抗生素的来源与控制对策

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抗生素耐药性的来源与控制对策

抗生素耐药性的来源与控制对策

抗生素耐药性的来源与控制对策抗生素耐药性是指微生物对抗生素产生抵抗力的现象,使得抗生素无法有效抑制或杀死微生物。

这一现象日益引起人们的,因为抗生素耐药性不仅影响医疗效果,还可能导致病情恶化甚至死亡。

本文将探讨抗生素耐药性的来源与控制对策。

抗生素使用:抗生素的滥用和过度使用是抗生素耐药性产生的重要原因之一。

长期过度使用抗生素会使微生物产生抗药性,使得抗生素失去作用。

细菌基因突变:微生物为了生存和繁衍,会不断发生基因突变。

一些突变会导致微生物产生抗药性,使其能够抵抗抗生素的作用。

介导耐药性的环境因素:一些环境因素,如污染、抗菌剂的使用等,也可能促进抗生素耐药性的产生。

为了控制抗生素耐药性的产生和发展,可以采取以下对策:合理使用抗生素:医生应严格按照患者的病情和抗生素的使用指南,合理开具抗生素处方。

患者也应按照医生的建议,正确使用抗生素,避免滥用和过度使用。

促进疫苗和科技研发:通过研发新型抗生素和疫苗,以及利用科技手段对抗生素进行精准选择,可以降低抗生素耐药性的产生。

强化抗菌药物管理:政府应加强对抗菌药物的管控,严格限制抗菌药物的生产和使用,避免抗生素滥用。

提高公众认知:公众应提高对抗生素耐药性的认识,正确理解抗生素的使用范围和使用方式,避免自我用药和过度用药。

抗生素耐药性的来源与控制对策是一个复杂的系统工程,需要医生、患者、政府和公众共同努力。

只有通过全社会的共同努力,才能有效控制抗生素耐药性的产生和发展,保障人们的生命健康。

抗生素废水是指含有抗生素类物质的生产、生活和医疗等废水。

这些废水中的抗生素残留会对环境和人类健康产生严重影响。

近年来,抗生素废水污染问题日益突出,引起了广泛。

本文将重点探讨抗生素废水的生物毒性与微生物耐药性,以及相应的控制技术。

抗生素废水中的残留物质对微生物具有明显的毒性。

这些废水中的抗生素会抑制微生物的繁殖,降低其活性,甚至导致微生物死亡。

抗生素废水还可能对水生生物、昆虫和土壤生物等产生负面影响,破坏生态系统的平衡。

土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策

土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策

土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策一、引言近年来,随着抗生素的广泛应用,土壤环境中抗生素成为环境污染的新兴问题。

抗生素是一类重要的药物,可有效治疗各类感染疾病。

然而,随着人们过度使用抗生素,大量抗生素残留于人类及动物的排泄物中,进而进入土壤环境,引发一系列生态风险。

本文将探讨土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策。

二、土壤环境中抗生素的来源1.农业和畜牧业的使用抗生素在农业和畜牧业中被广泛使用,用于治疗和预防动物疾病以及促进动物生长。

然而,农业和畜牧业废水中未经完全代谢的抗生素及其代谢物进入土壤环境,成为主要来源之一。

2.人类排泄物人类通过尿液和粪便排出大量抗生素残留物。

这些排泄物经过处理后进入土壤环境,成为土壤中抗生素的重要来源。

3.医疗废水医疗废水中含有大量未经完全代谢的抗生素,这些废水未经处理直接排入水体或通过污水处理厂进入土壤环境。

三、土壤环境中抗生素的转归1.吸附与解吸抗生素分子在土壤颗粒表面存在吸附与解吸过程。

部分抗生素分子与土壤颗粒表面结合,随着土壤微生物活动的增加,抗生素分子被解吸,并进入土壤溶液中。

2.生物降解与转化土壤微生物通过分解抗生素分子,将其转化为无活性或低活性的代谢产物。

这些代谢产物可能具有较低的生物毒性。

3.迁移与累积一部分抗生素会随着水分在土壤中迁移,进入地下水体,可能对地下水质造成污染。

另外,一些抗生素则在土壤中累积,可能影响土壤中微生物的组成和功能。

四、土壤环境中抗生素的生态风险1.抗生素对土壤微生物的影响抗生素的残留可能抑制土壤中的有益微生物,破坏土壤微生物的平衡。

有益微生物的减少可能导致土壤养分循环和有机物降解的减缓。

2.抗生素对土壤生物多样性的影响土壤中的生物多样性对维持土壤健康和生态系统稳定性起着重要作用。

抗生素残留可能导致土壤微生物多样性的下降,破坏土壤生态系统的平衡。

3.抗生素对土壤植物的影响抗生素的残留可能影响土壤中植物的生长和发育。

土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策

土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策

土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策近年来,抗生素的广泛使用给人类医疗保健带来了巨大的改善,但也引发了对环境安全的担忧。

