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为探究城市河流中抗生素抗性基因（ARGs）传播机制，研究人员对西班牙奥尼亚尔河沉积物中细菌及噬菌体 DNA 的 ARGs（如 β- 内酰胺类 blaCTX-M、磺胺类 sulI 等）进行定量分析。发现噬菌体 DNA 含 ARGs，其中 sulI 在城市段显著增加，提示噬菌体或为 ARGs 环境传播载体，具公共卫生警示意义。
抗生素抗性基因（ARGs）在环境中的传播已成为全球公共卫生领域的重大挑战。据统计，全球每年约有 130 万人直接死于抗生素抗性，若不加以遏制，到 2050 年相关死亡人数可能攀升至千万级别。城市河流作为人类活动密集区域的重要水体，长期受生活污水、工业废水和地表径流影响，成为 ARGs 扩散的 “热点区域”。然而，相较于细菌介导的传播，噬菌体（感染细菌的病毒）在 ARGs 环境扩散中的作用一直未被充分认知，其是否作为潜在载体促进 ARGs 的水平转移（HGT）仍存争议。
为填补这一研究空白，西班牙加泰罗尼亚水研究中心（ICRA-CERCA）与墨西哥国立自治大学（UNAM）的研究团队，针对流经西班牙赫罗纳市的奥尼亚尔河展开研究。该团队以河流穿过城市前后的沉积物为样本，系统分析了细菌和噬菌体 DNA 中 ARGs 的丰度及分布特征，相关成果发表于《Microbial Ecology》。
研究采用的关键技术方法包括：
- 样本采集与分馏：在河流城市段上下游分别采集 3 组沉积物样本（每组 50g），通过 0.22μm 滤膜分离细菌与噬菌体颗粒，确保噬菌体 DNA 组分无细菌污染（经 16S rRNA 基因检测验证）。
- 定量 PCR（qPCR）分析：针对 β- 内酰胺类（blaCTX-M、blaKPC）、氟喹诺酮类（qnrS）、大环内酯类（ermB）、磺胺类（sulI、sulII）和四环素类（tetW）共 7 类 ARGs，利用 qPCR 技术定量检测其拷贝数，并通过统计学方法（Shapiro-Wilk 检验、ANOVA 分析等）验证数据显著性。
研究结果
1. ARGs 在细菌与噬菌体 DNA 中的分布特征
- 除 blaKPC仅在城市段细菌 DNA 中检出外，其余 ARGs 在细菌和噬菌体 DNA 中均有分布，但细菌 DNA 组分的 ARGs 丰度普遍更高（如 ermB、tetW）。
- 城市段后样本中，细菌 DNA 的 ARGs 拷贝数（除 blaCTX-M）较上游显著增加，暗示城市活动加剧了细菌 ARGs 的富集。
2. 噬菌体 DNA 中磺胺类抗性基因的特异性变化
- 噬菌体 DNA 的 sulI 基因在城市段后丰度提升近 10 倍，且差异具统计学意义（p<0.001），而 sulII 及其他 ARGs（如 qnrS、ermB）虽有上升趋势，但未达显著水平。
- 这一现象与磺胺类药物在农业和医疗领域的广泛使用相关，印证了 sulI 作为 anthropogenic 污染标志物的可靠性。
3. 噬菌体的环境传播潜力与公共卫生风险
- 尽管噬菌体携带的 ARGs 总量低于细菌，但其在环境中的高持久性（如耐消毒处理）使其成为不可忽视的传播载体。研究发现，噬菌体 DNA 中检出的 β- 内酰胺类、氟喹诺酮类抗性基因，可能通过转导作用（transduction）在细菌间转移，增加耐药病原菌进化风险。
- 结合其他研究（如废水处理厂中噬菌体携带 ARGs 的报道），本研究进一步支持噬菌体在 ARGs “环境 - 临床” 传播链中的关键作用。
结论与讨论
本研究首次系统证实了城市河流沉积物中噬菌体 DNA 携带多种 ARGs，尤其揭示了磺胺类抗性基因 sulI 在噬菌体中的显著富集，为 “噬菌体是 ARGs 环境载体” 提供了直接证据。尽管噬菌体介导的基因转移频率可能低于细菌接合作用，但其全球广泛分布性和抗逆性（如耐化学处理），使其在 ARGs 的长期存续和跨生态系统扩散中扮演重要角色。
研究结果对制定抗生素抗性防控策略具多重启示：
- 环境监测层面：需将噬菌体 ARGs 纳入水体耐药性评估体系，尤其是磺胺类等高频检出的标记基因。
- 公共卫生层面：城市地表径流和污水处理过程中，需关注噬菌体携带 ARGs 的潜在风险，优化消毒工艺以抑制其传播。
- 基础研究层面：未来需深入解析噬菌体 - 细菌互作机制，明确 ARGs 在噬菌体基因组中的整合模式及转移动力学，为阻断耐药性扩散提供靶点。
总之，该研究拓展了对抗生素抗性环境传播机制的认知，强调了 “One Health” 框架下跨学科协作的重要性，为全球应对抗生素危机提供了新的研究维度和防控方向。
