作者：Naomi Lubick
在印度海得拉巴附近的帕坦切鲁的一家废水处理厂下游的细菌中发现了高水平的抗生素耐药性。
两年前，瑞典哥德堡大学的Joakim Larsson和他的同事报告说，该处理厂排放的污水中的药物浓度有时相当于治疗使用的高剂量。他们确定，到达该工厂的含抗生素的水来自海得拉巴附近该地区的90家大宗药品制造商。研究人员想知道暴露于这些药物的环境中的细菌可能会发生什么。
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意外的耐药性
细菌可以在移动的“盒式磁带”中交换成束的耐药基因，例如，这些基因携带在称为质粒的小型DNA环上，质粒可以独立于细菌染色体进行复制。为了找到这些DNA片段，Larsson和他的同事使用了一种称为“鸟枪法宏基因组学”的DNA测序方法，来分析他们早期研究中收集的污水、河水和河底沉积物中存在的所有DNA。博士后研究员Erik Kristiansson开发了一种生物信息学方法来解析信息，并搜索已知抗生素耐药基因的证据。
研究人员在《PLoS ONE》杂志上报告说，在工厂下游的三个地点，耐药基因几乎占那里采集的DNA样本的2%。丹麦技术大学的微生物学家Dave Ussery说，因为大约5000个基因的典型基因组中只需要一到两个基因来保护细菌，所以这是一个很大的遗传耐药性，他没有参与这项工作。
研究人员发现了针对多种抗生素的耐药基因，但与存在的抗生素的关系并不直接。例如，发现最常见的耐药基因是一类称为磺胺类药物的抗生素，但研究人员没有发现这些药物本身的证据。他们假设这可能是一个案例，其中对一组药物的耐药性可能提供对其他药物的耐药性。
尽管检测到高浓度的氟喹诺酮类药物，这是一种化学类别，包括强效抗生素环丙沙星，但研究小组发现，下游对这些药物的耐药性证据少于工厂上游。研究人员认为，下游污水中的氟喹诺酮类药物浓度非常高，以至于它们甚至压倒了耐药细菌。
纽卡斯尔大学的David Graham评论说，在如此多的活性药物成分暴露中发现耐药性“并不令人惊讶”，他曾在古巴研究过暴露于较低水平医疗废物的地点。“但在某种程度上，这有点像烧杯实验，”他说，测试最坏的情况，但这只是“在一个自然系统中。这就是它的用处所在。”
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瑞典乌普萨拉大学的传染病专家Björn Olsen说，抗生素耐药基因的传播很复杂。Olsen说，像帕坦切鲁这样的耐药性热点地区最终可能会像火山爆发一样： “云层会降落在其他地方，而不仅仅是在污水处理厂周围”。他的团队最近记录了迁徙到北极的鸟类粪便中的多重耐药性大肠杆菌。
美国地质调查局（USGS）在密歇根州兰辛的微生物学家Sheridan Haack警告说，河流及其沉积物中高浓度的抗生素实际上可能不是驱动遗传耐药性的因素。来自人类粪便的细菌中已经存在的耐药基因，或工厂处理阶段用于分解污泥的细菌产生的耐药基因，可能会随着污水一起被冲入河流。
无论原因如何，Haack说，Larsson及其团队发现的高耐药性率很有趣，而且该团队似乎是第一个将这种宏基因组学方法与生物信息学相结合应用于环境样本的团队。她说，Larsson的团队现在应该使用更传统的、针对耐药基因和携带这些基因的幸存细菌物种的特定搜索。
Ussery警告说，即使发现的细菌对该地区的人类或其他动物没有危险，它们也可能将其耐药基因转移给有危险的细菌。Ussery说，“他们需要知道谁在那里”，以确定哪些物种正在存活，哪些是遗传耐药性的来源。