抗生素在人类用药过程中的残留物被大量排放到环境中,其中土壤是一个重要的介质之一。

本文将探讨土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策。

抗生素作为一类重要的药物,在医药和畜牧养殖领域被广泛应用。

医疗机构和家庭中的废物、畜禽养殖的粪便、农作物植保剂等都是抗生素污染土壤的重要来源。

这些抗生素残留物可以通过土壤固定、迁移转化和生物降解等途径影响土壤环境。

抗生素在土壤中的转归主要受土壤物理、化学和生物因素共同作用。

土壤颗粒对抗生素的吸附能力强弱直接影响其固定和迁移转化。

另外,土壤的pH值、有机质含量、微生物群落结构等也会对抗生素转归产生重要影响。

土壤中的微生物对抗生素的降解起到关键作用,它们可以通过代谢和降解酶的产生,将抗生素分解为无害的物质。

然而,抗生素在土壤中的存在和转化过程也会带来生态风险。

首先,抗生素的残留物对土壤微生物群落结构和功能产生负面影响,降低土壤生态系统的稳定性和抵抗力。

其次,抗生素能够通过土壤水分和微生物的迁移远距离传播,导致不同区域间的抗生素污染扩散。

最重要的是,抗生素的长期存在会导致土壤中耐药基因的积累,加速抗生素耐药性的出现。

为了减少土壤环境中抗生素的生态风险,需要采取一系列的消减对策。

首先,要加强抗生素的合理使用和管理,减少过量和滥用抗生素的情况。

其次,需要加强土壤污染治理,例如加强污水和废物的处理过程,防止抗生素直接排放到土壤中。

此外,需要加强农业生态系统管理,优化施肥和药物使用策略,减少抗生素在农业生产中的使用。

最后,应该注重土壤微生物的保护和复苏,通过生物修复等技术手段提高土壤微生物降解抗生素的能力。

综上所述,土壤环境中抗生素的来源与转归受多种因素的影响,其生态风险不容忽视。

通过合理使用、加强治理和提升土壤微生物功能,可以有效减少抗生素对土壤环境的负面影响。

抗生素耐药性的机制与防控策略

抗生素耐药性的机制与防控策略

抗生素耐药性的机制与防控策略抗生素是一种用来治疗细菌感染的药物。

然而,随着时间的推移,一些细菌逐渐对抗生素产生了耐药性,导致抗生素治疗效果降低甚至失效。

抗生素耐药性的机制与防控策略成为了当今世界面临的重要问题。

本文将探讨抗生素耐药性的机制和当前的防控策略。

一、抗生素耐药性的机制1. 细菌基因变异:细菌具有高度的遗传变异能力,可以通过基因突变或水平基因转移获得抗生素耐药性。

2. 抗生素的滥用和不当使用:长期、频繁的使用抗生素,尤其是不合理、不标准的使用,会使细菌借助基因变异逐渐产生耐药性。

3. 耐药性基因的传播:耐药性基因不仅可以在细菌个体内传播,还可以水平传递给其他细菌,促进耐药性的扩散。

4. 抗生素在环境中的存在:抗生素在水体、土壤等环境中的存在,也会对自然环境中的细菌产生选择压力,促使细菌产生耐药性。

二、抗生素耐药性的防控策略1. 合理使用抗生素:医务人员应根据患者的病情和病原菌的敏感性选择合适的抗生素,避免滥用和不当使用。

2. 提高公众对抗生素的认识:教育公众正确使用抗生素,让他们明白抗生素对病毒感染无效,避免乱用。

3. 发展新型抗生素:加大对新型抗生素的研发力度,以克服现有抗生素对细菌耐药性的挑战。

4. 强化卫生安全措施:加强医疗机构的感染控制措施,减少感染传播的机会。

5. 多学科合作研究:加强医学、生物学、环境科学等学科之间的合作,共同研究抗生素耐药性的机制,寻找有效的防控策略。

6. 加强国际合作:跨越国界,加强国际间的合作与交流,共同应对抗生素耐药性的挑战。

三、结语抗生素耐药性是一个严重的全球性问题,影响着人类的健康和医疗治疗效果。

通过了解抗生素耐药性的机制并采取有效的防控策略,我们可以减缓细菌耐药性的扩散并保护人类免受抗生素治疗失效的影响。

加强多学科合作、科学研究以及国际间的合作,将为解决抗生素耐药性问题提供有效的解决方案。

