隨著氣溫持續(xù)攀升，養(yǎng)殖場又迎來了蚊蠅繁殖高峰。為防控蠅蛆孳生、改善環(huán)境衛(wèi)生，不少養(yǎng)殖場開始頻繁使用環(huán)丙氨嗪等獸藥，這類藥物因不屬抗生素，長期以來被視作安全、綠色的環(huán)境處理選擇，在市場擁有較高銷售量。
然而，揚(yáng)州大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院李瑞超和王志強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)研究成果，為這一“綠色”獸藥敲響了警鐘。研究首次發(fā)現(xiàn)，環(huán)丙氨嗪通過促進(jìn)整合接合元件（ICE）的水平轉(zhuǎn)移，顯著加速細(xì)菌耐藥基因傳播。這一研究不僅刷新了學(xué)界對耐藥傳播路徑的認(rèn)知，也為我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)科學(xué)用藥、防控生物安全風(fēng)險提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。相關(guān)研究于近日發(fā)表于國際頂級期刊《自然·通訊》。
細(xì)菌耐藥的“新推手”
“我們團(tuán)隊(duì)長期關(guān)注細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生和傳播機(jī)制?！崩钊鸪诮邮懿稍L時表示。在抗生素發(fā)現(xiàn)以前，人類和動物在面對細(xì)菌感染時常常極為脆弱，一次普通的傷口破損就足以致命?？股氐恼Q生徹底扭轉(zhuǎn)了這一局面，讓許多細(xì)菌感染從“不治之癥”變?yōu)椤八幍讲〕薄?/p>
然而，隨著抗生素在人醫(yī)、獸醫(yī)和養(yǎng)殖生產(chǎn)中的大量使用，細(xì)菌逐漸學(xué)會了“防御”和“反擊”。更令人擔(dān)憂的是，當(dāng)一些細(xì)菌同時對多種抗生素產(chǎn)生抵抗能力時，就演變成了所謂的“超級細(xì)菌”。李瑞超指出，這類細(xì)菌一旦感染人體或動物，臨床治療會變得極為困難，甚至無藥可用，已經(jīng)成為全球公共衛(wèi)生與生物安全面臨的重大挑戰(zhàn)。
如果說抗生素是讓單個細(xì)菌“進(jìn)化”出耐藥性的直接原因，那么耐藥基因在不同細(xì)菌之間的傳播，則是讓這種危險能力在菌群中迅速蔓延的關(guān)鍵一步。
過去，科學(xué)界普遍認(rèn)為抗生素是這一過程的主要“推手”。然而，團(tuán)隊(duì)在前期調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，事情并非如此簡單，可能還存在“隱形推手”。“我們發(fā)現(xiàn)，即便在禁止抗生素類獸藥作為促生長劑之后，養(yǎng)殖環(huán)境中的耐藥性問題依然存在。這意味著除了抗生素之外，可能還有其他外源因素在悄悄推動耐藥傳播?！崩钊鸪f。
如果推動耐藥傳播的“推手”不止抗生素，那還有誰？研究發(fā)現(xiàn)，一種名為環(huán)丙氨嗪的獸藥在動物糞便、有機(jī)肥以及施用過糞肥的土壤中經(jīng)常被檢測到，甚至比某些常用抗生素殘留還要常見。
這一現(xiàn)象存在引起了團(tuán)隊(duì)的注意。“通過對多種常見非抗生素獸藥進(jìn)行系統(tǒng)篩選，環(huán)丙氨嗪促進(jìn)耐藥基因傳播的效應(yīng)最為突出。同時，課題組此前已證實(shí)此類常用獸藥可能通過質(zhì)粒介導(dǎo)的方式推動耐藥基因傳播，因此我們決定將其作為重點(diǎn)研究對象?！崩钊鸪榻B。
新路徑按下耐藥“加速鍵”
那么，環(huán)丙氨嗪究竟是通過什么樣的途徑促進(jìn)了耐藥基因的傳播呢？為了回答這一問題，團(tuán)隊(duì)設(shè)置了多層級模擬實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)室純培養(yǎng)體系，到體內(nèi)接合轉(zhuǎn)移模型，再到模擬真實(shí)養(yǎng)殖場景的“糞便—土壤—水”環(huán)境系統(tǒng)，全面還原了環(huán)丙氨嗪在環(huán)境中的實(shí)際作用過程。
