研究人员在南非某大型城市的废水处理厂（WWTPs）及相连河流系统中发现，这些环境可能成为抗生素耐药性的储存库，引发了关于抗菌素耐药性如何在生态系统中传播并进入人群的新担忧。抗菌素耐药性（AMR）指病原微生物能够抵抗治疗的能力。抗生素耐药性（一种AMR）发生在细菌不再对抗生素产生反应时。如果当前趋势持续下去，预计到2050年，因AMR导致的死亡人数将上升至每年约1000万人。
在一项由斯泰伦博斯大学（SU）非洲微生物组创新NRF-DSTI研究主席领导的研究中，科学家们调查了南非某大型城市废水处理厂和河流中抗菌素耐药基因的行为。该论文的第一作者、医学微生物学家约翰·保罗·马昆比（John Paul Makumbi）博士表示，环境中的抗菌素耐药性是自然发生的，因为细菌不断进化以保护自己免受有害病原体和其他污染物的侵害。
然而，在废水处理厂中，这一自然过程被加速，细菌过度暴露于一个由屠宰场、医院和工业未处理废水与原始污水及其他污染物混合而成的有毒熔炉中。此外，尽管较老的废水处理厂设计用于去除有害化学物质并杀死细菌，但它们并未设计用于去除细胞外DNA——即处理过程中被杀死的细菌释放出的遗传物质。越来越多的证据表明，细胞外DNA可能是一个此前未被充分认识的抗生素耐药性储存库。
由于非洲缺乏此类研究，且对水回用具有潜在影响，马昆比博士及其合著者进行了一项微生物组研究，以了解南非废水处理厂及相连河流系统的情况。
从茨瓦内（Tshwane）九个废水处理厂及相连河流系统采集的样本中，他们发现了两种主要细菌群（已知具有高风险耐药性特征）的遗传物质。这些细菌群在废水处理厂通常采用的处理过程中存活了下来。假单胞菌门（Pseudomonadota）和拟杆菌门（Bacteroidota）均通常与多重耐药行为相关。
马昆比解释说：“即使细菌本身被杀死了，我们仍能在出水中发现携带耐药基因的细胞外DNA。这些基因仍可能被传播并与其他环境中的细菌共享，从而持续抗生素耐药性的循环。”本质上，废水处理厂可能成为细胞外DNA介导的抗菌素耐药性的生态“超级传播者”，从而塑造废水和淡水环境的遗传格局。
据马昆比称，尽管南非和其他地方的一些废水处理厂正在升级为配备紫外线处理等先进技术，以减少抗菌素耐药基因，但进展仍然缓慢。
“如果我们想保护我们的水道和公众健康，并阻止超级细菌在环境中的传播，我们需要保护和升级废水处理厂。我们应该通过预处理来自屠宰场、医院和工业等高风险源的废水，在进入系统之前进行处理。同样的逻辑也适用于废水在进入环境之前进行处理。每个人都将受益于更清洁的河流水，”他补充道。
DSTI-NRF非洲微生物组创新研究主席图拉尼·马克拉尼亚内（Thulani Makhlanyane）教授表示，我们需要更多关于水安全与抗菌素耐药性交叉点的研究：“未来的战争部分将基于水安全和AMR。在非洲尤其如此，老化的基础设施、管理不善，以及无法将科学充分融入政策制定，正在加剧这一问题。我们希望这项研究的结果能增加呼吁行动的呼声，以确保水安全，”他总结道。
出版详情：高风险抗菌素耐药基因在城市废水-河流连续体中的细胞外DNA持续存在，《细胞报告》（Cell Reports）（2026）。DOI: 10.1016/j.celrep.2026.117128
期刊信息：《细胞报告》（Cell Reports）
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