抗生素耐药性的成因与控制

抗生素耐药性的成因与控制

抗生素耐药性的成因与控制近年来,抗生素的广泛应用导致了严重的抗生素耐药性问题。

抗生素耐药性是细菌对药物的抵抗力增强,导致药品的治疗效果降低,甚至失效。

其影响不仅仅是个体治疗效果的下降,更重要的是,它会加剧细菌的繁殖和传播,导致传染病疫情的暴发,从而对人类健康和社会稳定造成严重威胁。

抗生素耐药性形成的原因复杂,其中包括细菌自身的进化、过度使用和滥用抗生素等多种因素。

因此,控制抗生素耐药性问题需要从多个方面入手。

一、细菌自身的进化抗生素的作用机制是抑制细菌代谢和细胞分裂等机制,以达到杀菌和抗菌效果。

然而,由于细菌具有高速繁殖和遗传变异的特点,细菌很容易通过突变、基因重组和水平基因转移等方式获得对药物的抵抗能力。

这种抵抗能力可以通过细菌的传染和繁殖不断传递和积累,从而形成多种复杂的抗药菌群体。

二、抗生素滥用抗生素的滥用也是导致抗生素耐药性的重要原因之一。

过量使用和不当使用抗生素会导致细菌对药物的抵抗,包括细菌的抗药基因在大量使用后在细菌群体中获得了某种优势,进而便于产生抗药菌群体。

目前,全球多数国家和地区都存在抗生素的滥用问题,尤其是抗菌药物的非处方使用、不规范使用和高浓度使用,都会导致耐药细菌的快速繁殖。

三、不洁卫生和患病条件另外,不洁卫生和患病条件不良也是抗生素耐药性的形成因素之一。

不洁卫生可导致菌群交叉和感染风险升高,而患病条件不好容易使细菌在感染人体时表现出更强的繁殖力和抵抗能力,从而加强细菌的耐药性。

四、控制抗生素耐药性的措施控制抗生素耐药性的措施需要从多个方面入手,包括从病人、医生、医疗机构、政府以及社会等多个方面入手控制。

1、从病人方面控制病人应当遵医嘱取药和治疗,不乱自用或交叉使用药物,人们当感到病情不适时需及早看病,避免疾病恶化,导致感染必须用抗生素才能控制。

2、从医生方面控制医生需要根据临床表现、治疗指南和微生物学检测结果等多个方面,以科学的方法开药,避免滥用抗生素,同时对各种疾病进行诊断,做到“少用抗生素”。

抗生素耐药性的来源和应对措施

抗生素耐药性的来源和应对措施

抗生素耐药性的来源和应对措施引言:抗生素是一种重要的医疗工具,可以有效治疗细菌感染疾病。

然而,近年来抗生素耐药性问题逐渐加剧,给临床治疗带来了巨大挑战。

本文将探讨抗生素耐药性的来源以及相应的应对措施。

一、抗生素耐药性的来源1. 自然选择自然选择是导致细菌产生抗生素耐药性的主要原因之一。

当人们使用抗生素治疗感染时,部分微生物会存活下来并传播给其他人,这些幸存者往往具有对该抗生素的耐药性基因。

长期以来,经过世代遗传,细菌种群中存在着越来越多具备耐药能力的个体。

2. 不正确使用和滥用不正确使用和滥用抗生素也是导致耐药性发展迅速的原因之一。

例如,在感冒等由病毒引起的疾病中使用抗生素,以期加速康复效果;或者患者在医嘱完成前停止服用抗生素。

这样的做法不仅无法治疗疾病,还提供了一种“选择压力”,使得具有耐药性基因的细菌在逆境下生存并繁殖。

3. 异源耐药基因传播异源耐药基因传播是导致抗生素耐药性扩散的另一重要机制。

这些耐药基因可以通过多种方式在不同细菌间传递,如感染区域内成群结构良好的细菌交流、细菌通过质粒水平的共享或水中的自由DNA等。

这样一来,原本对某种抗生素敏感的细菌也会获得相应的耐药性。

二、应对措施1. 合理使用和管理抗生素合理使用和管理抗生素是控制抗生素耐药性发展的关键措施。

通过严格遵循临床指南和规范,正确诊断患者是否需要使用抗生素,并根据病原体进行明确且准确地选择适当的抗生素治疗。

此外,医务人员需要加强监督与培训,推动合理使用政策落地实施。

2. 发展新的抗生素和替代疗法抗生素耐药性问题的严重性促使科学家们加速抗生素的研发,以克服当前抗生素失效的情况。

通过寻找新的抗生素和开发替代疗法,可以拓宽治疗范围,减少使用相同类型抗生素造成的滥用。

