2024年9月27日,福建农林大学周顺桂教授团队在《Nature Communications》(《自然-通讯》)期刊发表了题为“Prophage-encoded antibiotic resistance genes are enriched in human-impacted environments”(人类活动加速噬菌体介导抗生素耐药基因环境传播)的研究论文。该研究首次发现了人类影响环境的噬菌体是一类被忽视的抗生素耐药基因(ARGs)储藏库,揭示了人类活动加速噬菌体驱动全球环境中耐药性扩散的机制。
抗生素耐药性是一个全球性难题,是指微生物尤其是细菌耐受抗生素类药物,从而使药效打折扣甚至无效。据研究估计,2025年至2050年间,全球预计将有超过3900万人死于抗生素耐药性。抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大挑战,必须采取果断行动应对这一威胁。细菌介导对抗生素耐药性传播是目前全球关注的重点。噬菌体作为一类侵染细菌的病毒,在ARGs环境传播中的作用与功能被长期忽视。病毒作为地球上生物多样性和数量最多的生命实体(数量达10^31),几乎是无处不在,它与细菌如影相随。但是全球环境中噬菌体携带的抗生素抗性基因(ARGs)特征及其介导的传播风险依然未知。本研究通过全球范围内收集38,605细菌基因组, 1,432个环境宏基因组数据,首次揭示了噬菌体作为ARGs的一个重要储存库,人类活动在其环境传播中发挥着关键作用。而且,与自然环境比,在高抗生素暴露风险的人类影响环境中,噬菌体携带的ARGs不仅更加丰富,而且转录活性更高。人类活动促进了噬菌体携带ARGs的现象,并增强了ARGs在全球范围内的流动性,对于理解ARGs的全球分布及其在不同环境间的传播路径至关重要,为控制ARGs的传播提供了理论依据和技术支持。
福建农林大学环境生物电化学中心廖汉鹏教授与其指导的博士研究生刘晨为论文第一作者,周顺桂教授、西班牙塞维利亚自然资源和农业生物学研究所Manuel Delgado-Baquerizo教授以及中国科学院生态环境研究中心朱永官院士为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(42277357)、福建省雏鹰计划青年拔尖人才、福建省杰出青年科学基金(2022J06016)的资助。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-024-52450-y