鸟类生活在世界各地的一系列栖息地,在环境中作为抗生素耐药性的哨兵发挥着至关重要的作用。最近发表在《BMC生物学》上的一项研究使用了一种创新的方法来检测从最偏远地区到废水处理设施的鸟类的微生物群落中的抗生素耐药基因。 虽然纪录片中企鹅在危险的暴风雪中养育幼崽吸引了很多人,但实际上,我们与鸟类的大部分互动很快就被遗忘了,或许只有海鸥在海滩上偷我们的薯条时,我们才会感到些许不快。这些海鸥经常在垃圾填埋场享用免费的食物,然后在我们的饮用水库里清洗它们的羽毛。由于鸟类是全球的居民,占据着不同的生态位,澳大利亚发生的事情并不总是发生在澳大利亚——这些物种中的许多会迁移到西伯利亚,然后返回,连接我们星球的两端。 墨尔本的西部处理厂是澳大利亚野生鸟类最重要的栖息地之一。这个人类污水处理设施占地超过10500公顷,大致相当于迪斯尼乐园的大小,每天处理的污水量达500亿升。废水处理的最后阶段包括一系列曝气泻湖,其中需要氧气的微生物被用来清除残留的污染物。这些泻湖可以成为超过250种鸟类的重要避难所,特别是在干旱时期,在澳大利亚的不同地区缺水。 西部污水处理厂不仅是鸟类和观鸟的主要场所,也是研究活动的主要场所。我们团队的成员经常在这个站点上对鸟类进行病毒取样,最近这些鸟类被用作研究鸟类病毒群落的模型,在那里我们使用了一种新的高通量RNA测序(RNA-seq)方法(通常称为“metatranscriptomics”)。RNA-seq产生了大量的信息,可以通过多种方式进行探索,我们的研究小组已经应用这种方法来研究这些鸟类体内的微生物是否携带了抗生素耐药性基因——这些基因的积累导致了多重耐药性,从而产生了一种超级细菌。作为对比,我们还从澳大利亚其他三个地方取样——内陆的一个偏远湖泊,塔斯马尼亚海岸外的一个岛屿,墨尔本市附近的西部港口湾——以及南极洲两个殖民地的企鹅。 围绕抗生素耐药性的讨论变得越来越重要。这次突发公共卫生事件的后果意味着,在不久的将来,淋病等传染病将不再可治疗。也就是说,这种普通STI的反应将是持续性的,可能是严重的疾病,而不是轻微的尴尬和医生的来访。全球抗生素耐药性的增加在很大程度上是人类和动物过度使用抗生素的结果,人类和动物都是动物食品中的生长促进剂,人类还拼命维持我们所食用植物的健康。这一切的结果就是环境中抗生素的负荷增加了。令人担忧的是,细菌可以很容易地通过水平基因转移将耐药基因转移给彼此,即使它们来自不同的物种。抗生素耐药性现在是全球健康的最大威胁之一。 我们的研究表明,从墨尔本的鸭子到南极洲的企鹅,我们分析过的所有鸟类的细菌中都存在着活跃的(表达的,因此起作用的)抗生素抗性基因。有趣的是,我们发现废水处理设施中鸟类的抗性基因几乎是其他所有地点鸟类的5倍。抗生素和抗生素耐药细菌通常会进入污水系统,其他研究表明,它们在污水处理过程中并没有完全被清除。尽管很容易将人类粪便作为这些鸟类中出现的更高抗性基因负担的原因,但重要的是,我们只观察到相关性,在确定之前需要更大的样本容量。当然,可能还有其他因素导致这些鸟类的耐药基因负担更高,包括它们的“常驻”微生物群落的组成。 我们还从两个企鹅群落中取样,一个是在靠近一个夏季最多只能容纳16人的小型基地,另一个靠近一个全年容纳两倍于人类的基地。虽然我们的企鹅样本中包含的抗性基因相对较少,但可以肯定的是,较大研究基地旁边的企鹅群体中包含的抗性基因要多于较偏远的群体;这再次表明,人类的影响使得抗微生物耐药细菌能够在自然环境中存活,即使是在最偏远的地方。 企鹅和其他野生鸟类不太可能依赖抗生素,所以我们为什么要关心它们是否携带超级细菌呢?根据“一个健康”的概念(由世界卫生组织定义),人类、生态系统和野生动物之间有着内在的联系。例如,微生物可以搭便车进入鸟类,并通过水系统回到人类的食物链。总之,通过停止过度使用抗生素来限制抗生素耐药性问题是至关重要的。鸟类是人类对环境影响的晴雨表,它们告诉我们很多关于抗生素抗性基因是如何在环境中传播和维持的,就像煤矿里的金丝雀一样。煤矿是抗生素耐药性,金丝雀是……好吧……鸟类。 |