综述：亚洲的废水作为进化反应器：将环境唑类与临床耐药性的出现联系起来

《Water Research》：Wastewater in Asia as an Evolutionary Reactor: Linking Environmental Azoles to the Emergence of Clinical Resistance

　　

抗真菌耐药性（AFR）已被确认为一项全球健康优先事项，而亚洲被合理认定为关键中心。多种汇聚因素，包括农业杀菌剂的大量使用、废水基础设施不足、高人口密度、慢性呼吸系统疾病的高负担以及日益增长的免疫受损人群，为AFR的出现创造了有利条件。本综述综合了当前关于亚洲AFR环境驱动因素的证据，研究了唑类抗真菌剂进入水资源的主要途径。废水处理厂可能作为进化反应器，其中唑类残留物选择出耐药真菌病原体；然而，关于这一途径的直接证据仍然有限，需要进一步的实证研究。唑类AFR的分子机制以烟曲霉（Aspergillus fumigatus）中的TR₃₄/L98H和TR₄₆/Y121F/T289A突变以及念珠菌属（Candida spp.）中外排泵过表达为主。已有报道极端环境污染，如印度工业废水中氟康唑浓度达到236,950 μg/L，超出预测无效应浓度（PNEC）阈值超过74,000倍。主要传播途径包括农业径流、废水排放、生物固体施用以及通过孟加拉湾洋流介导的跨界运输，在“同一健康”（One Health）框架内进行了阐明。尽管风险巨大，但许多亚洲国家当前的监管框架未将AFR选择作为环境风险评估的终点。因此，关键研究空白包括优先获取针对亚洲相关抗真菌剂的最小选择浓度数据以及加强水质监测。研究人员建议制定政策建议，将AFR选择终点整合到水质监管框架中。

**1. 引言**
**1.1. 真菌感染与抗真菌耐药性的全球负担**
真菌感染每年造成的死亡人数超过疟疾、结核病、乳腺癌或前列腺癌。真菌是高度多样化的真核生物，从单细胞酵母到复杂的多细胞霉菌，具有高度适应性，能在接触抗真菌药物后进化出耐药性。随着环境中杀菌剂使用增加，杀菌剂和抗真菌药物（AFDs）耐药性的获得构成重大健康风险。大量真菌物种导致侵袭性感染，死亡率高，其中念珠菌酵母（Candida）和曲霉霉菌（Aspergillus）被认为是主要的人类真菌病原体。超过90%的真菌相关死亡由念珠菌属、曲霉属、隐球菌属和肺孢子菌属引起。烟曲霉（Aspergillus fumigatus）在自然界中普遍存在，在真菌生长过程中释放数百万个空气传播的分生孢子，在大多数人类环境中浓度可达200个分生孢子/m3。侵袭性曲霉病（IA）治疗困难且常致命，每年估计有超过210万人罹患IA，粗死亡率为180万，占85.2%。抗微生物药物支撑现代医学实践，对生物安全和全球经济保护至关重要。耐药抗微生物感染预计到2050年每年导致1000万人死亡。尽管抗真菌药物（AFD）耐药率上升，但许多国家对AFR的全球和国家层面关注不足，尤其是低收入和中等收入国家（LMICs）。与广泛的抗生素类别相比，治疗性抗真菌替代品缺乏，因为动物和真菌在生命树上是姐妹支系，导致针对真菌而非宿主的新药靶点很少。目前临床使用的抗真菌剂主要有三类：棘白菌素、唑类和多烯类。其中，唑类是唯一同时用于人类医学、兽医和农业的类别。因此，仅对一类AFD产生耐药性就会使治疗选择减少至少33%，极端情况下已观察到对所有类别的耐药性。世界卫生组织（WHO）2022年真菌优先病原体清单将Candidozyma auris（原Candida auris；C. auris）和耐药烟曲霉（ARAF）列为关键优先病原体。2025年，WHO发布里程碑式报告，强调有效抗真菌剂和诊断工具的严重短缺。2026年，WHO发布了“加强真菌病和AFR应对的蓝图：实施指南”。唑类是最大的抗真菌剂类别，可分为咪唑和三唑两个子集。所有唑类抑制羊毛甾醇去甲基酶，该酶负责合成麦角甾醇，是真菌细胞膜的关键甾醇成分。唑类暴露导致麦角甾醇耗竭，破坏真菌细胞质膜结构，修饰膜结合酶，改变细胞流动性并抑制生长。羊毛甾醇去甲基酶由酵母中的erg11基因和霉菌中的cyp51基因编码。抗微生物剂耐药性的进化不仅限于临床，越来越多的研究强调环境选择、进化和传播的重要性。抗真菌化合物广泛用于人类和兽医医学，并可作为抗真菌剂存在于个人护理产品（PCPs）中，如去屑洗发水。包括唑类抗真菌剂（AAFs）在内的一系列杀菌剂在农业中作为植物保护产品（PPPs）广泛使用。AAFs是多种真菌疾病的主要治疗药物，包括IA、慢性肺曲霉病（CPA）、变应性支气管肺曲霉病（ABPA）和真菌性鼻窦炎，以及侵袭性念珠菌病。所有这些临床表现都用AAFs治疗，因此环境唑类污染对更广泛的患者群体构成威胁，而不仅仅是传统认为的免疫受损人群。除治疗背景外，还可能通过环境途径暴露于唑类。水介导的暴露途径不仅限于直接摄入。淋浴或洗澡过程中真菌病原体的气溶胶化可导致吸入来自受污染自来水的曲霉和念珠菌属。淋浴喷头和家庭管道已被确定为真菌生物膜（包括唑类耐药菌株）的储存库，在水使用过程中可气溶胶化。对饮用水的常规微生物监测很少包括真菌计数，从而在水质监测中造成盲点。这一差距尤其令人担忧，因为常规饮用水处理工艺并非设计用于去除AAFs或灭活真菌孢子，导致残留物和活真菌均可到达消费者水龙头。