此外,还应鼓励与支持公共和私营机构合作进行新药研究与开发,以加快创新进程。

3. 提高公众意识和教育水平提高公众关于抗生素正确使用和耐药性问题的意识是控制耐药性悲剧的另一重要举措。

抗生素耐药性的产生与控制对策

抗生素耐药性的产生与控制对策抗生素是一类治疗细菌感染的重要药物,对人类健康发挥着重要作用。

然而,近年来,随着滥用和不规范使用抗生素的增加,细菌耐药性的出现成为一个全球性的挑战。

本文将探讨抗生素耐药性产生的原因以及可能的控制对策。

一、抗生素耐药性的产生原因抗生素耐药性是细菌遗传变异导致的,主要由以下几个原因引起:1. 滥用和滥用:过度和不合理使用抗生素是产生耐药性的主要原因之一。

长期使用低剂量抗生素、过度使用广谱抗生素以及未完成疗程都会导致细菌对药物产生适应性反应,进而产生耐药性。

2. 不规范使用:医生和患者对抗生素的使用不规范也是耐药性产生的重要原因。

例如,医生在没有充分检测和诊断的情况下过度开具抗生素处方,或者患者自行购买和使用抗生素。

3. 动物使用:动物养殖中过度使用抗生素也是导致耐药性的一个重要原因。

农民为了促进动物生长以及预防疾病的发生,滥用抗生素导致了大量细菌对抗生素产生耐药。

二、抗生素耐药性的控制对策为了有效控制抗生素耐药性的发展并保护公众健康,应采取以下措施:1. 加强监管:政府和相关机构应加强对抗生素的管理和监管,制定严格的法规来规范抗生素的销售和使用。

例如,限制抗生素的非处方销售和审查医生开具抗生素的准入资格。

2. 提高医务人员和公众的意识:医生和公众应该加强对抗生素使用的正确理解和认识,遵循科学的指导方针。

医生应减少不必要的抗生素处方,而公众应该遵医嘱正确使用抗生素,不擅自改变剂量和疗程。

3. 增加研发投入:加大对新型抗生素的研发和创新投入是控制耐药性扩散的关键。

科研机构应该加强合作,加快新药的研发进程,以应对当前和未来出现的抗生素耐药性挑战。

4. 推广综合治疗:将抗生素治疗作为综合治疗的一部分,结合物理治疗、免疫治疗等其他方法,减少对抗生素的依赖性,提高治疗效果。

5. 加强国际合作:抗生素耐药性是全球性的问题,需要各国共同努力。

国际间的合作和信息交流可以促进共同研究和监测,加强控制耐药性的全球合作。

有关抗生素滥用成因以及合理使用的研究论文

有关抗生素滥用成因以及合理使用的研究论文抗生素(antibiotics)是由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物,能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。

现临床常用的抗生素有转基因工程菌[1] 培养液液中提取物以及用化学方法合成或半合成的化合物。

目前已知天然抗生素不下万种。

今天店铺要与大家分享:有关抗生素滥用成因以及合理使用的研究相关论文,具体内容如下,欢迎阅读:1、资料与方法1.1一般资料本院在2014年12月1日至2014年12月10日中收到门诊处方共3502张,其中有关抗生素用药的有1898张,抗生素的使用率在54.20%,具体的疾病类型为:呼吸病1058例,消化病673例,泌尿病164例。

作者简介:阴启波,男,1974年10月,山东省肥城市,本科,山东大学,中级,药事服务、药物新机型应用。

1.2方法采用回顾分析的方法对1898张关于抗生素用药的门诊处方进行研究,考查的内容有患者用药的时间、建议用量、实际用量和用药的名称等,结合当事医师的咨询情况、患者实际病情案例和药品说明书等来进行分析。

同时还采用统计学分析方法对处方中有涉及到DDDs和DUI 值进行计算,并得出结论。

1.3统计学方法使用SPSS13.0对所有相关的数据进行统计学分析,计量资料则采用( )来表示,结合t检验,并用x2检验处理计数资料,P<0.05为差异,具有统计学意义。

