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本研究揭示了 pristine、rural 和 urban 水域中抗菌药物耐药性（AMR）和金属耐药性（MR）的分布特征，强调了人类活动对环境抗性传播的影响。
研究背景与意义
抗菌药物耐药性（AMR）和金属耐药性（MR）已成为全球性的健康威胁。人类活动，如抗生素的过度使用、工业废水排放以及农业活动，加速了 AMR 和 MR 在环境中的传播。然而，目前对于人类活动对 AMR 和 MR 在不同环境（尤其是水域）中分布和共存的影响仍知之甚少。本研究通过分析澳大利亚 pristine、rural 和 urban 水域的宏基因组数据，揭示了 AMR 和 MR 的分布特征、微生物群落结构以及它们之间的相互关系，为理解人类活动对环境抗性的影响提供了重要见解。
研究方法
研究团队从澳大利亚的 pristine、rural 和 urban 水域收集了样本，利用宏基因组测序技术对样本进行分析。通过 AMR++ 和定制的分箱流程，研究人员对样本中的 AMR 和 MR 基因进行了鉴定和分类，并分析了微生物群落的组成和多样性。此外，研究人员还筛选了与 AMR、MR 和移动遗传元件（MGE）相关的细菌，并探讨了它们之间的共存关系。
研究结果
环境样本的 AMR 和 MR 特征
研究发现，AMR 在所有环境中均有存在，而 MR 主要出现在 rural 和 urban 样本中。pristine 样本中 AMR 基因多样性较低，主要抵抗 4 类抗生素，而 rural 和 urban 样本中 AMR 基因多样性较高，能够抵抗多达 10 类抗生素。此外，rural 样本中金属和多化合物耐药性频率（14%）高于 urban 样本（5%）。pristine 样本中未检测到多药和多化合物耐药性，且对氨基糖苷类和 MLS 组的耐药性较低。相比之下，rural 样本中铜和氨基香豆素耐药性共存，而 urban 样本中铜和汞耐药性共存。
微生物群落结构与 AMR-MR 关系
在 pristine 样本中，Proteobacteria 占据主导地位，而 rural 样本中 Cyanobacteria 占比最高，urban 样本中则以 Proteobacteria 和 Bacteroidota 为主。rural 和 urban 样本中某些细菌属（如 Burkholderia 和 Pseudomonas）与 AMR 和 MR 的共存关系尤为显著。这些细菌属在 rural 和 urban 样本中表现出较高的 AMR 和 MR 频率，且与 MGE 的共存关系也较为明显，表明它们可能是 AMR 和 MR 传播的重要载体。
AMR-MR 的共存模式
研究进一步揭示了 AMR 和 MR 在不同环境中的共存模式。在 rural 和 urban 样本中，Burkholderia 和 Pseudomonas 属的细菌表现出较高的 AMR 和 MR 共存频率，尤其是对氨基糖苷类和汞的耐药性。此外，这些细菌属还与铁和铜耐药性共存，这可能与环境中重金属污染有关。相比之下，pristine 样本中 AMR 和 MR 的共存关系较为简单，主要以汞耐药性为主。
环境抗性基因的传播风险
研究人员还关注了环境抗性基因的传播风险。通过筛选与 AMR、MR 和 MGE 相关的细菌，发现某些细菌属（如 Pseudomonas 和 Burkholderia）携带了多种抗性基因和 MGE，这表明它们可能通过水平基因转移（HGT）将抗性基因传播给其他细菌。这种抗性基因的传播可能进一步加剧 AMR 和 MR 在环境中的扩散，对生态系统和人类健康构成潜在威胁。
研究结论与展望
本研究通过分析 pristine、rural 和 urban 水域中的 AMR 和 MR 特征，揭示了人类活动对环境抗性传播的显著影响。研究结果强调了加强环境监测和管理的重要性，以减少人类活动对环境抗性的影响。未来的研究应进一步探讨 AMR 和 MR 在不同环境中的传播机制，以及如何通过改善农业实践和污水处理等措施来降低抗性基因的传播风险。此外，还需要开展长期的环境监测研究，以更好地理解 AMR 和 MR 在环境中的动态变化及其对生态系统和人类健康的潜在影响。
