哈工大这项研究为解决抗生素带来的环境风险提供新方案

科技日报记者 李丽云

记者10月14日从哈尔滨工业大学获悉，该校环境学院郭婉茜教授团队首次系统探究了应对抗生素潜在胁迫，厌氧污泥微生物生理功能和群落变化对于抗性基因迁移转化的影响，提出了厌氧污泥混合体系中微生物对抗性基因发展和调控的机理，为今后抗生素抗性基因扩散控制提供了有益思路，为解决抗生素带来的环境风险提供了新方案。该成果以《抗生素暴露条件下抗生素耐药基因转移的解读:功能模块和细菌群落驱动》为题，于9月17日发表在环境领域顶级期刊《水研究》（《Water Research》）上。

据郭婉茜教授介绍，我国是一个抗生素生产和使用大国，由于机体代谢不完全，每年有大约5万吨抗生素会排放进生态环境中，产生生态风险。目前，抗生素残留进入生态环境可能引发产生抗性基因等生态风险，备受国际关注。抗性基因作为一种新兴污染物，具有易产生、难去除特点，可能会产生抗性细菌，导致感染者死亡。而活性污泥作为环境中抗性基因主要“源”和“汇”，与人类生活密切相关，具有较大生态风险性。因此，阐明活性污泥系统中抗生素转移机制，对未来抗性基因传播阻断等具有重要意义。而目前，污泥系统中抗性基因转移内在机制争议犹存，尚未被完全理解。

该团队依托哈工大城市水资源与水环境国家重点实验室开展科研攻关，构建了厌氧活性污泥生物反应器，利用宏基因组生物测序技术，分析了生理功能编码基因的丰度变化，揭示了抗生素暴露条件下微生物相关功能、可移动遗传因子和抗性基因之间关系，进一步探究细菌群落转变和潜在宿主菌。

该研究表明抗生素暴露改变了细菌群落，触发氧化应激反应、细胞信号转导系统和IV型分泌系统等模块，促进可移动遗传因子和基因转移潜力，上述这些变化共同驱动活性污泥中抗性基因丰度增加。这种现象在难降解抗生素暴露下表现更为明显。

专家评价，本研究不仅提出了厌氧污泥混合体系中抗性基因转移和调控机理，同时有助于在实际应用中有针对性地提出抗性基因传播途径的阻断控制策略，具有深远科学意义和进一步研究价值。

（图片由课题组提供）

文章链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135421008678