塑料际抗⽣素抗性健康⻛险及驱动机制⽅⾯研究获进展

来源: 中国科学院城市环境研究所

发布日期: 2023-10-09 17:03:30

中国科学院城市环境研究所朱永官院⼠团队-崔丽研究组,在流域尺度上,通过综合考虑ARGs的丰度、⼈类可及性、移动性、⼈类致病性和临床可⽤性,定量评估了5种不同类型微塑料的ARGs健康⻛险,并解析了流域环境中驱动塑料际ARGs健康⻛险的多重⽣物及⾮⽣物因⼦。结果表明,聚⼄烯(PE)相⽐于其他4种微塑料或塑料与纤维聚合物,具有更⾼的健康⻛险,且其⻛险值随着城市化的增加⽽进⼀步增强。

微塑料在环境中⽆处不在。有报道证明微塑料能够作为微⽣物的载体,促进抗⽣素抗性基因(ARGs)的定殖和传播,从⽽对⽣态系统安全和⼈类健康造成潜在危害。近年来,对于环境⽔体塑料际ARGs的报道集中于微塑料表⾯ARGs的丰度及种类的探究,⽽对于塑料际ARGs的健康⻛险及其驱动机制仍缺少定量表征与系统解析。

中国科学院城市环境研究所朱永官院⼠团队-崔丽研究组,在流域尺度上,通过综合考虑ARGs的丰度、⼈类可及性、移动性、⼈类致病性和临床可⽤性,定量评估了5种不同类型微塑料的ARGs健康⻛险,并解析了流域环境中驱动塑料际ARGs健康⻛险的多重⽣物及⾮⽣物因⼦(包括微⽣物群落组装、多样性、代谢功能、城市化⽔平、塑料类型、抗⽣素含量及⽔体理化参数)。

结果表明,聚⼄烯(PE)相⽐于聚丙烯(PP)、聚苯⼄烯(PS)、聚⼄烯-纤维(PF)、聚⼄烯-纤维-聚⼄烯(PFP)其他4种微塑料或塑料与纤维聚合物,具有更⾼的健康⻛险,且其⻛险值随着城市化的增加⽽进⼀步增强。因此,应严格监控河流中聚⼄烯的⼤流⾏尤其是在城市区域。污⽔排放量作为城市化的重要指标之⼀,与塑料际ARGs健康⻛险呈显著正相关。

群落组装结果表明,扩散限制作为主要的⽣物驱动因⼦影响细菌群落多样性及其互作,进⼀步影响ARGs的健康⻛险。微⽣物代谢功能分析表明,由于较⾼的适应度代价,较⾼的ARGs健康⻛险往往伴随着塑料际微⽣物群落正常代谢功能的降低。该研究系统性地定量评估了不同塑料类型ARGs的健康⻛险,解析了背后复杂的⽣物及⾮⽣物驱动因⼦,对环境中微塑料和ARGs双重污染的监测及管理提供了重要指导。

相关研究成果以Quantifying health risks of plastisphere antibiotic resistome and deciphering driving mechanisms in an urbanizing watershed为题,发表在期刊《⽔研究》(Water Research)上。

研究⼯作得到国家⾃然科学基⾦、“⼀带⼀路”国际科学组织联盟和中国科学院⻘年交叉团队项⽬的⽀持。

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