抗生素抗性基因传播及潜在危害

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　　【摘 要】抗生素的使用，为挽救生命做出了巨大的贡献，是一项及其伟大的发现。但是随着生活节奏的加快及经济的发展，抗生素滥用现状非常严重，科学家将其称作新型的环境污染，人们也越来越认识到其严重的后果。相关的研究也陆续展开，关于抗生素的来源，其目前在环境中的水平含量，抗生素中抗性基因的传播机制等，如何有效的预防抗生素抗性基因的扩散传播，有效的降解抗生素的抗性基因都是目前研究的重点；如何改进污水处理流程，改进工艺更好的降解抗性基因，以及如何有效的避免多重抗性的产生，多重抗性产生的原理依据有哪些等也是非常严重的挑战。这些都直接危害生态环境及人们的身体健康。超级细菌的出现更是叫人们恐慌，人们也清楚的认识到如何不采取进一步的措施，任由其发展的话，总有一天我们会到无药可用的地步。本文从抗生素的基础知识出发，首先介绍了抗生素的来源，抗生素抗性基因的转移，以及如何有效的控制抗生素抗性基因的传播扩散。最后针对目前的现状，讨论将来研究的重点方向。为抗生素更好地为人类服务，减少污染提出策略。
　　【关键词】抗生素；抗性基因；水平转移
　　【中图分类号】R787 【文献标识码】A 【文章编号】1005-0019（2019）06-0-01
　　引言
　　抗生素是医学上的一项重大发现，起到了关键性的作用。其应用广泛，也常用于养殖业的饲料中，因为其可以刺激生长并且可以预防疾病，所以会在饲料中添加。但如果长期滥用的话会导致耐药性细菌的出现，甚至会出现超级细菌。近年来这一现象引起各国的高度重视，政府及社会各界号召要遏制抗菌素耐药性的蔓延，虽然这一举措使得这一现象有所缓解，但是有关抗生素的抗性基因却开始蔓延，影响抗生素的治疗效果，危害人类的身体健康。有学者将抗生素的抗性基因称作新型的环境污染，关于抗生素抗性基因的研究也越来越受到各科学家的关注。
　　1 抗生素抗性基因的来源
　　细菌无处不在，环境中有大量的细菌，其内在的抗性是环境中抗性基因的主要来源，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。目前一项研究表明自然界中本来就有抗性基因，而不是由于抗生素治疗过程中的使用造成的。也有研究表明，人类几乎不活动的地方也发现有抗生素的抗性基因。对环境中宏基因组进行高通量测序发现，环境中有许多的抗性基因和与抗性基因水平转移的相关的基因元件。
　　抗性细菌通过人和动物的粪便排出体外，这是环境中抗性基因的重要来源之一，一般的在医疗垃圾中发现比较多，我国虽然有严格的医疗垃圾处理程序及方法，但是抗生素在处理过程中很难被除去，所以抗生素及有抗性的微生物很容易进入环境里。[1]还有就是在各养殖厂中，本田地土壤及周围环境中抗性基因较多，其废水中抗性基因的丰富及种类较多，这些抗性基因可能会对人类的健康造成危害。抗生素如果使用太多，可能会造成大量的抗性基因富集，进而对人类的健康造成威胁。
　　2 抗生素抗性基因的水平转移
　　通过接合，转导，转化等方式抗生素抗性基因水平转移，从一个菌株中转移到另一个菌株中，这样另一方便有了抗性，这也是细菌适应抗生素的主要分子机制之一，是长期进化的选择。质粒是环状DNA分子，在大多数的细菌中普遍存在，大量的研究发现，质粒上携带抗生素抗性分子，也有的抗性基因位于染色体上。质粒对于细菌抗性水平的转移有着很重要的作用。整合子和转座子也是抗性基因水平转移的重要生物原件，发挥重要的生物学作用。抗生素的大量使用对抗生素抗性基因的水平转移有很大的影响，抗生素本身的转化，迁移等与受诱导的抗生素抗性基因的传播有一定的相似。还有相关的研究发现，环境里的重金属对抗生素的抗性基因的水平转移有相对的促进作用，还有一种因素是大量化学试剂的使用，在对环境造成污染的同时也筛选出一定的抗性基因。化学试剂中含的抗性基因有时候与抗生素的抗性基因属于同一遗传因子上的，这样一来，化学试剂的使用直接影响抗生素的抗性基因的水平转移及筛选。再者，化学试剂的使用间接影响微生物群落的结构，这样就影响了抗生素抗性基因的转移及传播。我们只有了解了抗生素抗性基因发生转移的分子机制，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
