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Science|新冠期間過渡消毒可能會加速超級細菌的傳播
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 導(dǎo)語
  抗菌洗手液、免洗洗手液和含氯消毒劑等化學(xué)品中的抗菌成分可促進細菌基因突變從而產(chǎn)生抗生素耐藥性,并能加速耐藥性基因在細菌之間的傳播。新冠疫情期間的這些抗菌產(chǎn)品的過度使用可加速超級細菌的產(chǎn)生及傳播,從而加速超級細菌大流行的到來并威脅未來的公共健康。對抗新冠疫情應(yīng)當科學(xué)消毒,避免過度消毒。
  什么是抗生素耐藥性?
  喉嚨痛吃了【霉素】【菌素】【沙星】【西林】不管用了?還得去醫(yī)院治療?這要不就是你是病毒感染吃這些根本沒用,要不就是你遇上抗生素耐藥性菌。可這好好的細菌怎么就產(chǎn)生耐藥性了呢?其實細菌比尼采早幾億年就悟出了“凡殺不死我的,必使我更強大”這個理了。哪怕只有極少數(shù)細菌在暴露于抗生素后幸存,它們就不僅能把耐藥性傳給后代,更能把耐藥性轉(zhuǎn)移給其他不同種類的細菌。一下子就能拉起一支具有耐藥性的超級細菌革命隊伍。
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  圖片來源:shutterstock.com
  抗生素耐藥性如何傳播?
  類似于嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥冠狀病毒2(SARS-CoV-2),超級細菌也能以無與倫比的速度在全球傳播。但與SARS-CoV-2不同的是,超級細菌不需要人類宿主亦可在環(huán)境介質(zhì)中存留、增殖及傳播。因此,超級細菌將來可造成跟新冠肺炎規(guī)模相同的疫情,并且流行的時間更長。
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  圖片來源:世界衛(wèi)生組織
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  抗生素耐藥性有何危害?
  超級細菌感染后,輕則導(dǎo)致醫(yī)療時間延長、費用增加,重則可能無藥可治,甚至出現(xiàn)生命危險。因為現(xiàn)在能用的抗生素種類有限,而研發(fā)能對抗超級細菌新抗生素藥的收益低、風(fēng)險大,很少有藥廠愿意投資研發(fā)新抗生素。
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  圖片來源:世界衛(wèi)生組織
  若是對超級細菌的傳播不加以控制,預(yù)計到30年后,每年因為超級細菌而死亡的人數(shù)會高達1千萬,比新冠病毒2020全年的致死人數(shù)還要多的多!
  
  圖片來源:The Review on Antimicrobial Resistance 2014.

  過度消毒可能會加速抗生素耐藥性的傳播
  正因超級細菌如此可怕,近年來世界各地的政府組織都陸續(xù)加入到遏制超級細菌傳播的行動中。中國也采取了更嚴格的管理,比如以前能隨意買到的抗生素類藥現(xiàn)在都必須靠醫(yī)生的處方才能買到。但令人擔憂的是,在防止新冠疫情傳播時大量使用的抗菌洗手液、免洗洗手液和含氯消毒劑等化學(xué)品中的抗菌成分,亦可促進細菌基因突變從而產(chǎn)生抗生素耐藥性,并能加速耐藥性基因在細菌之間的傳播。
  比如,昆士蘭大學(xué)水管理高等研究中心(AWMC)近期的研究發(fā)現(xiàn),盡管并非抗生素,三氯生作為抗菌洗手液等2,000多種常見產(chǎn)品中添加的抗菌成分,可以通過三種方式起到類似抗生素的作用來傳播抗生素耐藥性。
  其一,三氯生在環(huán)境相關(guān)濃度下會通過施加氧化應(yīng)激壓力,損傷細菌基因?qū)е峦蛔?,致使突變株通過降解和排出抗生素的方式來產(chǎn)生抗藥性[1]。
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  三氯生導(dǎo)致細菌產(chǎn)生耐藥性機理示意圖。圖片來源:作者繪制。
  其二,在環(huán)境相關(guān)濃度下三氯生也可以通過提高細菌之間的基因接合轉(zhuǎn)移來促進細胞內(nèi)耐藥性基因的水平轉(zhuǎn)移[2]。接合轉(zhuǎn)移指的是兩個細菌之間發(fā)生的一種遺傳物質(zhì)交換現(xiàn)象,屬于細菌有性生殖的一個重要階段。在接合現(xiàn)象發(fā)生時,兩個細胞直接接合或者通過類似于橋一樣的通道接合,并且發(fā)生基因的轉(zhuǎn)移。三氯生可以通過提高接合轉(zhuǎn)移的頻率來加速耐藥性基因的跨種傳播。
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  三氯生增加抗生素耐藥性基因的跨種接合轉(zhuǎn)移頻率。圖片來源:作者繪制。
  其三,三氯生還可增進細胞外游離耐藥性基因的轉(zhuǎn)化頻率[3]。轉(zhuǎn)化是感受態(tài)細菌將外源基因?qū)爰毎麅?nèi)的過程。三氯生在環(huán)境相關(guān)濃度下也可以通過提高耐藥性基因的轉(zhuǎn)化頻率來促進耐藥性的傳播。
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  三氯生增加抗生素耐藥性基因的跨種接合轉(zhuǎn)移頻率。圖片來源:作者繪制。
  不僅僅是三氯生,近期國內(nèi)外其他研究小組也發(fā)現(xiàn)亞致死濃度的季銨鹽化合物[4]、洗必泰[5]、乙醇[6]、含氯消毒劑[7]和消毒副產(chǎn)物[8]等亦可通過提高突變頻率及增加抗藥性基因水平轉(zhuǎn)移頻率等方式加速微生物抗生素抗藥性的出現(xiàn)和傳播。包括三氯生,上述化合物常見于抗菌洗手液,免洗洗手液和含氯消毒劑等當下疫情期間被頻繁使用的消毒產(chǎn)品中。并被大量排放到污水管網(wǎng)及下游水體。此外,盡管有證據(jù)證明污水余氯含量在0.5毫克升以上即可使SARS冠狀病毒完全失活[9]。在新冠疫情期間,部分污水處理設(shè)施增加含氯消毒劑投放量使尾水余氯量保持在6.5毫克每升以上進行強化消毒。此類過度消毒方式使疫情期間被排放至水體環(huán)境中的抗菌成分激增,可能會加速環(huán)境中微生物抗生素抗藥性的傳播。并通過接觸被抗藥性微生物所污染的水源、食物、空氣等環(huán)境介質(zhì)而感染人類,從而可能讓很多地方未來面臨超級細菌大爆發(fā)。因此,研究消毒劑等抗菌成分的大量使用對環(huán)境中抗生素抗藥性傳播的長遠影響,已刻不容緩。
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  新冠疫情期間的過度消毒可能會加速環(huán)境中微生物抗生素抗藥性的傳播。圖片來源:作者繪制。

