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我國學者在環(huán)境耐藥性研究方面取得進展
2020年12月04日 11:00:35
來源：化學科學部 點擊量：3761
在國家自然科學基金項目(批準號：21590814、21437005、21277162、51178449、20877085)等資助下，中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心楊敏研究員團隊近20年來，一直致力于抗生素生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)制藥廢水處理系統(tǒng)是抗生素抗性發(fā)展的熱區(qū)，單一的抗生素就會導致環(huán)境細菌產(chǎn)生多重耐藥性.
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在國家自然科學基金項目(批準號：21590814、21437005、21277162、51178449、20877085)等資助下，中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心楊敏研究員團隊近20年來，一直致力于抗生素生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)制藥廢水處理系統(tǒng)是抗生素抗性發(fā)展的熱區(qū)，單一的抗生素就會導致環(huán)境細菌產(chǎn)生多重耐藥性。
世界衛(wèi)生組織已將抗生素抗性列為本世紀健康領(lǐng)域的大挑戰(zhàn)之一。闡明抗生素脅迫下環(huán)境中耐藥性發(fā)展機制,提出有效的耐藥性阻斷策略是環(huán)境科學領(lǐng)域的前沿科學問題。
該團隊率先針對土霉素等典型抗生素生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)開展研究，綜合應用分離篩選與高通量測序技術(shù)及生物信息學手段，在細菌群落水平上揭示了不同類型抗生素壓力下，廢水處理系統(tǒng)中抗性發(fā)展機制的差異。研究發(fā)現(xiàn)，I型整合子在鏈霉素壓力下主導活性污泥微生物群落中氨基糖苷類抗性基因的水平轉(zhuǎn)移，質(zhì)粒(pAeca1和pAeca2)和Tn3家族轉(zhuǎn)座子(Tn6433)在土霉素壓力下四環(huán)素類抗性基因tet(E)的水平轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著重要作用，而對宿主細菌的選擇是替加環(huán)素壓力下抗性發(fā)展的主要機制。
根據(jù)抗生素藥效官能團易水解的特性，該團隊研發(fā)出基于強化水解的預處理技術(shù)，可定向破壞抗生素活性官能團，消除生物處理抗性發(fā)展驅(qū)動力，阻斷耐藥性環(huán)境傳播。相關(guān)技術(shù)在河北省兩個土霉素生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)工程改造中得到成功應用(圖1)，實現(xiàn)抗生素減排919噸/年，抗性基因消減83%。
系列研究成果發(fā)表在《環(huán)境科學與技術(shù)》[Environ. Sci. Technol. (2020, 54(11), 6781-6791) ]、《水研究》[Water Res. (2020, 183, 116088; 2020, 187, 116408) ]、《環(huán)境》[Environ. Int. (2020, 140, 105816)]、《化學工程雜志》[Chem. Eng. J (2020, 391,123626)]等雜志上。并應世界衛(wèi)生組織(WHO)邀請作為責任專家參與《關(guān)于防止感染和減少抗生素耐藥性傳播的水、環(huán)境衛(wèi)生、個人衛(wèi)生和廢水管理技術(shù)導則》的編制，為制藥業(yè)的耐藥性傳播風險管理提供指導。
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