医院污水到城市溪流:产KPC肺炎克雷伯菌通过市政污水的多药耐药传播路径及废水管理挑战

【字体: 时间:2025年07月26日 来源:International Journal of Hygiene and Environmental Health 4.5

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  本研究聚焦医院污水系统中产KPC碳青霉烯酶的肺炎克雷伯菌(KPC-KP)向城市水体的传播路径,通过分析42株分离自医院废水、污水处理厂(WWTP)及受纳溪流的菌株,揭示其携带blaKPC、blaCTX-M等耐药基因及金属耐受基因的广泛传播特征,脉冲场电泳证实克隆关联性,为One Health视角下的耐药菌环境防控提供关键证据。

  

抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁,其中产KPC碳青霉烯酶的肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)因其对"最后防线"抗生素——碳青霉烯类的耐药能力,被世界卫生组织列为重点防控病原体。这类"超级细菌"不仅在医院内造成致命感染,更令人担忧的是,它们正通过污水系统悄然入侵城市水环境,形成一条从医疗机构到自然水体的隐秘传播链。巴西圣保罗大学的研究团队在《International Journal of Hygiene and Environmental Health》发表的研究,首次系统追踪了这类致命病原体在巴西城市水系统中的完整传播路径。

研究人员采用宏基因组分析、抗生素敏感性测试、PCR基因检测和脉冲场凝胶电泳(PFGE)等技术,对来自三级医院污水、城市污水处理厂和受纳溪流的42株KPC-KP菌株展开研究。通过比较不同环境来源菌株的耐药谱、耐药基因分布及克隆相关性,揭示了耐药菌在环境中的持久性和传播规律。

在"Study area and sampling"部分,研究以巴西里贝朗普雷图市为样本区域,该市拥有年接诊60万患者的大型教学医院,其未经处理的医疗污水直接排入市政管网。研究人员在2019-2020年间采集医院污水、污水处理厂进出水及下游溪流水样,通过选择性培养分离耐碳青霉烯类菌株。

"Occurrence of carbapenem resistant bacteria"结果显示,医院污水中的耐碳青霉烯菌浓度高达1.5×104 CFU/mL,经污水处理厂处理后仍可检出2.1×102 CFU/mL,下游溪流中持续存在1.8×102 CFU/mL。所有KPC-KP菌株均表现出对β-内酰胺类抗生素和氟喹诺酮类的广泛耐药,且医院内外分离株的耐药谱高度相似。

基因分析发现除blaKPC外,33.3%菌株携带blaCTX-M-1,19%携带blaCTX-M-8,52.3%检出qnrB基因。特别值得注意的是,19%菌株携带rmtB基因(介导对氨基糖苷类耐药),且普遍存在对银、铜等金属的耐受基因。毒力因子分析显示,与肠菌素和colibactin(一种基因毒素)相关的毒力基因广泛存在。

PFGE克隆分析揭示,部分医院分离株在4个月后仍能重复检出相同脉冲型,且与污水处理厂及溪流分离株存在克隆关联,证实耐药菌可通过污水系统长期存活并扩散。在"Conclusions"部分,作者强调这是巴西首次完整记录KPC-KP从医院到自然水体的传播链,证明当前污水处理工艺无法有效阻断耐药菌传播。

该研究的意义在于:首次在发展中国家证实医疗污水是耐药菌环境传播的关键节点;揭示KPC-KP菌株在携带多重耐药基因的同时,还具备金属耐受和环境持久存活能力;为实施One Health策略控制耐药菌传播提供了科学依据。研究人员呼吁加大污水处理投入,特别建议医疗机构安装专用消毒设施,以阻断这条威胁全球健康的"隐形传播链"。

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