**1.2. 亚洲背景：耐药性的完美风暴**
亚洲已成为AFR危机的关键中心，多种汇聚因素使该地区区别于其他全球环境。近期研究从具有人类和农业重要性的河流中分离出多样化的酵母群落，包括酿酒酵母，表明该问题的全球性，但亚洲表现出特别关切。C. auris于2009年首次描述，已在印度沿海环境中分离到，包括盐沼和沙滩地点，支持该物种在亚洲背景下的生态相关性。全球范围内，C. auris临床病例在2021年增加了95%。亚太地区真菌市场在2024年占全球收入的39.1%。慢性胸部疾病患者是亚洲主要关注群体，尽管讨论少于传统认为的免疫受损人群。2023年，八个国家占全球结核病病例约三分之二，其中六个来自亚洲。仅中国就有约1亿人患有慢性阻塞性肺疾病（COPD），印度有5800万。印度哮喘中ABPA患病率约5%，为全球最高，超过100万人受影响。这些人群患CPA和ABPA的风险升高，均需唑类治疗，且可能通过吸入受污染气溶胶和可能摄入受污染饮用水而更容易从环境获得唑类耐药真菌。杀菌剂PPPs对于保护水稻、小麦、大麦和玉米等重要作物至关重要，可将产量损失降低高达20%。鉴于气候变化预计会增加病害压力，且目前无有效的唑类杀菌剂替代品，亚洲各地粮食安全关切严重。亚洲占全球农药使用量的52%，总计200万吨，并消耗全球农业杀菌剂的24%。大量证据表明，农业唑类杀菌剂使用是环境霉菌烟曲霉中唑类耐药的主要驱动因素，一项研究显示土壤杀菌剂残留与耐药分离株流行率正相关。另一项研究建立了土地利用与烟曲霉三唑耐药性之间的直接联系，表明农业实践推动环境耐药菌株的出现，随后传播给人类。一项对2005年至2025年15个亚洲国家97项研究的系统综述和荟萃分析估计，ARAF在临床分离株中的合并比例为4%，在环境分离株中为14%，伊朗、泰国和中国报告的环境耐药率最高。本综述审视了农业杀菌剂与临床唑类之间共享的分子靶点和耐药途径，强调了交叉耐药性，综合了关于环境选择和传播耐药曲霉及其他致病真菌的现有证据。在亚洲LMICs中，性能不佳的废水处理厂（WWTPs）可能加剧了环境唑类污染。亚抑制水平的氟康唑长期暴露可能驱动水生酵母中环境获得性耐药性，这一担忧因亚洲（特别是印度、印度尼西亚和泰国）HIV阳性人群中广泛使用氟康唑进行预防而放大。

