兰州市不同公共场所积尘抗生素抗性基因图谱及影响因素研究

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目的:积尘作为一种常见的环境介质,在环境中分布广泛,且易于与人类接触。目前已知积尘中含有多种有毒有害物质,然而,有关积尘中抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的研究较少。抗生素抗性基因作为一种新型的污染物,对环境和人体健康都有着潜在的威胁,因此,本研究深入调查了兰州市不同公共场所积尘中抗生素抗性基因的种类,分布特点,影响因素,及潜在的宿主,为日后抗生素的规范使用和管理提供理论依据。方法:本研究在春季和夏季分别采集兰州市三甲医院,大型商场,公园和寄宿学校校园的积尘样品,测定了这些积尘样品的理化指标,并通过16S r RNA基因测序和高通量定量PCR,经过生物信息学分析和统计分析,探索了积尘中微生物群落和抗生素抗性基因的组成和分布。结果:(1)不同的季节对兰州市积尘中抗生素抗性基因的丰度和多样性有影响,春季抗生素抗性基因的多样性,总的丰度,大环内酯类,林可酰胺类和链阳性菌素类(MLSB)抗性基因,以及四环素类抗性基因的丰度显著高于夏季。商场和医院积尘中最丰富的抗生素抗性基因是磺胺类抗性基因,其次是四环素类抗性基因,公园和学校积尘中最丰富的抗生素抗性基因是四环素类抗性基因,接着是磺胺类抗性基因。不同采样地点间积尘总抗生素抗性基因的丰度没有显著差异,但医院和商场的积尘中氨基糖苷类抗生素抗性基因的丰度高于其他场所;商场积尘中MLSB抗性基因丰度高于学校和公园;医院积尘中多重耐药基因的丰度高于学校和公园。此外,商场和医院积尘中抗生素抗性基因多样性高于学校和公园。(2)微生物群落,可移动遗传元件和不同的场所是积尘抗生素抗性基因的主要影响因素,抗生素抗性基因水平随着可移动遗传元件水平的上升而升高。(3)积尘中存在潜在致病菌,如链球菌(Streptococcus)、弧菌(Vibrio)、假单胞菌(Pseudomonas)等,及高风险抗生素抗性基因,如dfr A1、flo R、tet M-01、tet M-02等,且某些潜在致病菌与高风险抗生素抗性基因呈显著的正相关,如假单胞菌属(Pseudomonas)和tet O-01基因呈正相关,链球菌属(Streptococcus)和mec A基因呈正相关,这说明了这些潜在致病菌可能携带高风险抗生素抗性基因。结论:(1)不同场所,微生物群落及可移动遗传元件可能是兰州市积尘中抗生素抗性基因的重要影响因素,而季节对抗生素抗性基因影响较小。(2)兰州市商场积尘中抗生素抗性基因的多样性最高,医院次之,学校和公园积尘抗生素抗性基因的多样性较低。(3)积尘中某些潜在致病菌可能是高风险抗生素抗性基因的潜在宿主。意义:这些结果说明积尘中存在潜在致病菌和抗生素抗性基因,为城市公共场所的清洁,消毒和抗生素的使用提供科学依据。
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