　　抗生素的滥用已经是目前公认的一大不良现状，其对生态环境造成严重污染，对人类的健康构成严重的威胁，陆续有各种新闻媒体曝光，在目前还没有很好的防治方法之前，我们应严格控制抗生素的使用，并想办法使得抗生素的抗性基因转移得到控制。目前考虑应从以下几方面遏制抗生素抗性基因的转移。
　　首先，国家及相关政府出台相应的法律政策，规范医疗机构，制药厂，畜牧养殖业等的废水废物排放，减少环境中的抗生素，直接预防环境中抗生素抗性基因的转移传播及扩散。减少微生物因抗生素滥用所造成的筛选压力，废弃物需达到一定的标准才可以排放。另外也要合理给予患者抗生素，规范范围及使用剂量。从环境执法出发，对遏制抗生素滥用有重要的作用。其次，从科学实验出发，加强对抗生素降解的研究。微生物的降解可以有效的去除土壤中的抗性基因，对粪便进行翻晾也可降解部分残存的抗生素，目前的研究表明，生物处理法可以有效的去除部分抗生素，有的种类的抗生素需联合其他技术处理，能起到较好的效果，因此，不断对处理工艺改进加强，以求更加有效的对环境中的抗生素进行降解。最后，有研究表明环境的改变也会影响抗生素抗性基因的传播和转移，温度，氧浓度，光照等都是影响的重要因素，可以通过人为改变环境中的条件，有效改善环境中抗生素抗性基因的传播和扩散。
　　4 讨论与结论
　　抗生素目前的使用范围很广，滥用现象也很严重，有时候会导致多重抗性的产生，严重危害着环境生态及人们的健康。超级细菌的出现也使得疾病难以得到控制，引发恐慌。研究细菌的多重耐药性，可以对其进行高通量测序，现在高通量技术已经非常的普遍且是生物研究的一大重要的技術，抗生素的滥用导致了多重耐药性的出现。也有研究发现，抗生素之间有一定的协同作用，这也为预防疾病带来的困难，应该引起人们的足够重视。[3]早抗生素滥用的高选择压力下，新的抗性基因有可能整合到遗传元件上，这样便形成连锁传递，此种多重抗性也很难去功克，对生态环境及人类健康造成威胁，多种原因造成的多重抗性危害极大，应该引起足够的重视，一方面需要遏制抗生素的滥用，另一方面要研究如何解决这些困难。
　　抗生素抗性基因的转移和传播，以及多重抗性的出现，耐药菌不断出现，这一现状人们称作新型的环境污染。研究环境中抗生素抗性基因的分布特点，转移机制，降解方式等。为解决这一新型环境污染提供理论基础，一定程度上遏制抗生素抗性基因的转移。[4]针对抗生素抗性基因的研究还有许多问题有待解决。例如，研究各个种类的抗生素的抗性基因在各环境中的分布情况，其来源，收集数据分析各领域的污染现状。再者，微生物等的多重抗性，深入开展研究多重抗性的污染水平，多重抗性基因的种类，转移情况现状，评估风险，为控制污染提供一定的理论基础。另外，医疗机构，制药企业，养殖场等废水是抗生素抗性基因的主要储存场所，在此范围内研究抗性基因的去除是极为关键的，不同水的处理工艺及其他的各种改进的组合工艺， 以及在各种工艺条件下，抗性基因的去除规律机制等问题都有待进一步的解决研究，也是未来研究的重点方向。
　　参考文献
　　苏建强， 黄福义， 朱永官. 环境抗生素抗性基因研究进展[J]. 生物多样性， 2013（4）： 481-487.
　　杨凤霞， 毛大庆， 罗义， 汪庆， 母全华. 环境中抗生素抗性基因的水平传播扩散[J]. 应用生态学报. 2013（24）： 2993-3002.
　　陈树新， 刘丽会. 乡镇卫生院抗生素使用中的问题及应对策略[J]. 世界最新医学信息文摘. 2018（76）： 239.
　　文汉卿， 史俊， 寻昊， 邓慧萍. 抗生素抗性基因在水环境中的分布、传播扩散与去除研究进展[J]. 应用生态学报. 2015（26）： 625-635.
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