**1.3. 同一健康（One Health）框架**
应对AMR的One Health方法涵盖人类、环境和动物健康。环境在耐药性跨所有One Health部门出现和传播中发挥关键作用，多种途径使抗真菌化合物进入环境介质，包括直接农业施用及随后的径流，以及通过医院废水、生活污水和生物固体改良土壤的间接途径。WHO 2026年蓝图强化了这一方法，明确呼吁整合One Health协调机制，以解决农业、环境和耐药性驱动因素，包括将人类健康风险评估纳入杀菌剂监管框架以解决交叉耐药性。概念框架综合了AAFs进入环境、通过水资源传播、选择耐药真菌病原体并最终影响人类健康的主要途径。关键途径包括WWTPs排放处理不充分的出水进入地表水，通过孟加拉湾洋流进行跨界运输，以及受污染植物球茎和海产品的国际贸易。该图还说明农业唑类如何诱导对临床唑类的交叉耐药性，以及脆弱人群（包括HIV患者、糖尿病患者和慢性肺病患者）如何通过自来水、食物和吸入而暴露。监测和监管差距被确定为放大AFR传播的关键驱动因素。

**1.4. 文献检索策略与综述方法**
采用双策略文献检索，识别截至2026年6月的同行评审文章，分别针对定量抗真菌残留数据和AFR流行率数据。定量测量采用核心布尔搜索字符串，结合亚洲国家名称。对耐药真菌分离株数据采用补充搜索。检索限于英文出版物和原创研究文章。排除综述、会议摘要、社论和非同行评审报告。对纳入文章参考文献列表进行手工检索以识别额外相关研究。

**2. 亚洲的环境来源与途径**
**2.1. 抗真菌化合物的分类**
区分了四类抗真菌化合物：(i) 医用唑类抗真菌剂（包括氟康唑、伊曲康唑等，部分用于个人护理产品）；(ii) 农业唑类杀菌剂（去甲基酶抑制剂DMI，如戊唑醇、丙环唑等）；(iii) 非唑类医用抗真菌剂（如特比萘芬）；(iv) 非唑类农业杀菌剂。医用AAFs和农业唑类杀菌剂是本综述主要焦点。

**2.2. 环境唑类的主要来源**
**2.2.1. 临床与生活排放**：抗真菌药物（AFDs）在人体内未完全代谢，经排泄进入废水处理系统。氟康唑约80%以原形经尿液排泄。伊曲康唑35%以原形排泄，泊沙康唑66%经粪便以活性分子排泄。亲脂性唑类如酮康唑和伊曲康唑在肝脏中广泛代谢。抗真菌剂如氯咪巴唑和酮康唑广泛用于化妆品和个人护理产品（PCPs），如去屑洗发水，90-95%活性成分进入WWTPs。医院废水被认为是耐药真菌选择与传播的关键热点，印度和中国研究中显示高浓度抗真菌残留和耐药病原体。