  如何避免過度消毒導(dǎo)致的超級細菌的爆發(fā)?
  為了避免將來超級細菌的爆發(fā),在新冠疫情期間我們應(yīng)當避免不必要的過度消毒。采取科學(xué)的消毒策略。比如說:
  1. 只要搓洗時間超過20秒,不含抗菌成分的一般洗手液就已經(jīng)能完全去除新冠病毒。
  2. 慎重對空氣進行大規(guī)模的噴霧消毒。
  3. 不需要對很少用手觸及的室外場所及物品消毒,重點應(yīng)針對性地對受到嘔吐物、分泌物、排泄物等污染的部位消毒。
  4. 按產(chǎn)品說明劑量使用消毒劑,避免劑量過高;優(yōu)先采用酒精等易降解的消毒劑。
  5. 對污水進行消毒只需要投加最低有效劑量,使出水指標達到排放標準即可,不要盲目加大投加劑量。
  6. 進行過消毒的污水,如果余氯過高,排水前適當做脫氯、凈化等處理。
  7. 加強對環(huán)境以及人群中超級細菌和抗性基因等等抗生素耐藥性指標的檢測,建立階段式應(yīng)急響應(yīng)策略以對抗不同程度的耐藥性指標升高。
  參考文獻
  1. Lu, J.,Jin, M., Nguyen, S.H., Mao, L., Li, J., Coin, L.J.M., Yuan, Z. & Guo, J.,(2018) Non-antibiotic antimicrobial triclosan induces multiple antibioticresistance through genetic mutation. Environ. Int. 118, 257-265.
  2. Lu, J.,Wang, Y., Li, J., Mao, L., Nguyen, S.H., Duarte, T., Coin, L., Bond, P., Yuan,Z. & Guo, J., (2018) Triclosan at environmentally relevant concentrationspromotes horizontal transfer of multidrug resistance genes within and acrossbacterial genera. Environ. Int. 121, 1217-1226.
  3. Lu, J.,Wang, Y., Zhang, S., Bond, P. Yuan, Z. & Guo, J., (2020) Triclosan atenvironmental concentrations can enhance the spread of extracellular antibioticresistance genes through transformation. Sci. Total Environ. 713,136621.
  4. Tandukar,M., Oh, S., Tezel, U., Konstantinidis, K. T., & Pavlostathis, S. G. (2013).Long-term exposure to benzalkonium chloride disinfectants results in change ofmicrobial community structure and increased antimicrobial resistance. Environ.Sci. Technol. 47(17), 9730-9738.
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  9. Wang, X.W.,Li, J.S., Jin, M., Zhen, B, Kong, Q.X., Song, N., Xiao, W.J., Yin, J., Wei, W.,Wang, G.J., Si, B.Y., Guo, B.Z., Liu, C., Ou, G.R, Wang, M.N., Fang, T.Y.,Chao, F.H., Li, J.W., (2005) Study on the resistance of severe acuterespiratory syndrome-associated coronavirus. J. Virol. Methods.126(1-2),171-177.
  本文作者:盧際 昆士蘭大學(xué)水管理高等研究中心博士后研究員 郭建華(通訊作者)
  來源:Disinfection spreads antimicrobial resistance. Science, 2021, 371, 474
  DOI: 10.1126/science.abg4380