2、结果共收集到门诊处方有3502张,其中关于抗生素的有1898张(54.20%),没有与抗生素相关的有914张(26.10%),对于1898张关于抗生素用药的合理性分析如表1所示。

通过上述的研究可以看到,在1898张关于抗生素用药的门诊处方中,96.83%的处方都是合理使用抗生素的,但是仍有3.17%的处方未能够合理使用抗生素,对比结果具有统计学意义(P<0.05)。

3、讨论抗生素是临床中一种较为常见的药物,能够有效控制细菌感染和细菌性传染的发生,成为当前最为主要的治疗药物之一。

抗生素耐药性的成因与预防措施

抗生素耐药性的成因与预防措施引言:抗生素是治疗细菌感染的重要药物,然而随着时间推移,越来越多的细菌对抗生素产生了耐药性。

这一现象被认为是当今医学领域面临的全球性挑战之一。

本文将探讨抗生素耐药性形成的主要原因,并提出相应的预防措施。

一、成因分析1. 不合理使用抗生素不合理使用抗生素是导致细菌耐药性增加的主要原因之一。

在过去,人们常常滥用和滥用抗生素,比如在感冒等病毒感染时使用抗生素。

此外,很多人也存在不完全按照医嘱完成用药疗程或过早停止用药等问题。

这些行为使得细菌不能完全遭到消灭,容易产生耐药菌株。

2. 非法销售和质量不合格的抗生素非法销售和质量不合格的抗生素也是导致细菌耐药性增加的重要原因之一。

一些无资质的药店或倒卖渠道经常出售假冒伪劣的抗生素产品,这些产品往往成分不纯或不达标,细菌对其产生耐药性较快。

3. 抗菌剂使用在畜牧业和农业中抗生素在畜牧业和农业中被广泛使用来预防和治疗动物疾病,以保持良好的养殖环境和提高产量。

然而这种过度使用导致了环境中抗生素浓度的增加,进而促使了细菌耐药性的形成。

二、预防措施1. 合理使用抗生素合理使用抗生素是减少细菌耐药性增加的关键所在。

医务人员应遵循临床指南,根据具体情况明确是否需要使用抗生素进行治疗,并根据感染类型和严重程度选择适当的药物、剂量和疗程。

同时也要注意妥善告知患者正确用药方法,鼓励患者按医嘱完成用药过程。

2. 加强监管与执法加强对抗生素合规销售和使用行为的监管与执法是非常重要的。

政府部门应加大对药店和药品销售渠道的监督力度,打击非法销售行为,并加强质量检测,确保抗生素产品达到标准要求。

3. 提倡慎用抗菌剂在畜牧业和农业领域中,应提倡慎用抗菌剂,避免滥用和过度使用。

鼓励发展替代性疫苗、预防性措施以及改善养殖环境等方法来减少对抗生素的依赖。

4. 科学研究与新型抗生素开发科学研究与新型抗生素开发是预防细菌耐药性的长远之计。

医学界需要持续投入资源进行相关研究,在理解细菌耐药形成机制的基础上,积极寻找新型抗生素,并开展针对耐药性菌株的治疗方法研究。

抗生素耐药性的原因和控制方法

抗生素耐药性的原因和控制方法随着抗生素的广泛使用,人类战胜细菌感染的历程已经持续了一个世纪。

但是,抗生素耐药性(antibiotic resistance)是一个越来越严重的问题。

全球每年大约有70万人死于耐药性细菌感染。

近几年来,全球已经出现了无法通过治疗的感染,这些感染已演化成为具有全球性威胁的“超级细菌”。

为了控制抗生素耐药性的扩散,需要了解抗生素耐药性的原因和控制方法。

一、抗生素耐药性的原因抗生素耐药性的形成需要具备以下条件:1. 细菌的自然变异:细菌自然会发生突变,这意味着一些细菌已经可以在带有抗生素的环境中生存,而其他细菌则被杀死。

