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耐藥性細菌是如何進入到日常生活環境中的?

發布時間:2016-11-02 13:48:07

抗生素耐藥性如今是全世界所面臨的巨大公共健康問題,近日聯合國將細菌抗生素耐藥性定義為“對現代醫藥最大的威脅之一”,同時在2016年聯合國大會上各代表國針對這一健康問題進行了深入的探討。

目前在美國每年至少有200萬人感染抗生素耐藥性細菌,同時又2.3萬人因此而死亡,而主要問題取決于人們對抗生素的濫用。如今對抗生素抗藥性的研究應當重點關注于醫院內感染的控制以及新型藥物的開發,但對抗生素耐藥的細菌往往并不總是會在醫院和臨床診斷中發現,介導細菌對抗生素產生耐藥性的基因在環境中“隨處可見”。

人類機體中攜帶有多種細菌,甚至會攜帶一些抗生素耐藥性細菌,而且在公共空間中,比如衣帽間,甚至是沙灘上,人們機體都會排出細菌,但主要的問題是細菌廣泛存在于人們日常生活的污水中,耐藥性細菌進入到老化的下水道設施中,可能最后會通過污水管道進入到人類生活的環境中,而這無疑會使得人類暴露于難以治療的耐藥性感染中,同時耐藥性細菌還會攜帶和耐藥性相關的基因,從而在環境棲息地中不斷擴散。

在南佛羅里達大學Harwood的實驗室中,研究者研究了耐藥性細菌如何在環境中生存,以及污水進入到人們日常的游憩用水中對人類健康所造成的影響;實際上研究者發現,萬古霉素耐藥腸球菌(VRE)已經成為一種常見的院內獲得性感染的原因,在2014年9月佛羅里達圣彼德斯堡的下水管道斷裂后,他們在圣彼德斯堡附近的水體和沉積物中已經發現了這種耐藥性細菌。

下水管道斷裂處附近的水體和沉積物樣本

在佛羅里達州,颶風和熱帶風暴意味著在整個雨季城市的污水排放、系統崩潰以及頻繁的下水管道破裂會發生。這就是2014年9月佛羅里達州皮內拉斯公園所發生的景象,學校附近的下水管道破裂,使得汽車不得不通過許多未處理的污水繞過停車場,在下水管道破裂之前,該地區周末出現了3.3英寸的降雨量,所以會導致大量的污水橫流。

在污水泄漏事件發生后7周研究者們從最開始的管道破裂處附近采集到了水體和沉積物樣本,隨后研究者對樣本中的腸球菌進行了檢測,腸球菌作為指示水體質量的糞便細菌,同時其也被認為是一種致病菌,隨后研究人員利用相似的方法對水體中的耐萬古霉素腸球菌進行了檢測。

同時研究者還對vanA基因進行了檢測,該基因能夠介導細菌對萬古霉素產生耐藥性,當然最讓研究者們感興趣而又擔心的是,介導抗生素耐藥性的耐藥性基因,比如vanA基因,是會經常移動的,這些基因能夠被名為轉座子的移動元件所攜帶,而轉座子會頻繁包含多種對抗生素耐藥的基因,而且還可以在不同細菌間轉移(基因水平轉移)。

科學家們認為vanA基因能夠被快速轉移的轉座子所攜帶,而快速轉移的轉座子和萬古霉素耐藥腸球菌在醫院內的感染和擴散存在強相關性。

尋找污水中的耐藥性細菌和耐藥性基因

在美國,耐萬古霉素的腸球菌很少能夠在地表水和污水中被檢出,因此研究者并不期待能夠在管道泄漏位點附近的排水溝的水體和沉積物中檢測到這種耐藥性細菌,但實際上研究者發現了耐萬古霉素的腸球菌,同時在每升水中還發現了成千上萬種腸球菌,同時在污水泄漏后,研究者連續三天都檢測到了耐萬古霉素腸球菌的生長。

耐萬古霉素的腸球菌被CDC認為是對人類而言的一種嚴重的健康威脅,其每年能夠引發2萬人感染,同時會引發1000人死亡,隨著耐萬古霉素腸球菌在醫院流行率的不斷增加,其也會不可避免地使某些患者在出院時攜帶上殘留的耐藥性細菌,這些耐萬古霉素的腸球菌或許就會成為這些患者機體中細菌菌群的一部分,而且會不斷擴散傳播給患者的后代,健康狀況良好的個體被這些細菌感染后往往不會表現出任何癥狀。

以這種方法,耐萬古霉素的腸球菌就會在社區內廣泛進行擴散,盡管醫院間都相距很遠,但下水管道中的污水便會慢慢積累來自人們排出的耐藥性細菌。發生污水泄漏后的12個小時,研究者們還在水體好土壤樣本中檢測到了vanA基因的存在,同時研究者們還在佛羅里達州坦帕灣(Tampa Bay)和其它地區的污水中檢測到了耐藥性基因的存在。

研究者表示,在醫院外面,一個主要的問題就是,當暴露于含有耐藥性細菌的原污水中時,其它有害的細菌或是無害的環境微生物都會獲得這些耐藥性細菌細胞中的耐藥性基因,因此耐藥性基因在環境中的水平相當高,而且很有可能通過一種細菌傳播到另一種細菌中,從而使得本來有害的細菌毒力變得更加強大。

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