在細(xì)菌的微觀世界里，除了廣為人知的“質(zhì)?！边@類可移動遺傳元件外，還存在著另一種特殊的“搬運(yùn)工”——整合性接合元件（ICE），它們同樣可以攜帶耐藥基因在不同細(xì)菌之間“穿梭”。它們平時潛伏于細(xì)菌染色體中，一旦被激活，便能通過“切除—環(huán)化—轉(zhuǎn)移”的方式，將攜帶的耐藥基因迅速傳播至其他細(xì)菌，甚至跨越種間或?qū)匍g屏障，從而加速耐藥基因在細(xì)菌群落中的擴(kuò)散。
“我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)環(huán)丙氨嗪進(jìn)入細(xì)菌后，會先誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，促使將攜帶有耐藥基因的ICE從染色體上‘脫離’出來，并進(jìn)一步增強(qiáng)相關(guān)基因的表達(dá)。”論文第一作者、該院博士研究生王翠月進(jìn)一步解釋，“此外，環(huán)丙氨嗪還能通過提高細(xì)菌能量供應(yīng)和擾動膜穩(wěn)態(tài)，為攜帶有耐藥基因的ICE的接合轉(zhuǎn)移提供更有利的生理?xiàng)l件，進(jìn)一步加速了耐藥基因的傳播效率?！?/p>
更值得警惕的是，這種藥物不僅讓耐藥傳播得更“頻繁”，還讓傳播范圍變得更“廣泛”。研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)丙氨嗪的使用讓耐藥菌的種類顯著增多，意味著耐藥基因的擴(kuò)散范圍隨之更廣，潛在危害也更大。
科學(xué)用藥急需“全鏈條”思維
在當(dāng)下的養(yǎng)殖生產(chǎn)中，環(huán)丙氨嗪這類非抗生素類獸藥的使用存在不小的認(rèn)知“盲區(qū)”。因其低毒、高效且對哺乳動物相對安全，長期以來被視為“綠色”環(huán)境處理藥劑，不少養(yǎng)殖場將其作為常規(guī)添加劑，長期低劑量地用于墊料或糞污處理，而對用藥劑量、頻次和環(huán)境殘留缺乏系統(tǒng)管控。
“過去大家通常認(rèn)為，耐藥菌和耐藥基因的大量產(chǎn)生與傳播主要是抗生素使用造成的，”李瑞超強(qiáng)調(diào)，“但我們的研究發(fā)現(xiàn)，非抗生素獸藥雖然本身不是抗生素，卻可能給細(xì)菌帶來另一種壓力，成為耐藥傳播的隱形推手?！?/p>
“科學(xué)評估環(huán)丙氨嗪等非抗生素獸藥的風(fēng)險與效益，關(guān)鍵在于明確其使用條件與劑量邊界?！眻F(tuán)隊(duì)建議，在保障動物福利和環(huán)境衛(wèi)生的前提下進(jìn)一步優(yōu)化用藥策略，例如精準(zhǔn)施用、減少環(huán)境殘留、避免長期低劑量暴露，并探索替代性生物防控手段。
不過，在王志強(qiáng)看來，優(yōu)化環(huán)丙氨嗪的使用只是第一步。他認(rèn)為，耐藥菌可在“養(yǎng)殖—環(huán)境—食品”鏈條之間傳播，任何一個環(huán)節(jié)失控，都可能成為耐藥傳播的“放大器”。因此，耐藥防控需跳出“單一環(huán)節(jié)”視角，轉(zhuǎn)向全鏈條治理。
目前，團(tuán)隊(duì)正著手開展更廣泛的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)篩查，計劃繪制一張覆蓋常用獸藥、消毒劑、重金屬及新興污染物的“耐藥促進(jìn)因子風(fēng)險圖譜”，從而在源頭上幫助養(yǎng)殖業(yè)識別并規(guī)避潛在風(fēng)險。
“我們的終標(biāo)，是建立一套集‘預(yù)測—干預(yù)—評估’一體化的耐藥防控新范式?！蓖踔緩?qiáng)表示，“只有真正理解哪些‘非抗生素’物質(zhì)在何時、何地、以何種方式助推耐藥，才能實(shí)現(xiàn)從‘被動應(yīng)對’到‘主動防御’的轉(zhuǎn)變，力爭為全球抗微生物藥物耐藥性研究貢獻(xiàn)中國智慧與解決方案。”
新華日報·交匯點(diǎn)記者葉真
通訊員王一凡
