上海交大惠楠团队揭示城市化和季节对气溶胶抗生素抗性基因入室传播的影响机制

　　

近日，上海交通大学农业与生物学院惠楠团队在Environment international在线发表了“Urbanization influences the indoor transfer of airborne antibiotic resistance genes, which has a seasonally dependent pattern”的研究论文。该研究揭示了城市化和季节在调控气溶胶抗生素抗性基因入室传播的重要性，强调了城市环境中蓝绿基础设施的增加能够抑制气溶胶抗生素抗性基因的积累。

居民区是人类抗生素抗性基因暴露的关键场所，然而目前还缺乏对居民区内气溶胶ARGs的迁移规律，特别是那些从室外转移到室内的ARGs的多度组成及健康效应的研究。本研究采用高通量测序、实时定量PCR和问卷调查相结合的方法，对上海市72个居民区内的气溶胶ARGs和可移动遗传元件(MGE，IntI1)、植物群落组成、入室气溶胶微生物群落以及呼吸系统疾病发病率进行了分析研究（图）。团队拟验证以下科学假设：城市化程度会影响ARGs的室内转移。这是由于复杂的人为活动可能会形成更多的抗生素抗性基因来源；在温暖季节，ARGs和MGE的多度更高，这可能是由于更大的通风量和由此导致的入室气溶胶微生物转移的增加；城市化对入室气溶胶ARGs的影响大于季节的影响。团队的研究结果表明：城市化对ARGs的影响具有季节依赖性，主要受周边土地利用类型、植物群落组成和养殖畜牧业的影响。特别是，城市居民区周边蓝绿基础设施占比的减少，可能会导致qnrA和mecA等主要ARGs的增加；季节变化影响ARGs和MGE的总多度。较高的温度会促进空气中细菌与ARGs之间的共发生关系，从而增加ARGs的总多度；一些病原菌属是ARGs的潜在宿主，如Stenotrophomonas和Campylobacter在温暖季节的多度与vanA呈显著正相关，而Pseudomonas、Bacteroides、Treponema和Stenotrophomonas则在寒冷季节与tetX呈显著正相关；部分ARGs与呼吸系统疾病发病率有直接关系。如vanA的多度与鼻炎、鼻结膜炎发病率呈显著正相关，qnrA的多度与喘息的发病率呈显著正相关。综上所述，本研究为监测入室气溶胶ARGs及其潜在宿主提供了一种新的方法，同时也为城市呼吸系统疾病的预防提供了新的参考依据。

图 城市化影响气溶胶抗生素抗性基因向室内传播，且具有季节依赖性

上海交通大学农业与生物学院博士生赵畅为论文第一作者，惠楠副教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金的项目资助。 

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.envint.2024.108545

作者：

农业与生物学院

供稿单位：

农业与生物学院