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重污染空气中细菌耐药性及其健康风险

β-内酰胺类耐药基因,可培养细菌,耐药细菌,可吸入细菌,暴露评估

细菌耐药危机日趋严峻，已经成为全球范围内的重大公共安全问题，严重危害人类健康和生态环境。国内外针对土壤、水体和人体等的细菌耐药性研究较多，对空气介质特别是重污染天气中细菌耐药性的认识尚不足。β-内酰胺类抗生素是最早使用的抗生素之一，经年使用导致此类抗生素耐药细菌具有极大的生存优势。为探究重污染天气对空气细菌耐药性的影响，本研究以3种常见β-内酰胺类抗生素为线索，探索北京城区重污染空气中细菌对于β-内酰胺类抗生素的耐药表型，同时基于测序方法分析β-内酰胺类耐药基因的分布特征，评估空气中β-内酰胺类抗生素耐药细菌和耐药基因的健康风险。

结果显示：（1）污染天气条件下，空气细菌丰度、物种多样性及β-内酰胺类耐药基因丰度均较优良天气更高。（2）74.11%的革兰氏阳性菌对至少1种β-内酰胺类抗生素耐药，2.54%对3种β-内酰胺类抗生素耐药，17.77%对所有抗生素均敏感；33.3%的革兰氏阴性菌对β-内酰胺类抗生素耐药。（3）共检出β-内酰胺类抗生素相关耐药基因26个，分布在11个基因家族中，涉及3种抗性机制，包括抗生素灭活、降低抗生素渗透性以及抗生素外排。（4）超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）基因TEM-116的相对丰度突出，ESBLs由质粒介导进行传播，提示了该基因可能正在环境中大流行。（5）湿度、AQI、PM_2.5等环境因子与多个β-内酰胺类耐药基因丰度呈正相关，温度、SO₂及O₃等则呈负相关。（6）50%以上的β-内酰胺类耐药细菌分布在可吸入粒径范围内的颗粒物上，重污染天气时可吸入细菌增比超过10%，可吸入耐药细菌的暴露风险是优良天气的3―4倍。研究结果为应对细菌耐药性的空气传播及健康风险评估研究提供科学数据。