典型河口區(qū)域抗生素耐藥基因污染現(xiàn)狀特征的研究.pdf

1、目的:
　　抗生素被大量廣泛地用于臨床治療、水產(chǎn)及畜牧養(yǎng)殖業(yè)，有效地控制和消減細(xì)菌性傳染疾病的危害，同時(shí)也導(dǎo)致了細(xì)菌迅速進(jìn)化對(duì)抗生素的耐藥性。世界衛(wèi)生組織(WHO)宣告細(xì)菌抗生素耐藥性是21世紀(jì)面臨的最嚴(yán)峻的環(huán)境健康問(wèn)題之一，號(hào)召全球共同努力遏制細(xì)菌耐藥性的繼續(xù)發(fā)展。水環(huán)境在抗生素耐藥基因的傳播中起到重要的作用。特別是河口區(qū)域，由于周邊區(qū)域工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和人口的急劇膨脹，大量的抗生素耐藥基因伴隨著抗生素和耐藥細(xì)菌從典型的污染源（

2、例如，醫(yī)療污水、城市污水處理廠、養(yǎng)殖場(chǎng)等）進(jìn)入河口環(huán)境，使其成為細(xì)菌抗生素耐藥基因的一個(gè)重要的“匯”，也是致病菌獲取耐藥基因的一個(gè)重要的“源”。本論文旨在調(diào)查我國(guó)最主要的河口（長(zhǎng)江口和珠江口）區(qū)域的抗生素耐藥基因的污染現(xiàn)狀和特征，初步探索了可移動(dòng)基因元件、抗生素及其耐藥基因的關(guān)系，為正確認(rèn)識(shí)河口環(huán)境中抗生素耐藥基因的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)提供重要的理論依據(jù)。
　　方法:
　　本文綜合運(yùn)用環(huán)境分析化學(xué)、生物信息學(xué)及分子生物學(xué)等多種方法和

3、技術(shù)對(duì)典型河口區(qū)域的抗生素耐藥基因的污染現(xiàn)狀與特征進(jìn)行了研究。使用固相萃取-高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了沉積物中的抗生素的濃度;使用傳統(tǒng)PCR和熒光定量PCR的方法測(cè)定了沉積物中四環(huán)素類、磺胺類抗生素耐藥基因(tet和sul)、接合子基因(int1)、細(xì)菌16S rRNA基因;使用基于二代DNA高通量測(cè)序的生物信息學(xué)方法分析了深海和河口沉積物中抗生素耐藥基因的綜合特征、微生物群落結(jié)構(gòu)及與質(zhì)粒相關(guān)的耐藥基因組成。
　　

4、結(jié)果:
　　長(zhǎng)江口沉積物中16S rRNA和int1基因的平均水平分別為1.34×109和3.7×106copies/g沉積物，與我國(guó)其他河流和河口相比均較低;磺胺類抗生素耐藥基因的水平遠(yuǎn)高于四環(huán)素類抗生素的水平。上海的長(zhǎng)江口區(qū)域和杭州灣采集的沉積物中抗生素耐藥基因豐度高于其它區(qū)域，int1基因與抗生素耐藥基因具有相似的空間分布，說(shuō)明int1基因作為可移動(dòng)基因元件可能參與了抗生素耐藥基因的傳播。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，int1基因的豐度與

5、sul1基因的豐度呈顯著相關(guān)?？股胤治霭l(fā)現(xiàn)大部分四環(huán)素類和磺胺類抗生素在長(zhǎng)江口沉積物中的檢出率和濃度均很低。
　　其次，使用基于新一代DNA高通量測(cè)序的生物信息分析方法，比較分析了珠江口和西太平洋沉積物中細(xì)菌群落、抗生素耐藥基因及質(zhì)粒基因組的特征。研究發(fā)現(xiàn)，沉積物中的細(xì)菌分布在16個(gè)菌門，多數(shù)細(xì)菌屬于變形菌門(Proteobacteria)，西太平洋沉積物中變形菌門的細(xì)菌相對(duì)百分比高達(dá)95％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其在珠江口沉積物中的比例。西

6、太平洋沉積物中，多重耐藥基因(Multidrugs resistance genes)相對(duì)含量最高，可達(dá)到77.8％;珠江口沉積物中的耐藥基因多與常用抗生素（如，磺胺類、大環(huán)內(nèi)酯類、氨基糖苷類、beta-內(nèi)酰胺類等）相關(guān)，臨床病原菌的多重耐藥性與環(huán)境中抗生素耐藥基因的多樣性完全一致。西太平洋沉積物中僅僅0.3％的耐藥基因在質(zhì)粒上，珠江口沉積物中超過(guò)40％的耐藥基因在質(zhì)粒上被發(fā)現(xiàn)。
　　結(jié)論:
　　抗生素耐藥基因在自然環(huán)境是存