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抗生素残留 造成的危机(2)
http://www.100md.com 2014年7月1日 《百科知识》 201413
     通过耐药基因的水平转移,细菌可以通过多种方式耐受抗生素。例如,细菌可以产生灭活酶来抵御抗生素。细菌产生的β-内酰胺酶可以让青霉素类药物失效;细菌还能产生磷酸转移酶、乙酰转移酶等,可使链霉素、卡那霉素、庆大霉素等氨基甙类抗生素失去活性。细菌还可以生成盔甲,以阻止抗生素进入细菌体内,从而抗御抗生素。细菌还可以堵塞生物通道以抗御抗生素,如让细胞膜通透性降低,或增厚细胞壁,使抗生素难以进入细菌体内。同时,细菌还可以通过生物泵把抗生素排出体外,让抗生素无法发挥作用。

    最重要的是,耐药基因的水平转移可以在多个方面产生,即在人类、宠物、家养动物、野生动物、农作物、野生植物、食物和自然环境之间多方面转移。

    抗生素残留对环境和生态的影响

    大量的抗生素滞留在水体、土壤和植被中不仅对人造成影响,而且会对其他生物和环境造成影响。遗憾的是,现在对这些方面的研究和认识还不足。总体而言,抗生素滞留在环境中有多种出路,它们会在土壤、水和沉积物中重新分配,经过吸附、水解、光降解、微生物降解(有氧和无氧降解)和植物降解等一系列过程发生迁徙和转化。如果抗生素能够被土壤或沉积物吸附,并且被多种因素降解,则对环境造成的影响或危害不会太大,反之就会影响或危害环境和生态。
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    例如,吸附是抗生素在土壤环境中迁徙和转化的重要过程,在很大程度上取决于抗生素和土壤的特性。不同的抗生素的性质、代谢途径及使用剂量不同,在环境中的转移也不一样。抗生素在土壤中的转移主要取决于自身的光稳定性、键合、吸附特性、淋洗和降解速率等。不同种类的抗生素由于结构和特点不同,其吸附能力有较大差异。一般而言,弱酸、弱碱性和亲脂性类抗生素与土壤有较好的亲和力,在土壤中不易迁徙。

    例如,土壤对恩诺沙星具有较强的吸附作用,残留在土壤中的恩诺沙星主要被吸附在固体颗粒上,不容易释放和随水迁徙。四环素类如金霉素、土霉素和强力霉素与土壤和沉积物有较强的吸附力,大环内酯类抗生素如泰乐菌素和阿维菌素以及氟喹诺酮类药物对表层土壤矿物质也有明显的吸附能力。当然,抗生素的吸附能力还与土壤类型、pH值等有关,一种抗生素在不同的土壤中的吸附系数差异很大。四环素类抗生素在土壤中的吸附能力随土壤或沉积物pH值的增加而降低。

    水解同样是抗生素在环境中降解的一种重要途径,如果能充分水解,则抗生素污染环境的程度会降低。抗生素的水解又与环境中的pH值有关。在各类抗生素中,头孢菌素类抗生素在酸性、碱性和中性条件的水环境中都能发生水解反应。β-内酰胺类、大环内酯类和磺胺类也都容易溶于水而发生水解。但大环内酯和磺胺类在pH值为7的中性条件下水解慢,而且活性较低。β-内酰胺类在弱酸性至碱性条件下降解速度都比较快。
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    另外,生物降解也可以极大减少抗生素残留对环境的影响,生物降解包括植物降解和微生物降解,这两者都对抗生素的降解至关重要。被生物降解的抗生素可以转化为生物体的组成部分或是最终转化为没有生物毒性的无机或有机小分子。

    许多微生物,如光合菌、乳酸菌、放线菌、酵母菌、发酵丝状菌、芽孢杆菌、枯草杆菌、硝化细菌、酵母等都对抗生素有降解作用。在微生物作用下,抗生素残留的结构发生改变,导致抗生素化学和物理性质发生改变,将抗生素残留从大分子化合物降解为小分子化合物,最后生成水和二氧化碳,可以实现环境的无害化。

    其实,耐药细菌的出现就是对抗生素效力的降解,一方面可能造成对人类的不利,如药物失效,另一方面却可能保护环境和生态,让抗生素不会大量和广泛地杀灭其他微生物,所以这是一个矛盾的两个方面。

    对待抗生素的态度

    抗生素的大量制造和使用具有双重效果,抗生素既有利于人,但也对人不利,同时可能破坏环境和生态,因此现在人类处于两难境地。解决这个两难问题其实可以归纳到两个方面:一是减少对抗生素的生产和使用,二是寻找抗衡抗生素负作用的措施。
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    世界卫生组织对于减少使用抗生素已经提出了多种方法。例如,从改善卫生,获取干净的水,以卫生保健设施控制感染,以及接种疫苗等多方面着手,减少对抗生素的需求。只有在确实需要时才开出处方和使用抗生素,处方开出的抗生素必须适用于治疗的疾病等。公众只有当医生开出处方时才能使用抗生素。

    但是,抗生素对环境和生态的影响现在研究得比较少,因而人们还感觉不到这种影响最终会通过什么样的途径反作用于人类社会。当然,一个总的原则是,如果环境和生态受到抗生素滥用的破坏,人类最终会品尝到后果。

    不过,对于减少抗生素残留对环境的影响现在也有了一些研究结果,并有多种启示。例如,利用一些植物来降解抗生素。有研究人员发现,通过栽培两种植物可以有效去除水体中的青霉素。

    水生植物大漂和凤眼莲对水体中抗生素残留的清除有重要作用。在系列高浓度(10微克~50微克/毫升)抗生素的条件下,凤眼莲去除水中盐酸金霉素与盐酸土霉素的效果优于大漂;对于采集的污水(抗生素浓度2.5微克/毫升),培养72小时后,大漂和凤眼莲对盐酸四环素的去除率分别达80%和90%以上,对氨苄青霉素的去除率分别达80%和70%以上。大漂和凤眼莲对4种抗生素(氨苄青霉素、盐酸四环素、盐酸土霉素和盐酸金霉素)污染的水体均表现出不同程度的修复功能,特别是凤眼莲效果更佳,可作为去除水体抗生素污染的首选植物。

    【责任编辑】张田勘, 百拇医药(杨欣)
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