您的当前位置: 首页 资助情况 资助成果 正文
我国学者在环境耐药性研究方面取得重要进展
2020年11月20日    作者: 王春霞 云洋 庄乾坤    发布 : 化学科学部

在国家自然科学基金重大项目、重点项目及面上项目(批准号:21590814、21437005、21277162、51178449、20877085)等资助下。中国科学院生态环境研究中心杨敏研究员团队近20年来致力于抗生素生产废水处理系统的研究,发现制药废水处理系统是抗生素抗性发展的热区,单一的抗生素就会导致环境细菌产生多重耐药性。

世界卫生组织已将抗生素抗性列为本世纪健康领域的最大挑战之一。阐明抗生素胁迫下环境中耐药性发展机制,提出有效的耐药性阻断策略是环境科学领域的前沿科学问题。杨敏团队率先针对土霉素等典型抗生素生产废水处理系统开展研究,综合应用分离筛选与高通量测序技术及生物信息学手段,在细菌群落水平上揭示了不同类型抗生素压力下废水处理系统中抗性发展机制的差异。研究发现I型整合子在链霉素压力下主导活性污泥微生物群落中氨基糖苷类抗性基因的水平转移,质粒(pAeca1和pAeca2)和Tn3家族转座子(Tn6433)在土霉素压力下四环素类抗性基因tet(E)的水平转移中发挥着重要作用(图1),而对宿主细菌的选择是替加环素压力下抗性发展的主要机制。

根据抗生素药效官能团易水解的特性,杨敏团队研发出基于强化水解的预处理技术,可定向破坏抗生素活性官能团,消除生物处理抗性发展驱动力,阻断耐药性环境传播。相关技术在河北省两个土霉素生产废水处理系统工程改造中得到成功应用(图2),实现抗生素减排919吨/年,抗性基因消减83%。

系列成果发表在Environ. Sci. Technol. (2020, 54(11), 6781-6791)、Water Res. (2020, 183, 116088; 2020, 187, 116408)、Environ. Int. (2020, 140, 105816)、Chem. Eng. J (2020, 391,123626)等杂志上,获授权专利6项。并应世界卫生组织(WHO)邀请作为责任专家参与《关于防止感染和减少抗生素耐药性传播的水、环境卫生、个人卫生和废水管理技术导则》的编制,为全球制药业的耐药性传播风险管理提供指导(https://www.who.int/water_sanitation_health/publications/wash-wastewater-management-to-prevent-infections-and-reduce-amr/en/)。

20201120-B04-王春霞1.jpg

图1  土霉素压力下活性污泥中tetE基因的水平转移机制 

20201120-B04-王春霞5.jpg

图2  采用强化水解预处理技术的土霉素药厂(上图:1000m3/天,下图:800m3/天)

版权所有 ©   国家自然科学基金委化学科学部   2021
地址:北京市海淀区双清路83号      邮编:100085
请使用Chrome或IE8以上浏览器  Email:chemoffice@nsfc.gov.cn