从孟加拉国达卡制药与环境废水中分离的多重耐药大肠埃希氏菌的广谱β-内酰胺酶（ESBL）与毒力基因的分子特征解析

为什么制药厂附近的污水很重要

大多数人认为抗生素耐药性是医院里的问题，但这项研究表明部分问题可能始于制药厂的排水沟。研究者采集了孟加拉国达卡附近六处制药厂的废水，以及这些废水最终流入的池塘和运河等相邻水体。研究发现，这些水体携带顽固的大肠埃希氏菌菌株——这种常见的肠道细菌不仅对多种抗生素难以被杀灭，而且在某些情况下还携带可引发严重腹泻的基因。

采集水样与细菌的地点

团队从本应在排放前净化制药废物的废水处理设施（effluent treatment plants），以及周边的池塘、滞留池、排水沟和居民用水体中采集水样。从这些样品中分离出90株大肠埃希氏菌，并通过遗传检测确认其身份。这使研究者能够直接比较来自厂区排放源处的细菌与生活在更广泛环境中、可能被人们用于洗浴、捕鱼或取水的细菌之间的差异。

检测哪些药物仍然有效

每株大肠埃希氏菌都接受了来自八个不同药物类别的11种常用抗生素的敏感性检测。厂区废水来源的菌株明显更顽固：超过85%的菌株对广泛使用的氨苄青霉素表现出耐药，大约一半对八种不同抗生素都有耐药性。相比之下，来自周边池塘和排水沟的细菌总体上耐药性较低，但仍有许多被归类为多重耐药。令人鼓舞的是，两种强效的“最后手段”药物——粘菌素（colistin）和美罗培南（meropenem）在两类水体中对几乎所有细菌仍然有效。

隐匿的耐药与致病基因

为了解这些微生物为何如此顽强，科学家检测了特定的耐药基因。在厂区废水中，近八成大肠埃希氏菌携带一种称为blaNDM的基因，该基因可使许多重要的β-内酰胺类抗生素失效。在邻近的环境水体中，另一种耐药基因blaTEM更为常见。团队还寻找了能把普通大肠埃希氏菌转变为致泻株的基因。出人意料的是，废水中的细菌几乎不携带这些致病基因，但许多环境来源的菌株却携带。与两种主要腹泻类型（称为ETEC和EPEC）相关的基因在大量池塘与运河分离株中被发现，表明这些水体可能同时藏有既耐药又能致病的细菌。

细菌如何传播与演化

通过DNA指纹图谱分析，研究者显示大肠埃希氏菌株往往按地点与耐药模式聚类。来自同一地点的细菌常共享相似的耐药基因，表明当地水体条件影响哪些性状更易生存与扩散。团队还发现许多菌株携带质粒——可在细菌间转移并传播耐药基因的环状DNA。多样化的质粒与基因模式表明问题并非单一顽固菌株的扩散，而是多种不同菌株在水体中共享耐药“工具”。

这对公共卫生意味着什么

简言之，研究表明达卡的制药废水为能够抵抗多种抗生素的大肠埃希氏菌提供了滋生场所。随着这些水流入周边池塘与排水沟，其中一些顽固菌株还会获得额外的致病基因，使其能引发腹泻，从而增加了使用这些水体的人群暴露危险。尽管仍有少数强效抗生素有效，但单靠它们并不可靠。研究结果强调了对制药废水实施更严格控制、加强环境中耐药性的监测，以及采取“一个健康”（One Health）方式将人类、动物与环境健康作为紧密相关部分协调应对的必要性。

引用: Fuad, M., Mahmud, Z., Mishu, I.D. et al. Molecular characterization of extended-spectrum β-lactamase (ESBL) and virulent genes in multidrug-resistant Escherichia coli isolated from pharmaceutical and environmental Wastewaters in Dhaka, Bangladesh. Sci Rep 16, 15633 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46554-2

关键词: 抗菌素耐药性, 制药废水, 多重耐药大肠埃希氏菌, 孟加拉国水质, ESBL耐药基因