**2.2.2. 农业施用**：农业环境易受真菌感染，真菌病害占所有植物病害的80%，每年导致至少1.25亿吨主食作物损失。去甲基酶抑制剂（DMIs）是农业中最广泛使用的杀菌剂。亚洲占全球农业杀菌剂消费量的24%。农业唑类活性比治疗性唑类低10-100倍，但由于细胞色素P450酶的高度结构保守性，仍可选择出对临床唑类的交叉耐药性。42%的氨基酸位点在真菌P450同源物中不变。近期文献强调作物和食品中出现烟曲霉，引发对食物链中潜在暴露的担忧。国际花卉和植物球茎贸易可能是耐药真菌传播的未被充分认识的途径。

**2.2.3. 兽医使用、家禽与水产养殖途径**：兽医中唑类用于治疗宠物、家畜和家禽的真菌感染。家禽生产系统可能是耐药性选择与传播的重要界面，使用唑类治疗和作为环境杀菌剂。亚洲占全球家禽数量约46%，产蛋量超过64%。水产养殖中，抗真菌剂（如克霉唑）用于治疗鱼类和贝类真菌感染。亚洲占全球水产养殖产量的92%。已从水产养殖和农业环境中分离出耐药念珠菌属。

**2.3.1. 废水处理厂作为进化反应器**：WWTPs作为进化反应器的概念得到间接证据支持：可测量的唑类残留、耐药真菌分离株、实验室证据以及临床观察。但直接证据缺乏。AAFs的去除通过生物降解和污泥吸附进行。亲水性唑类如氟康唑去除率仅10-30%，疏水性唑类如咪康唑主要吸附于污泥。酵母病原体（如念珠菌属）主要存在于水相中，可气溶胶化；而曲霉属主要与腐烂有机物和堆肥过程相关。高级氧化工艺、活性炭吸附、膜生物反应器和人工湿地可提高去除效果。废水监测（WWS）作为早期检测工具正在兴起。

**2.3.2. 农业径流与地表水污染**：农业残留物是DMI杀菌剂进入土壤和水体的主要途径。斯里兰卡研究中戊唑醇浓度高达60 ng/L，超过国家监管阈值5 ng/L。孟加拉国和中国广泛检测到三环唑。

**2.3.3. 生物固体与污泥施用**：大多数唑类杀菌剂亲脂性，在污泥中浓度高。中国污泥中克霉唑最高达2547 ng/g，咪康唑2069 ng/g。亚洲多数国家未见对污泥中抗真菌剂可接受水平的立法。

**2.3.4. 环境持久性**：唑类在环境中可保持数月不变。半衰期数据显示土壤和水中长期选择性压力。如表1所列，氯咪巴唑土壤半衰期300天，克霉唑水半衰期365天，咪康唑土壤半衰期347-1386天，环氧康唑土壤半衰期0.75-2236天，戊唑醇土壤半衰期25.8-610天。

**2.3.5. 缺水地区海水淡化与水回用**：海水淡化在亚洲缺水国家日益使用。反渗透膜可去除AAFs和真菌细胞，但膜生物膜污染和出水后污染是主要问题。浓缩液排放可能造成沿海局部热点。

**3. 亚洲水资源中抗真菌残留的流行情况**
**3.1. 预测无效应浓度（PNEC）阈值与风险评估**
区分了生态毒理学PNEC和耐药性选择阈值（最小选择浓度MSC和突变预防浓度）。PNEC-MIC值基于参考生物（如C. albicans）的MIC除以评估因子得出。2026年研究生成多种抗真菌剂的水和土壤PNEC_R值。风险商表明6.54%水和12.5%土壤超过1，暗示可能发生AFR选择。但PNEC-MIC不应与真MSC混淆。环境风险评估指南目前不要求评估抗真菌剂驱动AFR的能力，且缺乏确定抗真菌选择浓度（ASC）的实验工具。