经过重复处理,最终就会产生具有耐药性的细菌。

2. 细菌的互相传递耐药基因:细菌很容易传递其DNA 的部分,包括那些包含有耐药基因的 DNA 片段。

这些基因片段可以通过直接接触、食物、水、空气传递。

当前,世界各地已发现具有多种耐药基因的细菌,这些细菌可以携带数十个甚至近百个抗药性基因。

3. 滥用抗生素:抗生素被广泛的应用于医疗和农业领域,这使得细菌得以在低剂量的抗生素环境下迅速进化出耐药性,从而更能够生存下来。

如果抗生素使用过程中的规范化和细节化方面不够严格,细菌就会增加耐药性。

口服、静脉注射和外用,都可以使得细菌产生更多耐药基因,这也是抗生素耐药性形成的重要原因。

4. 免疫系统的抗性和健康水平:经过多年大量地使用抗生素,人们的天然免疫系统已经受到极大的影响,特别是对于儿童、老年人和 HIV 携带者。

这些人的免疫系统比常人更为脆弱,更容易感染抗生素耐药的细菌。

此外,由于一些地方医疗设施不足,医护人员不规范使用抗生素,这也容易导致抗生素耐药性的增长。

二、抗生素耐药性的控制方法抗生素耐药性已经成为了一个公共健康危机,在控制抗生素耐药性方面,需要以下几个方法:1. 将抗生素视为一种珍贵的资源:应该将抗生素视为一种宝贵的资源,用于最重要的病人和疾病,而不是广泛地应用于每种疾病和情况中。

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抗生素的来源与控制对策抗生素除了大量用于人类疾病的治疗外,还作为饲料添加剂被广泛应用于动物养殖业。

微生物的抗生素耐药性就是指微生物能够在抗生素存在的情况下生长和繁殖。

抗生素耐药性是环境微生物固有的,即所谓的内在抗性,但是人类大量使用抗生素带来的抗生素抗性基因的扩散和传播普遍存在,且已开始威胁到全球人群的健康。

微生物对抗生素的抗性主要有3 个机制:(1)抗生素的外排;(2)抗生素的降解或修饰;(3)抗生素作用位点的保护。

大量研究表明,抗生素的使用和抗生素抗性的蔓延呈现良好的相关性,而且环境微生物的抗性可以通过基因横向转移向人类致病菌扩散,最终可能导致超级细菌的爆发,直接影响人类健康。

为了应对全球性的抗生素抗性问题,必须:(1)加强全球抗生素使用和环境排放的监管政策和管理体系;(2)建立快速和透明的抗生素耐药性监测体系,使其涵盖医院、养殖业、污水处理厂等;(3)建立抗生素药物创新基金,通过政府和企业的联合,加快新型药物的研制;同时加强知识产权保护,使新药创制走上可持续之路;(4)加强抗生素耐药性相关的基础与应用研究,包括耐药性发生和传播的生态学机制,消除和缓解耐药性发生和传播的环境技术及其系统解决方案等,包括改进污水处理厂的处理工艺,削减出水中抗性基因和抗性菌的比例;(5)加强抗生素耐药性的科普宣传,提高全社会对耐药性的认知能力,从而在源头上有效控制抗生素在农业和医疗方面的滥用及其环境污染。

关键词:城市化,抗生素,耐药性,超级细菌,环境健康抗生素的发现和大规模生产与使用是人类医学史上的巨大进步,挽救了数以亿计的病人。

自1928 年弗莱明发现青霉素以来,历史上曾有3 次诺贝尔医学或生理学奖颁给了发现抗生素的科学家(图1)。

除临床使用外,1950 年美国食品与药品管理局(FDA)还首次批准抗生素可作为饲料添加剂,抗生素因此被全面推广应用于动物养殖业,在预防和治疗动物传染性疾病,促进动物生长及提高饲料转化率等方面发挥了重要作用。

而几乎在20 世纪40 年代第一代青霉素开始使用之时,就出现了细菌对其的耐药性,科学家也意识到抗生素的耐药性问题。

事实上,抗生素耐药性是微生物的一种自然进化过程,但是在迄今的70 年间,由于抗生素在医疗及养殖领域的大量使用,甚至滥用,这一进化过程被大大加快,导致抗生素耐药性的不断发展,在人类致病菌、动物致病菌、动物肠道传染病原体及人与动物共生菌中都出现了抗生素耐药性,并且由单一耐药性发展到多重耐药性。

近年来,耐药性病原菌特别是多重耐药菌的增多与人类研发新型抗生素进展缓慢间的矛盾日益凸显,有学者惊呼,人类即将进入无药可用的“后抗生素时代” 或“耐药时代”。

根据英国首相专门任命的一个独立研究委员会的报告指出:如果抗生素耐药性得不到有效控制,至2050 年全球每年耐药感染的死亡人数可达1 000 万,远远超出癌症所导致的死亡数。

