综述:微塑料:抗生素抗性基因与病原菌的传播者
《Aquatic Toxicology》:Microplastics: Disseminators of Antibiotic Resistance Genes and Pathogenic Bacteria
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时间:2025年09月29日
来源:Aquatic Toxicology 4.3
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本综述系统阐述了微塑料(MPs)作为抗生素耐药性(AMR)传播载体的前沿研究,重点揭示其通过促进生物膜形成、介导水平基因转移(HGT)及携带ESKAPE等高危病原菌,加剧全球健康风险的机制。文章强调需以"一体化健康"(One Health)视角协同应对微塑料污染与耐药性危机,并指出当前研究在标准化方法、风险评估及真实环境暴露数据方面的空白。
研究表明微塑料表面的"塑料圈"(Plastisphere)为微生物提供独特生态位,其高比表面积、疏水性和环境持久性显著促进细菌富集与生物膜形成。生物膜胞外聚合物(EPS)矩阵通过增强细胞邻近性和核酸交换效率,加速了整合子、移动遗传元件等抗生素抗性基因(ARGs)的水平基因转移(HGT)。机制包括接合(细菌直接接触传递质粒)、转化(游离DNA摄取)和转导(噬菌体介导),其中微塑料的长期存留特性延长了HGT时间窗口。
微塑料优先携带ESKAPE病原菌(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌等),这些菌株通过质粒介导的blaNDM-1、mcr-1等基因传播多重耐药性。水体与土壤中的微塑料成为病原菌从环境向临床环境传播的"特洛伊木马",例如污水处理厂中聚乙烯微塑料富集耐药菌浓度较周围水体高100-5000倍。
微塑料通过大气、水体和土壤跨介质迁移,吸附有机污染物(如抗生素与重金属)形成复合污染物,进一步促进ARGs的选择性富集。不同聚合物类型(聚乙烯/聚苯乙烯)与表面风化程度显著影响微生物群落结构,其中粗糙表面及正电性材料更利于病原菌定植。
微塑料是活性耐药传播载体而非惰性污染物,需建立标准化实验方法并开展真实环境暴露研究。未来应聚焦聚合物类型-微生物群落-ARGs转移速率的定量关系,并通过多界面监测(水-土-气-生物)完善One Health风险评估框架。
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