作者：自然杂志的娜奥米·卢比克（Naomi Lubick）
南普拉特河流域发源于落基山脉的原始溪流，向东流经科罗拉多州高原，那里点缀着牧牛场、羊牧场、奶牛场以及人类污水处理厂。在对整个景观进行首次定量调查中，研究人员绘制了人类活动如何影响流域内抗生素耐药基因浓度的地图。
弗吉尼亚理工大学布莱克斯堡分校的艾米·普鲁登（Amy Pruden）和她的同事追踪了两个整合子——可以被微生物交易或在环境中独立存在的遗传元件——分别称为sul1和tet(W)，它们分别赋予磺胺类和四环素类抗生素的耐药性。这两类药物都在动物和人类中使用。
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在一年多的时间里，研究人员对流域内的十个地点进行了采样，包括相对原始的上游地区和人类活动下游的地区。该团队对流入河流的89个水处理厂和100个动物饲养场进行了表征。南普拉特河接收来自丹佛等地的处理后的废水，在2月份，一年中最干燥的时候，其流量可能主要由废水组成。
普鲁登表示，在受人类影响的地点，sul1抗生素耐药基因的含量比流域内更原始地区的“自然背景”高出1,000-10,000倍。sul1的浓度与上游废水处理厂和动物的数量和位置之间也存在线性相关关系。
但是，tet(W)与人类活动之间没有明显的关联，tet(W)的浓度也不符合之前对河流沉积物中四环素类抗生素的测量结果，后者可能导致微生物群落中局部耐药性的发展。
研究小组推测，sul1基因更“混杂”，或者说更容易被环境中的细菌吸收并传播，而tet(W)则更受限制。机械运输方式可能会主导其在环境中的移动，例如附着在沉积物上。
背景耐药性
耐药基因自然存在于环境中；史前冰样本显示，在30,000年前的阿拉斯加永久冻土中，TetM与猛犸象DNA并存。这种背景使得对“抗生素耐药基因的自然发生和人为负荷，以及这些基因的来源进行表征非常重要，而且最好以定量的方式进行”，正如普鲁登的团队对南普拉特河所做的那样，瑞典哥德堡大学的约阿基姆·拉尔森（Joakim Larsson）说，他曾在印度和瑞典追踪抗生素和耐药基因。
爱荷华州爱荷华市美国地质调查局的达纳·科尔平（Dana Kolpin）表示，这些发现突出了抗生素耐药基因的复杂问题，随着处理后的废水在水资源稀缺的地区得到更广泛的应用，这个问题将继续受到关注。但他告诫说，尽管普鲁登的模型有助于理解南普拉特河流域系统，“你不能推断到所有流域，因为所有流域都是独一无二的”。
普鲁登和其他研究人员可能很快有机会追踪这些风险：她和她的同事最近完成了一项未发表的亚利桑那州弗拉格斯塔夫废水研究，表明可能携带抗生素耐药性的微生物在处理厂相对彻底的方法中存活下来，并在将处理过的废水输送到其他地方的管道中繁荣生长。科学家们还在处理过的废水中检测到磺胺类和另一种抗生素的耐药基因——今年晚些时候，这些废水将在附近的滑雪胜地转化为雪，该地位于一个相对原始的流域的一部分。