抗过敏药物驱动水体微生物群落与抗生素抗性组的动态变化：宏基因组学视角

本研究针对抗过敏药物(AADs)作为新兴污染物对水生环境抗生素抗性基因(ARGs)传播的潜在影响，通过微宇宙实验结合宏基因组测序，揭示了7种AADs在环境相关浓度下可促进抗生素耐药菌(ARB)增殖1.24-7.78倍，显著改变放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)群落结构，并驱动ARGs（如evgS、mtrA）的水平转移，为评估AADs的生态风险提供了新依据。

　　

过敏性疾病在全球范围内呈爆发式增长，抗过敏药物(AADs)的使用量随之激增，年销售额已跃居全球非抗生素药物第三位。这些药物通过污水处理厂不完全去除后持续进入水体，其中如苯海拉明(DPH)等药物具有长达数周的环境半衰期。更令人担忧的是，最新研究发现AADs可能像抗生素一样促进抗生素抗性基因(ARGs)的传播——这个被世界卫生组织列为21世纪首要公共卫生威胁的问题。然而，AADs如何影响水生环境中微生物群落与ARGs的互作网络，至今仍是未解之谜。

针对这一科学盲区，西安某研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表的研究中，创新性地采用微宇宙实验系统，结合培养组学与宏基因组测序技术，首次揭示了7种常见AADs（包括氯苯那敏、西替利嗪等）在ng/L~μg/L环境浓度下，如何重塑水体微生物生态并加速ARGs传播的动态过程。

关键技术方法
研究采集西安市某公园地表水样，建立包含对照组的8组微宇宙系统，分别添加7种AADs（氯苯那敏CPM、苯海拉明DPH、西替利嗪CTZ、氯雷他定LOR、地氯雷他定DLOR、色甘酸钠SCG和葡萄糖酸钙CG）。通过平板计数法监测抗生素耐药菌(ARB)丰度变化，结合宏基因组测序解析微生物群落结构、ARGs组成及宿主关联性，运用生物信息学分析水平基因转移事件。

Dynamics of ARB under AADs exposure
实验数据显示，AADs暴露7天后系统趋于稳定，ARB浓度较初始值(9.35×10² CFU/mL)最高提升7.78倍。其中CPM、DPH和CTZ主要促进放线菌门(如Aurantimicrobium)增殖，而其余四种AADs更利于变形菌门(如Limnohabitans)生长。这种"门级分流"效应暗示不同AADs可能通过特异性生态位竞争机制选择压力。

抗生素抗性组重构
宏基因组分析发现，AADs显著改变ARGs相对丰度，关键抗性基因evgS、mtrA和RanA的表达模式与优势菌群变化高度同步。宿主追踪技术揭示：CPM组ARGs主要由放线菌门携带（贡献率58.3%），而LOR组中变形菌门成为ARGs主要宿主（72.1%）。特别值得注意的是，共现网络分析显示AADs暴露组中质粒介导的ARGs水平转移频率提升3.2倍，其中evgS基因的移动性增强最为显著。

环境启示
该研究首次系统论证了AADs通过三重机制加剧抗生素抗性传播：①直接促进ARB增殖；②驱动微生物群落结构偏移，创造有利于ARGs宿主的微环境；③增强基因水平转移活性。考虑到全球AADs年使用量超过15万吨，且常规污水处理工艺对氯苯那敏等药物的去除率不足40%，这些发现为环境污染物与抗生素抗性协同传播提供了关键证据链。

研究团队在讨论中指出，AADs分子结构中与抗生素相似的芳香环系统和阳离子基团，可能通过模拟抗生素作用机制诱导细菌应激反应。这种"伪抗生素效应"为理解非抗生素药物如何参与抗性基因进化提供了新范式。未来研究需重点关注AADs-微生物-ARGs的互作网络，以及由此产生的公共卫生风险阈值。该成果不仅为修订污水处理标准提供科学依据，更警示亟需建立针对药物污染物的环境风险评估新框架。