**3.2. 与全球标准及非亚洲地区的比较**
欧洲市政废水中氟康唑浓度通常为32-570 ng/L（进水）和28-140 ng/L（出水）。印度检测浓度显著更高，如制药工业进水达236,950,000 ng/L，超出PNEC阈值74,000倍至2500万倍。克霉唑、特比萘芬等也观察到类似差异。这些数据凸显了统一环境质量标准的迫切需求。

**3.3. 亚洲抗真菌残留的定量综合**
表3综合了46项同行评审研究，覆盖18个国家，提供了多介质浓度数据。中国和印度数据最多，而中亚、中东等地缺乏数据。医疗唑类（氟康唑、克霉唑、咪康唑）在多个国家频繁检出，农业唑类主要在中国和孟加拉国报告。印度极端值为制药工业点源，非典型扩散污染。

**3.3.2-3.3.7 各国情况**：孟加拉国检测到三环唑、氟康唑等，浓度较低但超过保守生态阈值。中国监测最全面，检测到戊唑醇最高2197.1 ng/L，丙环唑1801.9 ng/L，污泥中浓度高。印度报告极端污染，包括氟康唑236,950,000 ng/L和伏立康唑2,500,000 ng/L。伊朗无环境监测数据，但环境耐药率高达24%。伊拉克缺乏系统监测。日本、科威特等也有相关报告。

**4. 唑类耐药性的分子机制**
**4.1. 烟曲霉中的机制**
ARAF于1997年首次在临床发现。TR₃₄/L98H基因型是主要耐药机制，占临床和环境分离株的34.5%和38.6%。TR₄₆/Y121F/T289A等位基因自2016年以来流行率上升。其他机制包括外排泵过表达、非整倍体和线粒体缺陷。在TR介导耐药性流行率超过10%的地区，经验性伏立康唑单药治疗IA不再可行。

**4.2. 念珠菌属中的交叉耐药机制**
在C. tropicalis中，戊唑醇暴露可诱导对氟康唑和伏立康唑的交叉耐药性，伴随基因组不稳定。在C. parapsilosis中，四氟康唑暴露49天后出现交叉耐药性，伴随cpCDR1外排转运蛋白表达增加。但并非所有DMI暴露均普遍导致交叉耐药性。

**4.3. 将机制与环境监测联系起来**
分子机制（如TR₃₄/L98H和TR₄₆/Y121F/T289A以及外排泵过表达）在环境分离株中的存在，表明环境选择压力可能驱动临床相关耐药机制的出现和传播。群体基因组学研究表明人类从环境获得耐药烟曲霉感染，凸显了跨环境与临床部门综合监测的迫切需求。

**5. 水资源中耐药真菌的环境生态位**
**5.1. 水生环境**：C. auris具有耐热和耐盐性，推测起源于海洋或淡水生态系统。已在印度沿海湿地、哥伦比亚河口分离到。其他机会酵母如C. albicans可在海水中持续存在200天。伊朗休闲湖中23.8%的烟曲霉分离株对伊曲康唑和伏立康唑呈非野生型MIC。

**5.2. 与植物和水果的关联**：已在树木、水果上检测到机会酵母，如印度苹果上分离出氟康唑耐药C. auris。台湾水果上发现C. tropicalis等。

**5.3. 动物相关环境**：从牲畜中分离出耐药念珠菌，尽管兽医抗真菌使用罕见。奶牛乳腺炎中分离出对氟康唑、酮康唑和伊曲康唑耐药的P. kudriavzevii。

**5.4. 现有证据的局限性**：证据主要来自横断面研究，显示关联而非因果。需要长期追踪和传播研究。

**6. 临床负担：将水污染与人类健康联系起来**
**6.1. Candidozyma auris**：全球90%以上临床分离株耐氟康唑，40%以上呈多重耐药性。科威特爆发中100%耐氟康唑，73%耐伏立康唑。斯里兰卡首次确认C. auris血流感染，86.7%耐两性霉素B。

