǎn)移到人類(lèi)病原體，從而影響抗菌藥物治療的功效，損害公共健康，已經(jīng)被定性為一種新興的環(huán)境污染物。

3.1 畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)

牲畜糞便可通過(guò)施肥將ARGs引入環(huán)境。目前在畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)檢測(cè)出的ARGs種類(lèi)主要包含四環(huán)素類(lèi)、喹諾酮類(lèi)、磺胺類(lèi)、氨基糖苷類(lèi)、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)、β-內(nèi)酰胺類(lèi)等。在中國(guó)許多城市的動(dòng)物糞便中曾廣泛報(bào)道了tet和sul基因的存在[16]。隨著qRCR、高通量基因檢測(cè)和宏基因組檢測(cè)技術(shù)的提升，ARGs在養(yǎng)殖場(chǎng)的分布研究也得到一些成果。李長(zhǎng)春[16]利用靶向測(cè)序和宏基因組測(cè)序分析不同類(lèi)型牛場(chǎng)的ARGs分布，結(jié)果顯示四環(huán)素類(lèi)、氨基糖苷類(lèi)、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)、磺胺類(lèi)的較多，且奶牛場(chǎng)中的ARGs種類(lèi)最多，其次為肉牛和種牛場(chǎng)。劉楠等[8]檢測(cè)了養(yǎng)殖場(chǎng)中豬、牛、雞糞便的ARGs豐度，結(jié)果顯示為雞場(chǎng)＞豬場(chǎng)＞牛場(chǎng)，成年牛糞中ARGs的相對(duì)豐度分高于仔牛糞。鄒威等[17]的研究也表現(xiàn)出類(lèi)似結(jié)論，雞糞中sul和erm基因的相對(duì)豐度高于豬糞，在不同規(guī)模的養(yǎng)豬場(chǎng)糞便ARGs污染水平趨勢(shì)表現(xiàn)為：中型＞大型＞小型。

3.2 土壤環(huán)境

我國(guó)抗菌藥物進(jìn)入農(nóng)業(yè)土壤的主要途徑之一是肥料或以肥料為基礎(chǔ)的堆肥。許多研究報(bào)告稱(chēng)，長(zhǎng)期施用牲畜糞便的土壤中ARGs的多樣性和豐度有顯著增加。董子琨[18]的研究證實(shí)了雞糞施用可以增加土壤-生菜系統(tǒng)中ARGs與可移動(dòng)遺傳元件的總豐度，雞糞可能通過(guò)促進(jìn)基因水平轉(zhuǎn)移進(jìn)而導(dǎo)致ARGs的擴(kuò)散。許函等[19]對(duì)培育生菜的土壤和植株進(jìn)行檢測(cè)，并在兩者中都檢測(cè)到ARGs，并推論土壤主要通過(guò)根際介導(dǎo)從下往上的路徑傳播ARGs。灌溉水質(zhì)是除施用有機(jī)肥外給土壤帶來(lái)ARGs的另一個(gè)重要因素。Wang等[20]利用qPCR研究了城市公園土壤中再生水灌溉導(dǎo)致ARGs的富集情況，氨基糖苷類(lèi)和β-內(nèi)酰胺類(lèi)是兩種最主要的ARGs類(lèi)型。

4 建議及展望

1）嚴(yán)格控制抗菌藥物的不必要使用。抗菌藥物的過(guò)度使用和濫用是導(dǎo)致耐藥性增加的最重要原因。耐藥性的出現(xiàn)使得粘菌素等作為人類(lèi)醫(yī)療最后一道防線的抗菌藥也在養(yǎng)殖場(chǎng)開(kāi)始使用。這無(wú)疑將人類(lèi)健康置于險(xiǎn)境。所以減少中國(guó)食用動(dòng)物的抗菌藥物消耗勢(shì)在必行。

2）建立系統(tǒng)的抗菌藥物使用監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。在不同層面定期、持續(xù)地測(cè)量抗菌藥物的使用情況以及臨床和農(nóng)業(yè)的抗菌藥物耐藥性情況。目前中國(guó)的監(jiān)測(cè)機(jī)制僅依賴(lài)銷(xiāo)售數(shù)據(jù)進(jìn)行抗菌藥物監(jiān)測(cè)無(wú)法全面了解實(shí)際使用情況。另外，一些獸用抗菌藥物可以由動(dòng)物養(yǎng)殖人員直接購(gòu)買(mǎi)，很難準(zhǔn)確量化獸醫(yī)抗菌藥物的使用。

3）對(duì)糞污排放進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)。制定行業(yè)法規(guī)對(duì)排放到環(huán)境中糞污的最大殘留量進(jìn)行限定，并倡導(dǎo)減少在農(nóng)用土地中減少施用未經(jīng)檢測(cè)合格的污水污泥或動(dòng)物糞便，從而降低耐藥性從環(huán)境中向人類(lèi)、糧食作物和動(dòng)物傳播的風(fēng)險(xiǎn)。

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