Urban and agriculturally influenced water contribute differently to the spread of antibiotic resistance genes in a mega-city river network

论文题目：Urban and agriculturally influenced water contribute differently to the spread of antibiotic resistance genes in a mega-city river network
作者：Dong Wu, Yinglong Su, Hui Xi, Xinyuan Chen, Bing Xie*

文章简介：
       抗生素耐药性问题，近期受到了公众和媒体的广泛注意，抗性污染的控制已经提升为国家行动计划。抗生素抗性基因（ARGs）是抗性表达的基本单位，其在水体环境中的广泛传播，加剧了抗生素抗性问题，并对水体周边居民的健康带来较大的风险。因此，要落实抗性污染的控制，就首先要“识别”水体环境中ARGs的排放特征、传播模式、以及致病性等问题。

      

       华东师范大学生态与环境科学学院谢冰教授课题组，利用高通量测序、基因定量等分子生物学技术，实现了对上海市河网ARGs的分布与传播的测定，并针对不同区域的差异性污染，首次研究了不同污染源对河网中抗性污染的贡献。相比前期的案例型研究，该研究结果解释了长三角潮汐河网中ARGs的污染扩散问题，并揭示了ARGs与致病菌的结合关系，颇具科学意义和污染物控制实际指导意义（图-1）。研究人员首先对上海地区河网进行区域划分（图-2），并对SZ（城市下水污染），DP（污水处理厂排水），HP（农业源污染）三条主要支流进行分段采样。三条河流上游水中ARGs的丰度显著低于中游人类污染排放点样品约1-2个数量级（-1.5 vs. 0.5 log10(ARGs/16S rDNA)），但在下游样品中ARGs的总体丰度有了1个数量级的下降。其中，SZ河与DP河受人类城市活动影响较大，其中的医用类抗生素抗性基因的丰度显著高于农业源污染的HP河，这表现出市区河道可能含有较高的抗性风险。此外，值得注意的是，ARGs在下游虽然丰度降低，的水平扩散能力显著提升。经分析，下游ARGs与水平转移因子（HGT）的结合有了显著性的提升（图-3）。

       此外，研究还发现，在下游河道中，环境中人类致病菌（如，克雷伯氏菌、粪大肠杆菌）与ARGs呈现显著相关的结合特性。并且这些致病菌的群落结构特征与SZ、DP河的细菌呈现极大的相似性，这表明城市污染河道中的微生物对整体河网中ARGs与致病菌结合的影响最大，但与河道水质（如碳、氮、磷含量等）的关系较小。
      以上研究表明，ARGs的传播在河道下游有了显著的提升，主要受到城市源中MGE的影响而实现快速的转移；控制市区河道的污染，对于削减ARGs、降低ARGs带来的抗生素抗性风险具有十分重要的作用。

 

全文链接地址: https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.03.010

该论文于2019年7月发表在SCI 1 区刊物Water Research（影响因子：7.05）上。

我学院武冬、苏应龙为第一作者，谢冰为通讯作者。