**6.2. 耐药烟曲霉（ARAF）**：约70%耐药曲霉病患者无既往唑类治疗史。IA中ARAF流行率0.7%-63.6%，CPA中5.9%-59.2%，ABPA中2.3%-42.8%。IA死亡率36%-100%，比敏感感染高13.5%-60%。亚洲15国荟萃分析显示临床ARAF合并比例4%，环境14%，伊朗、泰国、中国最高。伊曲康唑耐药最常见（86.3%），53.5%呈泛唑耐药。TR₃₄/L98H为主导机制。

**6.3. 水污染与临床结局的联系**：全基因组测序研究提供了环境-临床联系的直接证据，如印度环境C. auris分离株与临床菌株属同一进化枝（Clade I）。中国群体基因组学显示环境与临床ARAF分离株之间存在广泛等位基因交换。废水监测（WWS）可作为补充工具。

**6.4. 其他耐药真菌**：台湾、中国、泰国报道了耐氟康唑的C. tropicalis爆发。土耳其医院报道多重耐药C. parapsilosis。

**7. 需要验证的新兴途径与假说**
**7.1. 洋流与跨界运输**：孟加拉湾复杂表面洋流系统可能促进唑类残留和活真菌细胞跨国界运输。

**7.2. 塑料圈与海洋碎片相关传播**：海洋塑料碎片可被生物膜（塑料圈）定殖，真菌病原体可持久存在，通过洋流实现跨界传播。

**7.3. 气候变化与热适应**：气候变化可能通过增加真菌耐热性和扩大病原物种地理范围来加剧耐药性选择。C. auris被认为是首个因气候变化导致热适应而出现的真菌病原体。

**7.4. 海产品介导的传播**：鱼类等移动海洋生物可能作为生物载体传播真菌，与养殖环境中抗生素耐药细菌的传播类似。

**8. 脆弱人群与水质**
亚洲约690万HIV感染者，印度糖尿病人口超7700万，慢性肺病负担高。中国97%的IA病例与COPD相关，而非经典免疫受损宿主。这些人群通过接触受污染地表水或摄入受污染饮用水而面临水传播耐药真菌风险。

**9. 水质监测中的监管差距**
亚洲多数国家当前环境风险评估指南不要求评估抗真菌剂驱动耐药性发展的能力，缺乏确定抗真菌选择浓度（ASC）的实验工具。欧洲要求预测环境浓度超过10 ng/L时进行风险评估，但亚洲多数国家缺乏此类严格标准。诊断能力有限，抗真菌药敏试验未常规开展，阻碍耐药性监测。

**10. 研究空白与政策建议**
**10.1. 研究空白**：包括水质监测不全面、固体基质特征不足、缺乏国家特异性PNEC阈值、源解析研究缺失、地下水监测不足、不同处理技术去除效率比较研究缺乏、转化产物数据稀缺。

**10.2. 政策建议**：建议到2031年底前，在几乎所有有制药工业的亚洲国家建立基于PNEC-MSC阈值的唑类环境监测；将耐药性选择终点纳入水质监管框架；制定灌溉水和生物固体中可接受唑类水平的立法；强制农业唑类使用报告；建立孟加拉湾跨界监测网络；优化WWTP三级处理技术；建立实际One Health监测框架，整合环境、农业和临床数据，并与WHO 2026年蓝图保持一致。

**10.3. 局限性**：环境监测数据地理分布不均，主要采用瞬时采样，转化产物数据匮乏，临床耐药数据来自三级医疗中心，可能存在发表偏倚，印度极端浓度代表局部热点，综述为叙述性而非系统性，限于英文出版物。

**11. 结论**
亚洲报告的环境唑类浓度持续超过已知选择耐药真菌病原体的阈值。若不立即投资于废水、地表水和生物固体的综合监测，以及孟加拉湾等区域的跨界监测，泛唑耐药真菌病原体的出现将继续威胁全球公共卫生。WHO 2026年蓝图提供了操作框架，现在需要的是亚洲各国在有效行动窗口关闭前协调实施。