从经济角度讲,至2050 年抗生素耐药性将造成的全球GDP损失累计达100万亿美元。

由于耐药性的蔓延及其健康危害,抗生素已成为全球紧缺的不可再生资源。

我国作为抗生素的生产和消费大国,由于长期不合理的使用及严格监管的缺乏,所导致的抗生素耐药性问题十分严峻,耐药感染性疾病已成为当前临床感染性疾病死亡的主要原因,亟需从国家战略的高度加以重视和采取积极有效的应对策略,一方面避免新的耐药性产生,另一方面阻止已经存在的耐药性传播,从而维护人体健康和生态系统安全。

1抗生素耐药性抗生素耐药性是指一些微生物亚群体能够在暴露于一种或多种抗生素的条件下得以生存的现象,其主要机制包括:(1)抗生素失活。

通过直接对抗生素的降解或取代活性基团,破坏抗生素的结构,从而使抗生素丧失原本的功能;(2)细胞外排泵。

通过特异或通用的抗生素外排泵将抗生素排出细胞外,降低胞内抗生素浓度而表现出抗性;(3)药物靶位点修饰。

通过对抗生素靶位点的修饰,使抗生素无法与之结合而表现出抗性。

微生物对抗生素的耐性是自然界固有的,因为抗生素实际上是微生物的次生代谢产物,因此能够合成抗生素的微生物首先应该具有抗性,否则这些微生物就不能持续生长。

这种固有的抗生素耐药性,也称作内在抗性(intrinsic resista nee),是指存在于环境微生物基因组上的抗性基因的原型、准抗性基因或未表达的抗性基因。

这些耐药基因起源于环境微生物,并且在近百万年的时间里进化出不同的功能,如控制产生低浓度的抗生素来抑制竞争者的生长,以及控制微生物的解毒机制,微生物之间的信号传递,新陈代谢等,从而帮助微生物更好地适应环境。

因此,抗生素耐药性的问题其实是自然和古老的。

科学家在北极的冻土中提取到3万年前的古DNA,从中发现了较高多样性的抗生素抗性基因,而且部分抗性蛋白的结构与现代的变体相似,也证实了抗生素耐药性问题是古老的。

虽然一些抗生素抗性微生物和抗性基因很早就存在于自然界,但是抗生素大规模的生产和使用加速了固有抗性微生物和抗性基因的扩散,极大地增加了抗生素耐药性的发生频率。

抗生素耐药基因的存在往往与抗生素的使用之间存在良好的相关性。

由外源进入并残留在环境中的抗生素对环境微生物的耐药性产生选择压力,携带耐药基因的具有抗性的微生物能存活下来并逐渐成为优势微生物,并不断地将其耐药基因传播给其他微生物。

众多研究证实抗生素耐药基因具有较高的移动性,主要是通过基因水平转移(Horizontal ge transfer,HGT 机制,又称基因横向转移(Lateral gene transfer)。

即借助基因组中一些可移动遗传因子,如质粒(plasmids)、整合子(integrons)、转座子(transposons)和插入序列(insertion sequence8等,将耐药基因在不同的微生物之间,甚至致病菌和非致病菌之间相互传播(图2)。

环境中拥有基因横向转移等内在机制的微生物组成一个巨大的抗性基因储存库,并可能将抗生素耐药性转移到人类共生微生物和病原体中。

医学专家很早就指出,抗生素的广泛使用导致了内源性感染和细菌耐药性的增加。

而通过宏基因组学的研究方法,科学家在人类肠道微生物群中也发现了高丰度、高多样性的抗生素耐药基因,也印证了这一观点。

2人类活动与耐药性已有文献和相关统计资料显示,我国是抗生素的生产和消费大国,2007 年的一项调查显示,我国抗生素原料生产量约为21 万吨,其中有9.7 万吨(占年总产量的46.1%)的抗生素用于畜牧养殖业,2009—2010 年畜用抗生素的年消耗量均接近10 万吨,远超其他国家。

全球范围来看,至少50%的抗生素都是用于养殖业,美国年畜用抗生素的消耗量从2002 年的9 300 吨增至2006 年的11200 吨。

欧盟实施“限抗令”后,畜用抗生素年消耗量从2002 年的5 000 吨降至2006年的3 800 吨。

据预测,我国养殖业抗生素占全球消费总量的比重将从2010 年的23%升至2030 年的30%。

在美国,兽用抗生素甚至是人用的4 倍,世界卫生组织的调查表明,当前增加人和动物感染风险的抗生素基本属于同一由于抗生素在医疗以及养殖业中的大量使用,导致环境中出现了大量抗性污染热点区,抗性基因可以通过多种直接或间接的传播途径在其间扩散并最终进入水体和土壤(图3)。

