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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：3747
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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(dǎo)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(yù)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(yīng)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(yīng)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(dǎo)則》的編制，為制藥業(yè)的耐藥性傳播風險管理提供指導(dǎo)。
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