規(guī)?；i場(chǎng)糞污中典型抗生素歸趨行為及抗性基因擴(kuò)散特征研究.pdf

1、養(yǎng)殖業(yè)耐藥性擴(kuò)散是危害公共健康的全球性問(wèn)題，而生豬養(yǎng)殖是主要的耐藥性擴(kuò)散源頭之一。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的生豬養(yǎng)殖行業(yè)大量使用抗生素導(dǎo)致耐藥基因從畜牧生產(chǎn)系統(tǒng)向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)呈現(xiàn)擴(kuò)散趨勢(shì)，存在進(jìn)入食物鏈誘發(fā)耐藥疾病風(fēng)險(xiǎn)。因此，有必要針對(duì)規(guī)?；i養(yǎng)殖糞污處理和利用過(guò)程，研究抗生素和耐藥基因的污染特征及分布規(guī)律，科學(xué)評(píng)估養(yǎng)殖環(huán)境耐藥性擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)。本研究在全國(guó)范圍選取22個(gè)規(guī)模化生豬養(yǎng)殖場(chǎng)及周邊環(huán)境作為研究對(duì)象，開(kāi)展了以下研究:①針對(duì)13個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)系統(tǒng)分

2、析抗生素、耐藥基因和耐藥菌在糞便、污水、糞肥還田土壤中的分布特征和污染現(xiàn)況，以及環(huán)境因子（抗生素和理化特性）對(duì)耐藥性擴(kuò)散的影響效應(yīng);②針對(duì)華北地區(qū)9個(gè)典型生豬養(yǎng)殖場(chǎng)及周邊地下水環(huán)境，評(píng)估抗生素和耐藥基因的擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)。主要的研究結(jié)果如下:
　　(1)基于對(duì)全國(guó)13個(gè)典型生豬養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)點(diǎn)的調(diào)查，利用LC-MS/MS檢測(cè)并分析四環(huán)素、磺胺、喹諾酮和大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)等18種常用抗生素在糞便、污水及還田土壤等環(huán)境介質(zhì)中的含量水平和污染特征。結(jié)果顯示，

3、不同地區(qū)抗生素分布特征有所區(qū)別，但四環(huán)素、磺胺和喹諾酮類(lèi)抗生素在生豬養(yǎng)殖場(chǎng)使用最為廣泛，其中四環(huán)素、土霉素、多西環(huán)素、磺胺嘧啶、磺胺甲嗯唑、磺胺間甲氧嘧啶、氧氟沙星、諾氟沙星和恩諾沙星在糞污和土壤中殘留量最高;常規(guī)污水處理工藝對(duì)抗生素去除效果有限，處理后外排水中仍殘留多種高濃度抗生素，存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn);還田土壤抗生素檢出水平均明顯低于糞便，且糞便和土壤抗生素組成表現(xiàn)出一定的相似性，而對(duì)照土壤樣品并未檢測(cè)出任何抗生素殘留。
　　(2

4、)利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)并分析17種常見(jiàn)耐藥基因的豐度變化，解析環(huán)境因子對(duì)耐藥基因分布的影響。結(jié)果顯示，糞便、污水和土壤含有大量耐藥基因，除ermB、qnrA和qnrB三種耐藥基因外，其它耐藥基因的檢出率均達(dá)到100％,污水處理工藝無(wú)法有效去除耐藥基因，糞肥還田可誘導(dǎo)耐藥基因增加，存在耐藥性擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn);糞便、污水和土壤中耐藥基因的豐度變化與抗生素濃度水平間不存在顯著相關(guān)性，部分耐藥基因在無(wú)抗生素誘導(dǎo)條件下仍然具有較高的豐度;四環(huán)素、喹

5、諾酮、Zn和TP對(duì)糞便和土壤中tetO、tetW、ermB和mefA/E等耐藥基因表現(xiàn)出共同選擇效應(yīng)。耐藥基因定量和分布特征的結(jié)果表明，即便減少或禁止使用抗生素，仍可能存在耐藥性擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)。
　　(3)利用高通量測(cè)序分析細(xì)菌16SrRNA基因多樣性，揭示糞便、污水和糞肥還田土壤耐藥菌群落組成和分布特征，以及環(huán)境因子對(duì)耐藥菌分布和演替的影響。稀缺偏最小二乘回歸結(jié)果顯示，421個(gè)OTUs與耐藥基因相對(duì)豐度存在相關(guān)性，其中68個(gè)OTUs相

6、對(duì)豐度≥001％，可能是潛在的風(fēng)險(xiǎn)耐藥菌;在門(mén)水平上這些耐藥菌主要?dú)w屬于放線菌(Actinobacteria)、厚壁菌門(mén)(Firmicutes)和變形菌門(mén)(Proteobacteria)，在屬水平上則表現(xiàn)出豐富的多樣性;糞便、污水和土壤中抗生素濃度水平對(duì)耐藥菌組成和分布均有顯著影響，但理化性質(zhì)差異僅對(duì)糞便和土壤耐藥菌的組成和分布具有顯著影響。
　　(4)針對(duì)規(guī)?；i場(chǎng)污水中抗生素殘留向地下水環(huán)境擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，研究了養(yǎng)殖場(chǎng)及周邊地

7、下水環(huán)境磺胺、喹諾酮和四環(huán)素類(lèi)獸藥抗生素殘留的污染特征，以及抗生素含量和耐藥基因拷貝數(shù)間的相關(guān)性。結(jié)果顯示，在受檢豬場(chǎng)及周邊村鎮(zhèn)水井采集的18個(gè)地下水樣中有14個(gè)檢出抗生素殘留，檢出率為78％，檢出的抗生素包括:泰樂(lè)菌素、金霉素、土霉素、恩諾沙星、環(huán)丙沙星和諾氟沙星等，含量變化范圍在022-2223μg/L之間;采用PCA排序和層次聚類(lèi)分析，初步判斷獸藥抗生素可從豬場(chǎng)所在場(chǎng)址滲入地下水體并進(jìn)一步擴(kuò)散進(jìn)入周邊村鎮(zhèn)地下水環(huán)境，存在公共健康風(fēng)