细菌通过突变或窃取其他细菌的抗生素抗性基因产生耐药性。抗生素使用越多,耐药性的发生越快,这已经成为了21世纪的重大健康危机。预计到2050年,每年将有一千万人因为耐药性感染而死亡,死亡率超过癌症。
抗生素的耐药问题非常普遍,每个人的肠道细菌或微生物组中都携带耐药基因。这些细菌只含有一到两个耐药基因,通常不会引起疾病,但是确实也会导致一些意想不到的、有害的后果。人类肠道中的耐药基因最终被释放到污水中,进而流向溪水,河水和水道中。
图 1 废水处理厂往往不能有效地去除耐药基因。
在自然微生物学杂志(Nature Microbiology)发表的一篇论文中[1],作者们发现,耐药基因已经成为河流入海的河口的主要污染物。在河口,跟火柴头大小相当的泥土中约含有100万的耐药基因,而这些基因在100年前是不存在的。
河口是淡水和海洋之间的天然过滤点,容易积累污染物,包括耐药基因。人类和农业动物通过排泄物来排泄耐药基因,这些排泄物可能直接流向河水和溪水中,即使经过废水处理厂,也不能完全清除耐药基因。
更糟糕的是,许多人用或兽用抗生素不容易分解,与消毒剂,重金属和其他污染物共同存在于所有城市水道中。这意味着天然生态系统中的细菌可能通过获得耐药基因抵抗重金属,抗生素和消毒剂,进而获得生存的优势。
人类住区的废水中含有细菌、耐药基因和抗菌剂的复杂混合物,污染水道便成为产生携带多个耐药基因的细菌的巨大反应器,这些耐药细菌最终到达河口。此外,已经存在于河口泥土中的细菌也可以从污水中获得耐药基因。
图 2 螃蟹以及虾,牡蛎和鱼从河口采集供人食用
那么,这为什么很重要?因为许多食物组分,如虾,牡蛎,螃蟹和鱼,都是生活中淤泥中并从河口捕获的,这就意味这河口泥土中的细菌直接进入人类食物链,并且部分细菌中包含以前从未发现的耐药基因的组合。
虽然这些携带耐药基因的细菌可能不会危害人类或动物的健康,但是,这可能是新的超级细菌产生的方式。在地球上的某个地方,随时都有一种细菌物种悄悄地积累着耐药基因,最终成为超级细菌。
该研究在集约化畜牧业生产中经常使用抗生素的中国进行,这可能意味着中国的情况可能比世界其他地区更加极端。尽管如此,需要特别强调的是,大多数国家还继续以这种方式使用抗生素,或在过去已经这样使用。
当然,所有国家都需要抗生素治疗病人。这就意味着从农场,城镇或城市流出的每条水路都含有耐药基因和抗生素。在中国发现的这种类型的污染可能存在于城市发展或动物养殖业下游的每个河口,因为在中国海岸线4000公里处的每个河口都存在与耐药基因类似的污染。
我们可以采取许多措施来减少潜在的问题,首先,需要更谨慎使用抗生素。我们只利用抗生素来治疗严重的感染,而不是作为食品添加剂。我们也迫切需要开发水处理技术,除去消毒剂,金属,抗生素和可以抵抗上述物质的耐药基因。
否则,你下一次去海边吃海鲜晚餐可能就是最后一次。