阿根廷广袤农田中,草甘膦作为全球使用最广的除草剂已应用数十年,长期被认为“相对安全”,仅针对杂草代谢通路,对细菌、哺乳动物影响极小。但最新研究揭示,它可能成为“超级细菌”帮凶,助长多重耐药菌扩散。
抗生素耐药(AMR)是全球严峻公共卫生挑战,牛津大学2024年报告显示,其自1990年起每年致全球至少100万人死亡,被世卫组织列为21世纪最严峻健康威胁。
阿根廷布宜诺斯艾利斯医学微生物学与寄生虫学研究所(INEI-ANLIS)团队的研究发表于《微生物学前沿》,首次在真实环境样本中找到草甘膦耐药性与多重抗生素耐药性的直接关联证据。
研究始于一个反常临床观察:团队联合负责人卡米拉·内希特发现,医院患者体内的多重耐药菌(超级细菌),在实验室测试中对草甘膦也表现出高耐受。
这引发猜想:若含多重耐药菌的医院废水与环境中草甘膦残留相遇,“双抗”细菌会获得生存优势,被草甘膦筛选后在自然中存活扩散。
为验证猜想,团队设计对照实验:一组是阿根廷多家医院的临床多重耐药菌株,另一组是来自未受草甘膦污染的巴拉那三角洲的环境菌株(空白对照)。
实验初期,研究人员先分离样本中的细菌并确定其种类:从湿地沉积物样本用LB琼脂和EMB琼脂培养菌落,经划线纯化获得纯单菌株;提取细菌DNA时,先将单菌落重悬于无菌水,用DLAB干浴锅100℃加热15分钟裂解细胞壁释放DNA,再用DLAB高速离心机以10000×g转速离心10分钟去除杂质,得到纯净DNA模板。
随后,他们用细菌通用引物扩增16S rRNA基因(细菌“分子身份证”),将扩增产物进行Sanger测序,通过序列比对确定环境菌株属种。
接下来,研究团队测试菌株的抗生素耐药情况以确认多重耐药菌:采用临床通用的纸片扩散法,将16种常见抗生素药敏纸片贴在接种细菌的MH琼脂平板上,孵育后根据抑菌圈大小,参照CLSI标准判断细菌耐药性并分为低、中、高三个等级。
随后进入关键步骤——测试细菌对草甘膦的耐受能力:为模拟阿根廷农业土壤环境,团队将培养基pH值调至6,用96孔微板配置不同浓度草甘膦培养基并接种细菌,孵育过夜后,通过Rayto RT-6000微板阅读器(酶标仪)检测630nm波长下的光密度(OD值),精准计算草甘膦对细菌的最低抑菌浓度(MIC),MIC值越高则耐受能力越强。
为解析耐药性背后的基因机制,团队选取12株不同草甘膦耐药性的环境菌株及35株实验室菌株进行全基因组测序:先用QIAcube自动化核酸提取仪提取高质量基因组DNA,经Illumina建库试剂盒制备测序文库后,通过Illumina MiSeq-I高通量测序仪完成测序,再经生物信息学分析,找到耐药基因及基因转移相关元件,探究两种耐药性的内在关联。
实验结果验证了初始猜想:医院多重耐药菌株的草甘膦MIC中位数(80mg/mL)远高于巴拉那三角洲环境菌株(20mg/mL);进化分析显示,环境中草甘膦高耐受细菌与临床多重耐药菌株亲缘关系密切,说明草甘膦会筛选出“双抗”细菌,助其在环境中繁殖扩散。
基因组分析揭示核心原因:细菌的草甘膦耐药性多依赖外排泵系统,该系统可同时将草甘膦和抗生素泵出细胞,这也是两种耐药性常同时出现的关键。
该研究为公共卫生防护敲响警钟:此前人们忽视了农用化学品对耐药菌的筛选作用,医院废水中的多重耐药菌若流入环境,会被广泛使用的草甘膦筛选存活,再通过水源、食物回归人体。据卡米拉介绍,阿根廷每年使用超36万吨草甘膦(多用于大豆种植),若农业区邻近医院排污口,风险不堪设想,需同时关注抗生素与农用化学品对耐药菌蔓延的影响。


_20251111151211A295.jpg)
