废水监测：监测产 AmpC/ESBL 大肠杆菌的关键手段

为监测产 AmpC/ESBL 大肠杆菌，研究人员分析芬兰废水，发现其多样性差异，强调废水监测意义。

　　

研究背景：抗菌耐药性监测的困境与废水监测的潜力

在全球范围内，抗菌耐药性（AMR）如同一个日益膨胀的 “恶魔”，严重威胁着人类的健康。它就像一把隐藏在暗处的 “杀手”，随时可能削弱甚至抵消掉我们在传染病治疗领域多年积累的成果。想象一下，曾经那些在抗生素 “利剑” 下不堪一击的病菌，如今却因为耐药性变得愈发 “嚣张”，这是多么令人担忧的场景。

目前，大多数国家在 AMR 监测方面主要依赖于对临床感染中分离出的特定病原体进行被动报告。这种方式就像是在黑暗中摸索，存在诸多弊端。数据不仅有限，而且往往存在明显的时间延迟，就像一场总是慢半拍的 “战斗”。同时，监测的病原体范围也非常狭窄，许多潜在的耐药病菌就这样被 “遗漏”。更糟糕的是，这种监测方式通常只适用于前往医疗机构就诊的患者，对于广大健康人群中的 AMR 情况，我们几乎一无所知。

而废水，这个看似不起眼的 “液体宝藏”，却蕴含着巨大的监测潜力。它就像一面反映人群健康状况的 “镜子”，来自不同人群的生活污水汇集其中，为我们提供了一个监测 AMR 的独特视角。通过对废水的监测，我们有望弥补传统监测方式的不足，更全面地了解 AMR 在人群中的流行情况。

基于这样的背景，来自芬兰多所机构（包括赫尔辛基大学、芬兰卫生福利研究所等）的研究人员，开启了一场探索之旅，试图揭示废水中产 AmpC / 超广谱 β- 内酰胺酶（ESBL）大肠杆菌的奥秘。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为我们理解 AMR 的传播和监测提供了新的思路。

研究方法：探索废水奥秘的 “钥匙”

为了深入研究，研究人员采用了一系列关键技术。首先，他们从芬兰各地的 10 个污水处理厂（WWTPs）收集了 77 份废水样本，这些样本就像是来自不同地区的 “健康拼图碎片”，代表了芬兰三分之二人口的生活污水情况。

接着，研究人员通过直接在 CHROMagar ESBL 琼脂平板上培养，成功分离出产 AmpC/ESBL 的大肠杆菌。然后，利用双碟协同试验（DDST）对这些菌株进行表型 ESBL 生产检测，判断它们是否为真正的 ESBL 生产者。

在基因层面，研究人员对这些菌株进行了全基因组测序（WGS）。这一技术就像是打开了细菌基因的 “密码锁”，让研究人员能够详细分析其耐药基因、质粒复制子、血清型等关键信息。通过这些技术，研究人员逐步拼凑出废水中产 AmpC/ESBL 大肠杆菌的 “基因蓝图”。

研究结果：废水里的 “细菌秘密”

1. 产 ESBL 大肠杆菌的广泛存在：研究发现，97.5% 的废水样本中都含有疑似产 AmpC/ESBL 的大肠杆菌，而经过 DDST 检测，86.7% 的分离株被证实为真正的 ESBL 生产者。这一结果就像是在废水这个 “海洋” 中发现了大量隐藏的 “耐药细菌岛屿”，表明产 ESBL 大肠杆菌在芬兰的污水中广泛存在。
2. 基因多样性与耐药性：对 73 个测序分离株的分析显示，它们属于 30 种不同的多 locus 序列类型（STs），并且具有丰富的耐药基因。其中，CTX-M ESBL 基因在 86.3% 的分离株中被检测到，同时还伴随着 bla_TEM-1和 bla_OXA-1等基因。此外，研究人员还发现了多种与抗生素、消毒剂和重金属耐药相关的基因，这些基因就像是细菌的 “防御武器库”，让它们能够在各种环境中顽强生存。
3. 空间差异：不同污水处理厂的样本在耐药基因和压力抗性基因的多样性和丰度上存在显著差异。例如，奥卢和拉彭兰塔的样本中检测到更多的抗生素耐药基因（ARGs），而库奥皮奥和罗瓦涅米的压力抗性基因多样性则较低。这就像是不同地区的细菌拥有不同的 “装备配置”，反映了不同地区的环境和人群健康状况对细菌耐药性的影响。
4. 基因组多样性：核心基因组多位点序列分型（cgMLST）显示，废水分离株具有较高的基因组多样性，仅形成了两个基因组簇。而且，人类和废水来源的 ST131 分离株之间没有明显的基因组簇，这表明它们可能来自不同的传播途径，就像两条在不同轨道上行驶的 “列车”。

研究结论与讨论：废水监测的重要价值与展望

这项研究揭示了芬兰各地产 AmpC/ESBL 大肠杆菌的克隆谱系分布情况，以及不同地区 AMR 基因多样性和丰度的差异。研究结果强调了废水监测在种群水平监测产 AmpC/ESBL 大肠杆菌方面的关键作用，它就像是一个 “早期预警系统”，能够为公共卫生决策提供重要的补充数据。

然而，研究也存在一些局限性。例如，很难直接比较人类和废水中耐药菌的流行情况，因为在污水系统中可能存在耐药基因的获取或移动遗传元件的转移等复杂情况。此外，目前还无法对全国范围内的废水分离株和临床分离株进行全面的 cgMLST 比较。

尽管如此，废水监测仍然具有巨大的潜力。未来，通过纵向的 WGS 监测研究，我们有望更准确地监测 AMR 的趋势，将废水监测打造成应对大流行的 “有力武器”。这不仅有助于我们及时发现潜在的 AMR 风险，还能为制定更有效的公共卫生策略提供科学依据，保护更多人的健康。

总之，这项研究为我们打开了一扇了解废水与 AMR 关系的 “窗户”，让我们看到了废水监测在全球健康领域的广阔前景，也为后续的研究指明了方向。