Time-resolved spread of antibiotic resistance genes in highly polluted air

Ting Zhang, Xinyue Li, Minfei Wang, Haoxuan Chen, Ying Yang, Qing-Lin Chen, Maosheng Yao

期刊：Environment international  IF:9.621

作者单位：北京大学 环境科学与工程学院

亮点

•这项工作报告了高污染空气中ARG的时间分辨空气传播模式。

•在某个时间检测到NDM-1基因占总ARG丰度的>30%。

•blaTEM基因在大多数时候显示出主导ARG丰度。

•发现sul3基因在空气中可培养的芽孢杆菌分离株中广泛存在。

文章摘要

抗生素抗性基因（ARG）已成为全球健康问题。水生生态系统中的ARGs已经投入了大量的工作。然而，尽管ARG在传播中的作用更大，但空气中的ARG扩散模式仍然很大程度上未知。本研究旨在探讨高污染空气中ARGs及其相应亚型细菌载体的时间分辨空气传播。时间分辨空气样品（20 采用大容量采样器（1 m3/min）每4 在低（14-93 μg/m3）和高PM2。5 (36–205 g/m3）污染时间（超过6 天，共有69个空气样本）在北京。对所有空气样品进行39个ARG亚型的16S rRNA序列分析。对来自北京和石家庄的纯可培养细菌分离株进行Sanger测序以进行物种鉴定，并进行高通量ARG亚型检测。观察到空气中ARG及其亚型相对丰度在白天和夜晚差异很大（丰度高达3倍），并且发现blaTEM基因导致ARG丰度。清晨，在高污染空气中检测到多重耐药NDM-1基因高达总ARG丰度的30%。嗜盐芽孢杆菌被鉴定为主要的NDM-1和vanB基因载体，也显示出可以传播更多的ARG亚型。另一方面，tnpA和intI1的丰度差异很大，而sul3基因在空气中可培养的芽孢杆菌分离株中广泛存在。主成分分析（PCA）显示不同PM2的不同基因共现网络。发现5个污染事件，例如分别用于基因转移和整合的tnpA和intI1，对于高PM2更丰富。5污染事件。这项研究强调了ARGs时间分辨空中传播的严重但以前未确定的公共卫生威胁。迫切需要进一步的工作来跟踪ARG的来源，以便在高PM2.5污染事件期间对其进行优化控制。

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