北京市農(nóng)林科學(xué)院生物所在養(yǎng)殖場耐藥基因的逸散傳播研究中取得新進展

　　近日，北京市農(nóng)林科學(xué)院生物所環(huán)境微生物課題組與瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zürich）環(huán)境工程研究所合作，在環(huán)境科學(xué)TOP期刊Journal of Hazardous Materials（IF2021=10.588）在線發(fā)表了題為“Air path of antimicrobial resistance related genes forbid layer farms: Emission inventory, atmospheric transport, forbid human exposure”的研究論文，揭示了養(yǎng)殖場逸散的抗生素耐藥基因對城市空氣污染的貢獻和人體暴露，為評估養(yǎng)殖場空氣的生態(tài)健康風(fēng)險提供理論和數(shù)據(jù)依據(jù)。

 

　　抗生素耐藥性 （AMR）正嚴(yán)重威脅全球公共健康。2019年，AMR感染直接導(dǎo)致127萬人死亡，間接導(dǎo)致495萬人死亡（The Lancet, 2022）。預(yù)測到2050年每年將有1000萬人死于抗生素耐藥性。由于抗生素在畜禽養(yǎng)殖業(yè)上的大量使用，使養(yǎng)殖場成為AMR的重要源頭。但目前關(guān)于空氣途徑在AMR傳播過程中起到的作用還知之甚少。本研究以北京地區(qū)蛋雞養(yǎng)殖場為研究對象，基于對養(yǎng)殖場舍內(nèi)外空氣中AMR相關(guān)基因的長期定量測定，利用含有基因衰減模塊的大氣擴散模型（ADM），計算了蛋雞場AMR相關(guān)基因的排放清單，量化了其對北京市空氣中AMR貢獻率的區(qū)域性分布，并評估了AMR在居民呼吸系統(tǒng)中的時空沉積規(guī)律。從逸散源頭、傳輸途徑、人體暴露三個環(huán)節(jié)，全面解讀了動物源性AMR通過空氣途徑向環(huán)境和人類傳輸?shù)倪^程。研究結(jié)果表明，北京市全部養(yǎng)雞場的細菌和AMR 相關(guān)基因的年度總排放量在 1015 forbid 1017 拷貝之間。北京市城區(qū)空氣中1-14.6% 的抗生素耐藥基因，4.9% 的葡萄球菌屬，以及2.2% 的臨床一類整合子（CintI1）來自于養(yǎng)雞場。北京市居民每年人均動物源空氣細菌的暴露量為 1.39×104 拷貝，其中約 87% 會沉積在人的上呼吸道。

 

　　本研究為定量分析不同污染源對空氣中有害微生物及耐藥基因的貢獻提供了新思路和方法。研究結(jié)果強調(diào)，動物源抗生素耐藥基因可增加人類和環(huán)境的AMR負(fù)擔(dān)，空氣傳輸途徑在該過程中起到的作用不可忽視。

 

　　北京市農(nóng)林科學(xué)院為論文的第一通訊單位，生物所高敏副研究員和王旭明研究員為論文的第一作者和通訊作者。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的Zhang Xiaole博士和Wang Jing教授為論文的共同第一作者和共同通訊作者。生物所仇天雷博士和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的Yue Yang博士參與了此項工作。該研究得到了國家自然科學(xué)基金國際合作項目、北京市青年拔尖人才、院創(chuàng)新能力建設(shè)專項等項目的資助。