其中,城市污水处理厂和集约化养殖场是最为关键和主要的传播途径。

主要污染源有3 种。

(1)人类使用抗生素导致医疗废水和生活污水中富含大量耐药菌及其抗性基因,尤其是医疗废水被认为是丰富的整合子基因库。

因此城市污水处理厂的集中处理就成为抗生素耐药菌和抗性基因传播的重要源头。

研究表明,污水处理厂的进水、出水和污泥中均存在高丰度和极其多样的抗性基因,且污水处理厂的出水会引起受纳水体环境中抗性水平的显著升高。

此外,城市污水处理厂的中水回用(农田灌溉和城市景观用水等)和污泥施肥亦会导致土壤中抗性基因的富集,从而危及公共健康。

(2)集约化养殖业(包括水产养殖)系统中有机废弃物和污水的排放会直接向环境中释放大量抗性因子。

更为严重的是养殖业的环境管理相对粗放,废弃物处置和循环利用技术的相对低下进一步加剧了污染。

研究表明,由于集约化养殖业中抗生素和重金属添加剂的滥用可使猪粪中抗性基因(导致微生物产生抗生素耐药性的基因)比背景值富集高达1万倍。

Shah 等人研究表明,从三文鱼养殖场及其附近海域分离的200 株菌中,耐药菌比例高达81%,并从中检测到四环素、磺胺、B -内酰胺类等多种抗性基因。

(3)抗生素制药企业的废水和废渣排放。

抗生素制药企业的废弃物中含有高浓度的抗生素残留,长期的选择压力可以导致其成为丰富的抗性基因储库。

Liu 等人研究了土霉素生产厂的废水与废渣中四环素抗性基因的分布,结果显示,废水中的四环素抗性基因比发酵的废渣中高出2 个数量级,且两者均显著高于普通城市污水处理中抗性基因的丰度。

由于耐药菌和抗生素抗性基因污染的广泛性和严重性,如何有效抗击全球范围抗生素耐药性的问题已经得到各国政府和国际机构的高度重视,也被认为是与全球变暖同等重要的全球性挑战。

2013 年在英国召开的G8 峰会把解决全球抗生素耐药性作为首要议题来讨论。

英国2014 年启动的巨额“经度奖”所要解决的6大难题之一就是抗生素的耐药性。

正如世界卫生组织(WHO)指出的“如果今天不采取行动,明天将无药可用”,人类将进入抗生素发明之前的“黑暗时代”。

3抗击耐药性的研究进展随着近年来抗生素耐药性严重危害人类健康,各国科学家们开始致力于发展多种策略来抗击耐药性。

这些策略主要包括大力挖掘和筛选新型抗生素及抗菌药物、研究新的作用靶点、研发抗生素佐剂等。

3.1 新型抗菌药物及作用靶位抗菌药物可分为天然结构的抗生素和人工合成的抗菌药物。

20 世纪40—60 年代是微生物学家发现抗生素的“黄金时代”,经过多年的密集筛选,天然结构抗生素的发现进入瓶颈。

近年来随着微生物培养技术、宏基因组学、代谢组学以及高通量筛选方法的发展,使得人们再次将目光聚焦于从天然产物中发现新型抗生素。

土壤中有约99%的微生物尚未能培养,这使得人们难以获得其产生的活性物质,而通过采用新兴的ichip培养技术,美国与德国科学家从土壤中未培养微生物中筛选出一种新型抗生素Teixobactin该抗生素可通过与肽聚糖前体Lipid II 和磷壁酸的前体Lipid III 结合抑制细胞壁的合成,从而杀死多种病原菌,并且细菌很难对该抗生素产生耐药性。

宏基因组学技术是人们获得未可培养微生物资源的重要手段之一,采用该技术,Brady 小组从type -II polyketide 合成基因簇超表达产物中分离纯化到一种新型抗生素Tetarimyc in A,对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA具有抗菌活性。

除了传统的抗生素外,Timothy 小组采用CRISPR^as技术开发出一类以RNA 引导的核酸酶(RNAguided nucleases RGNS,RGNs可在DNA水平以特异的DNA序列如抗性基因或细菌毒力因子为目标,通过噬菌体或质粒进入病原菌体内使特异的目标基因失活。

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