驚！最新研究揭示全球大氣不同程度被耐藥基因污染

　　全球19座城市大氣中耐藥基因豐度、種類與地面抗生素使用的關系

　　抗生素的濫用與耐藥基因（Antibiotic Resistance Genes, ARGs）的傳播與擴散嚴重威脅著人類生命財產安全。一項世界衛生組織報告指出，如果不采取措施扭轉這一趨勢，到2050年，全球每年由于細菌耐藥性而死亡的人數將升至1000萬人，累計損失總額將高達100萬億美元。為此，全球領導人于2016年9月21日在紐約聯合國大會期間討論微生物耐藥嚴峻性并商討對策。目前，針對耐藥基因在廢水處理、制藥廠、畜牧養殖業、醫院等的排放以及水體、土壤等的傳播展開了監測工作。例如，中國建立了2400多個監測網點跟蹤抗微生物藥物的臨床應用情況。然而，作為成千上萬種污染物匯聚的媒介，空氣對耐藥基因的傳播擴散卻沒有得到足夠的重視。

　　近日，北京大學環境科學與工程學院要茂盛教授與其合作者通過一種創新方法采集了全球13個國家19座城市大氣中足夠量的顆粒物（PM），并利用高通量分子生物技術，發現全球大氣正在不同程度被耐藥基因污染，且部分地區呈現逐年增長的趨勢。這些檢測到的基因用來表達對包括喹諾酮類、β-內酰胺類、大環內酯類、四環素類、磺胺類、氨基糖苷類和萬古霉素類等藥物耐藥性，其相對豐度如圖1所示。研究還發現，不同城市大氣中耐藥基因（ARGs）的豐度和種類分布有明顯的差異，而ARGs的總相對豐度跨越兩個數量級。其中，最具優勢的ARG為β-內酰胺類耐藥基因blaTEM，其相對豐度從2004年到2014年增加了178%（以西安大氣為例）。

　　統計分析顯示城市大氣中ARGs的種類豐度分布與地面抗生素的使用情況顯著正相關。更為嚴峻的是，萬古霉素作為抗生素的最后一道防線，其耐藥基因也在六個城市大氣中被檢測到。通過大氣輸送，來自一個地區或排放源的耐藥基因可以跨越不同環境媒介快速傳輸、沉降到遙遠的地方，甚至包括一些從未使用抗生素的原生態環境，被普通細菌獲取或被人體吸入。

　　這種大氣傳播面廣，極大程度地增加了新型耐藥菌滋生幾率，對人類健康與生態安全構成巨大威脅。該研究揭示了耐藥基因通過空氣傳播的危險，為全面有效控制耐藥菌傳播感染提供了重要參考。

　　研究成果以“Global Survey of Antibiotic Resistance Genes in Air”為題發表在Environmental Science and Technology上，并入選美國化學學會 (American Chemical Society，ACS) Editors’ Choice。同時，此項研究還被ACS通過“Embargoed Press Release”形式發布報道。論文的第一作者為北京大學環境學院博士生李菁（將赴加州理工學院開展博士后研究），要茂盛為通訊作者。參與該項工作的還包括來自中國科學院、耶魯大學、蘇黎世聯邦理工等12個科研機構的科研人員。該項目主要得到國家自然科學基金委國家杰出青年科學基金（基金號：21725701）與重大研究計劃培育項目（基金號：91543126）的資助。