(沈陽(yáng)化工大學(xué) 遼寧 沈陽(yáng) 110142)

前言

細(xì)菌耐藥性是通過抗生素抗性基因(ARGs)的表達(dá)產(chǎn)生的，由于ARGs可以通過移動(dòng)性基因元件在環(huán)境中不同種屬間的細(xì)菌間進(jìn)行轉(zhuǎn)移和傳播，Pruden指出，由于ARGs的廣泛散播，其可以作為公共衛(wèi)生問題被認(rèn)為是新出現(xiàn)的“污染物”。近年來一種新型的、可攜帶多種耐藥基因的基因元件——整合子被認(rèn)為在ARGs的水平轉(zhuǎn)移中發(fā)揮了重要的作用。整合子是一種基因單位，在整合酶的催化下，通過特異性結(jié)合位點(diǎn)捕獲外源基因(特別是耐藥基因)并使之表達(dá)，同時(shí)整合子又可整合到質(zhì)粒或染色體上，或自身作為轉(zhuǎn)座子的一個(gè)組成部分而參與轉(zhuǎn)移，使耐藥基因在同種和不同種屬細(xì)菌間廣泛傳播。本文總結(jié)了近年來國(guó)內(nèi)外有關(guān)整合子在水環(huán)境領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。

一、醫(yī)院廢水中整合子的研究現(xiàn)狀

由于醫(yī)院及其附近的廢水中含有大量抗生素，在環(huán)境選擇壓力下，細(xì)菌有更高的耐藥性，細(xì)菌整合子出現(xiàn)的頻率更高。Bezares等從醫(yī)院廢水中分離出123株耐碳青霉烯抗生素的銅綠假單胞菌(Carbapenem-resistantPseu-domonasaeruginosa)，發(fā)現(xiàn)75%攜帶intI1。Mokracka等從醫(yī)院廢水中分離出的陰溝腸桿菌(Enterobactercloacae)，有54%攜帶整合子。Xia等篩選了濟(jì)南地區(qū)醫(yī)院周邊生活廢水中391株不同耐藥性腸桿菌菌株，發(fā)現(xiàn)其對(duì)氨節(jié)西林、甲氧節(jié)陡、硫代異哇的耐藥性大于85%，1型整合子比率為593%，2型整合子的比率為9.2%，未篩選到3型整合酶陽(yáng)性的菌株，含有整合子結(jié)構(gòu)的菌株比不含整合子的菌株有更強(qiáng)的耐藥性。Yang等從臨床中分離出153株志賀氏桿菌(Shigella)，發(fā)現(xiàn)64.1%為耐藥整合子細(xì)菌。此外，有研究表明醫(yī)院廢水中耐藥菌整合子高于其他環(huán)境，可能是由于醫(yī)院廢水高抗生素選擇壓力造成的。

二、養(yǎng)殖場(chǎng)廢水中整合子的研究現(xiàn)狀

由于養(yǎng)殖場(chǎng)(水產(chǎn)、畜禽)對(duì)抗生素的使用量很大，養(yǎng)殖廢水中細(xì)菌整合子出現(xiàn)的頻率很高。Yohanna等從墨西哥某鯉魚養(yǎng)殖廠中新鮮的魚體中分離出46株氣單胞菌，其中有20株攜帶一類整合子。梁等對(duì)來自魚塘生態(tài)系統(tǒng)的165株大腸桿菌進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)攜帶有耐藥基因的比率為91.51%。對(duì)帶有4種以上耐藥基因的菌株檢測(cè)，Ⅰ整合子酶基因陽(yáng)性檢出率為87.84%，攜帶有7種耐藥基因的菌株全部為Ⅰ整合酶基因陽(yáng)性，Ⅱ型整合酶基因陽(yáng)性菌株檢出率10.81%，由此可見，養(yǎng)殖場(chǎng)細(xì)菌耐藥性較強(qiáng)，應(yīng)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)抗生素的使用應(yīng)合理控制。

