市售瓶装天然矿泉水：抗生素抗性基因与毒力基因的潜在储库及其公共卫生意义

为评估市售瓶装天然矿泉水是否成为抗生素抗性基因(ARGs)和毒力相关基因(VRGs)的潜在储库，研究人员采用宏基因组测序技术分析了四种品牌矿泉水样本。研究发现其中存在多种ARGs（如TEM-116、APH(3'')-Ib）和VRGs（如acpXL、esxN），并揭示了其与特定微生物类群的关联。该研究强调了瓶装水作为耐药基因传播媒介的潜在风险，对完善饮用水安全评估体系具有重要意义。

　　

在当前全球抗生素耐药性问题日益严峻的背景下，环境介质作为耐药基因传播载体的作用备受关注。虽然地表水和饮用水系统中抗生素抗性基因(ARGs)和毒力相关基因(VRGs)的存在已有较多研究，但被法规定义为"微生物学纯净"的瓶装天然矿泉水是否同样存在这些风险因素，仍缺乏系统评估。由于这类水源来自地下含水层，不经过化学净化或消毒处理，其微生物组构成及携带的功能基因可能对消费者健康产生潜在影响。

研究人员通过宏基因组学方法对意大利市场四种商业品牌的瓶装矿泉水进行深入研究，不仅解析了其微生物群落结构，更首次系统鉴定了其中携带的抗生素抗性基因和毒力因子，并探索了这些基因与可移动遗传元件的潜在关联。这项发表在《BMC Microbiology》的研究为饮用水安全评估提供了新的科学视角。

研究团队选取了四个不同品牌的瓶装矿泉水样本（BW1-BW4），每个品牌采集100升水样，通过0.22μm滤膜过滤富集微生物，采用特异性提取试剂盒进行DNA提取，随后使用Illumina NextSeq500平台进行鸟枪法测序。通过Trimmomatic进行数据质控，metaSPAdes进行序列组装，并利用Metaphlan4进行物种分类注释。ARGs和VRGs分别通过CARD和VFDB数据库进行鉴定，使用MMseqs2进行基因 taxonomic 归属分析，ISEscan软件检测插入序列。

微生物群落组成分析

研究通过宏基因组测序揭示了不同品牌矿泉水样本中显著的微生物组成差异。在门水平上，BW1、BW2和BW3样本主要以Pseudomonadota（变形菌门）为主（占比分别为66.5%、99.2%和94.4%），其中BW1还含有21.9%的Thermoproteota（热变形菌门）。而BW4样本则独特性地以Bacteroidota（拟杆菌门）为主导（81.4%）。在属水平上，各样本的优势菌属各不相同：BW1以Acidovorax（酸杆菌属，25.8%）和Hydrogenophaga（嗜氢菌属，21.3%）为主；BW2以Polaromonas（极地杆菌属，69.7%）为主；BW3以Acidovorax（51.6%）和Pararhizobium（副根瘤菌属，20.6%）为主；BW4则以CG1-02-35-72（81.4%）为主。这些差异反映了矿泉水源地质条件和水文特征对微生物群落的选择性影响。

抗生素抗性基因鉴定

研究在所有水样中共鉴定出8种ARGs，包括介导β-内酰胺类抗生素耐药的TEM-116（超广谱β-内酰胺酶基因），介导氨基糖苷类耐药的APH(3'')-Ib、APH(6)-Id和AAC(6')-31，介导外排泵机制的ceoB和mtrA，介导甲氧苄啶耐药的dfrB3（二氢叶酸还原酶基因），以及介导利福平耐药的RbpA基因。其中APH(3'')-Ib和APH(6)-Id同时在BW1和BW4样本中检出，TEM-116在BW1和BW3中检出，dfrB3在BW2和BW4中检出。值得注意的是，dfrB3基因与Polaromonas（极地杆菌属）存在 taxonomic 关联，该菌在BW2中占比高达69.7%。

毒力相关基因鉴定

研究共鉴定出14种VRGs，其中acpXL（酰基载体蛋白基因）在所有样本中均存在，esxN（VII型分泌系统基因）在BW1、BW2和BW3中检出。其他毒力因子包括涉及脂质A生物合成的lpxH，与细菌分泌系统相关的tssB和tagJ，热休克调节因子hspR，以及参与运动性和抗生素合成的pilG等。BW3样本中发现的VRGs数量最多（5个），而BW4中最少（2个）。

可移动遗传元件分析

尽管研究中发现的ARGs和VRGs通常与质粒、整合子、转座子等可移动遗传元件相关，但分析未在这些基因周围鉴定到已知的移动元件或插入序列，这可能与测序深度不足或存在未表征的新移动元件有关。

研究结论表明，市售瓶装天然矿泉水并非绝对的"微生物学纯净"，而是含有复杂的微生物群落和多种抗生素抗性基因与毒力因子。这些基因可能通过水平基因转移(HGT)机制在环境微生物和人体共生菌之间传播，从而构成潜在的公共卫生风险。讨论部分强调，当前法规仅检测特定病原菌（如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等）的微生物质量控制标准已不足以全面评估瓶装水的生物安全性。研究建议将ARGs和VRGs的监测纳入瓶装水质量评估体系，并采用宏基因组学等现代分子技术来检测传统培养方法无法发现的潜在病原微生物和功能基因。该研究为完善饮用水安全评估提供了重要科学依据，对应对全球抗生素耐药性挑战具有积极意义。