1、本科毕业论文 文献综述 环境 工程 自然环境中的抗生素耐药性基因研究进展 摘要： 抗生素耐药性的病原体对人类的健康极为重要，但是抗性决定簇的环境储库鲜为人知。环境中抗生素耐药性的起源有关人类健康，因为人畜共患疾病的重要性和预测新兴耐药菌的需要一样日益增加。抗生素耐药性在非农业、非临床环境中的存在和蔓延的示例需要更深入的调查。 关键词： 耐药性；天然环境；基因 前言 人类病原体的抗生素抗性基因像耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等已经是众所周知的，因为他们混淆了治疗疾病的工具。特别是，病原体中的抗性决定簇常常在介绍抗生素的临 床使用后遇到，并且用抗生素治疗人类病原体会直接影响这些病原体抗生素体抗力的频率
2、1-4。 致病菌中抗生素耐药性的存在是问题很多元化，由于水平基因转移的普遍存在，其中细菌基因从环境中获得的过程 4。许多已知的抗生素耐药性基因是在转座子、整合子或基因中被发现的，在相同或不同物种的细菌上可以调动并转移。已知的人类共生细菌以及病原体的治疗转移证据，人体肠道微生物的 基因转移是广泛的 5。 这些转移基因的来源和储库是什么？对环境中自然抗性基因的起源和作用没有详细的检查，是不可能充分理解抗生素耐药性基因病原体演变和传播的情况。本文综述了环境中抗生素耐药性的来源，耐药基因在微生物生态学方面的功能和作用以及这些基因的传播方式对人类使用抗生素可能存在的影响。 环境的选择压力 抗生素在人类和
3、动物细菌感染的治疗中是必不可少的，因此要优先保留其功效。近几十年来，医生和科学家们呼吁谨慎使用抗 生素，努力减缓其发展和抵抗力疫情扩散 6-8。抗生素在医疗中的谨慎使用，需要医生根据病人的症状来确定是否是细菌的感染，然后据此选择对应药物。 相比之下，抗生素在农业中的使用没有急性感染。一些相同的用来治疗人类的病原体抗生素，比如阿莫西林，红霉素，也可用于治疗动物的疾病，促进动物生长和提高饲料效率 9。就像医院规定，农业使用抗生素取决于抗生素的抗性，可以说是一个更广范围的传播由于农场在饲料和饮水范围内预防性抗生素的管理。来自郊区和农村的土壤以及水生动物中的抗生素，这些选择压力被强加人类疾病的治疗 1
4、0-11。另一个例子，在鱼类养殖厂的预防性使用抗生素，导致耐药细菌的数量在上升 12。引人注目的是，这些耐药细菌可以转移人类病原体基因的抵抗力 13。抗生素选择性应用在临床和农业的设置上已经 促进了基因抗性的进化速度，无论它的起源。 抗生素抗性基因的运动 1.物理力量 物理的力量，就像风和流域的创建，是抗生素抗性基因传播的重要驱动力。自从抗生素化疗引进之前，抗生素和抗性基因已广泛分布在环境中，但人类活动有可能增加耐药细菌在空气和水中的传播。总之，相对于室外来说，大肠杆菌和和金黄色葡萄球菌的抗生素耐药性在室内更为常见 。海水和淡水的生态系统含有很多细菌的来源，包括人为的含抗药性细菌的抗生素。甚至
5、，环境中的细菌被认为是静止的，比如土壤，是可以借助大自然的力量被移动的， 沙尘中的细菌在洲际之间的运输就是一个例子。 2.动物 野生动物为抗生素耐药基因的传播提供了一个生物机制。由于接近人类活动，野生哺乳动物肠道细菌的抗生素耐药谱受影响，特别是生活在微生物抗生素抗性选择人口稠密的地方。人类可能搜集环境中受人类活动影响或与这些环境有联系的其他鸟类中的具有抗药性细菌的抗生素，说明巨大的地理距离可通过与人类相关的抗性基因进行传播。 3.人类 抗生素耐药性细菌甚至已经在最偏僻的社区被发现，虽然接近人口密集的人群影响抗生素的发现。比如，具有抗药性的抗生素沙门氏菌和志贺氏菌远从尼泊尔 加德满都已经分离出人
6、类生活，但是比起从附近人类生活中分离的少之甚少。由于关心现代保健的人比较少，与外界人类接触的社区是最小的，结果表明：这个社区的抗生素耐药性完全是由于其他地区移民的不同抗性基因序列。抗生素抗性基因已传播到最孤立的人群，它们存在在一个没有明显选择压力的地方。 自然群落的抗生素耐药性 1.前抗生素时代 前抗生素时代是唯一真正免受人类抗生素使用影响的时代。 20世纪 30年代末，在磺胺类抗生素引进之前，可以被称为没有工业生产抗生素的 “抗生素天真 ”。回顾性研究表明，含有耐药基因的细菌目前在药 物生产中还没有广泛传播。引进抗生素前后分析发现肠道细菌的抗生素耐药谱。因此，决定对抗生素抵抗自然存在，并可能
7、受到横向转移前的极端选择压力施加在抗生素时代。抗性基因的交换一定有利于致病细菌对抗生素抗药性的快速生长。 2.土壤 由于抗生素和抗性基因的运动，是不可能在任何环境下可以被视为真正的纯朴。然而，尽管土壤颗粒通过物理力量运动，土壤本身是一个固定的复杂体，部分土壤远离人类活动影响。因此，土壤中抗生素耐药性的研究表明，环境细菌海港抗生素耐药细菌独立于人类活动。 抗生素作用和抗性 在实验和临床发现微生物 化合物的巨大治疗潜力导致抗菌活性的重要性和普遍性的预见。这导致对微生物其他天然产物潜在功能的完全忽视。在有限的基因组研究的基础上，我们认为为生物种群能够产生广泛的生物活性小分子（ the parvome
8、16），只有极少数的已经被隔离，鉴定和使用抗生素以及别的类型的治疗。放线菌门的细菌，一个巨大的生物分类群，其特点是由高基因组 GC 含量和不同的属组成，和所有生产复杂的生物活性小分子 17-21。它被评估到，抗生素形成了数以百计的分子。 结论 绝大多数环境中细菌的抗生素耐药性是鲜为人知的，虽然已经呼吁对抗生素耐药性环境储库的更多理解和他们对临床上大量细菌的潜在影响。 土壤的评估尤其具有挑战性，由于其化学和物理性质相异（土壤显示变化规模在一米或一下）。除去我们的知识空白，但是不论人类是否使用抗生素我们都知道一些生物和海港环境的抗生素 耐药性基因。考虑到抗生素治疗是我们的首选，许多情况下我们用来治
9、疗传染病，所以我们得出结论，环境储库抵抗力更详细的研究对我们人类未来抗感染的能力至关重 。 参考文献 1Austin, D., Kristinsson, K. & Anderson, R. The relationship between the volume of antimicrobial consumption in human communities and the frequency of resistanceJ.Proceedings of the National Academy of Sciences, 1999, 96(3): 1152. 2Conway, S. P., Br
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