三、污水處理廠中整合子的研究現(xiàn)狀

污水處理廠可能是細(xì)菌整合子和抗性基因進(jìn)行水平轉(zhuǎn)移的重要環(huán)境，近年來關(guān)于污水處理廠中細(xì)菌整合子的研究越來越多。Igbinosa等從南非地區(qū)的某污水處理廠中分離出24株氣單菌胞(Aeromonas)，發(fā)現(xiàn)100%的氣單胞菌對(duì)萬古霉素、青霉素、氨芐青霉素、苯甲異唑青霉素抗生素具有抗性，其中20.8%攜帶一類整合子。Kotlarska等在兩個(gè)污水處理廠未經(jīng)處理和已經(jīng)處理的水體中、海洋排污口和維斯瓦河河口中分離出大腸桿菌并分析其耐藥性，結(jié)果顯示其對(duì)多種抗生素有耐藥性，分離株的32.06%檢測(cè)到一類整合子，3.05%檢測(cè)到二類整合子。Mokracka 等從采用活性污泥法處理工藝的某個(gè)污水處理廠不同處理工藝階段中分離出了 1 832 株可培養(yǎng)菌，其中 12.1%攜帶整合子，進(jìn)水、曝氣池和出水中攜帶整合細(xì)菌的比例分別為22.3%、4.8%和 9.0%。而Zhang 等發(fā)現(xiàn)香港和上海某污水處理廠活性污泥法處理過程中對(duì)Ⅰ類整合子和相關(guān)基因盒的去除率高達(dá) 90%。說明了污水處理廠在環(huán)境中傳播抗性基因具有重要作用，并且由于污水處理廠使用的工藝不同，整合子與耐藥基因的去除效率也不同，建議在常規(guī)污水處理廠流程中應(yīng)加強(qiáng)抗性基因污染監(jiān)測(cè)，提高細(xì)菌整合子的控制水平。

四、自然界水體中整合子的研究現(xiàn)狀

由于污水向自然水體的排入和ARGs的水平轉(zhuǎn)移，耐藥菌已不只存在于污水和廢水中，近年來的許多研究發(fā)現(xiàn)自然水體的細(xì)菌整合子檢出越來越高。Mukherjee等調(diào)研了印度托爾薩河中革蘭氏陰性菌攜帶一類整合子的情況，發(fā)現(xiàn)100株革蘭氏陰性菌中有40%攜帶一類整合子。在我國(guó)，對(duì)天然水體中整合子的研究已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，Yin等從太湖中分離出78株細(xì)菌，其中38.5%攜帶整合子，Lin等從九龍江流域選取21個(gè)站點(diǎn)采集表面水體樣品，篩選出191株無重復(fù)耐藥細(xì)菌，藥敏試驗(yàn)結(jié)果顯示該191株耐藥細(xì)菌對(duì)八大類19種抗生素的耐藥率為8.9%～99.5%，所有菌株都對(duì)3種或以上抗生素有抗性，191株耐藥細(xì)菌均檢測(cè)出一類整合酶基因，5株檢測(cè)出二類整合酶基因，無菌株檢測(cè)到三類整合酶基因，并發(fā)現(xiàn)了新基因盒。自然水體中耐藥整合子的陽(yáng)性檢出率越來越高，其介導(dǎo)的耐藥基因的水平轉(zhuǎn)移對(duì)生態(tài)和人類健康有很大的安全隱患。

五、展望

細(xì)菌整合子已廣泛存在于各種水體環(huán)境，而細(xì)菌多重耐藥性與整合子陽(yáng)性檢出率密切相關(guān)，人類感染超級(jí)細(xì)菌的報(bào)道不計(jì)其數(shù)，因此，對(duì)環(huán)境中整合子的分布進(jìn)行調(diào)查研究很有必要，但關(guān)于整合子在土壤與空氣環(huán)境中的分布特征研究較少，建議加強(qiáng)此方面的研究。另外，水體作為循環(huán)流動(dòng)性極強(qiáng)的環(huán)境介質(zhì)，其對(duì)耐藥菌的傳播擴(kuò)散有更大的促進(jìn)作用，因此對(duì)各類水環(huán)境中的整合子進(jìn)行檢測(cè)與控制十分有必要。