文/华中农业大学陈昌福，武汉科研时代生物技术有限公司 周鑫军
正文/4437字
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陈昌福有话说
已经有大量医学、卫生专家多次呼吁，已经进入21世纪的人类，将遭受到的最大威胁，是由“超级细菌”带来的健康威胁。这就是因为人们大量地滥用抗微生物药物，造成的由耐药细菌感染后人类所罹患的传染性细菌病，可能因为无药可治而造成对健康的威胁。
我国为了遏制细菌耐药性的快速蔓延，继2016年由国家卫生计生委等14个部门联合颁布《遏制细菌耐药国家行动计划2016~2020》之后，又于2022年10月25日，再次颁布了《遏制微生物耐药国家行动计划（2022-2025年）。之所以将细菌耐药性问题几次纳入“国家行动计划”，就已经充分地说明细菌耐药性问题对人民健康迫切与重要性了。
撰写这篇小文章的目的，就是希望有更多的水产养殖业者能明白，遏制细菌耐药性蔓延，不止是医院和医护人员的事情，而是全国各个行业及全体国民都应该参与的事情。尤其是在水产养殖的过程中，要注意滥用抗微生物兽药对水体微生态环境的破坏与影响，坚持科学、精准使用抗微生物兽药的措施，加强对含有抗微生物药物、耐药基因和耐药菌株的养殖废水的管理，减少和避免将细菌耐药基因传播到新的养殖水体环境，避免细菌耐药性传递风险。
从水体生态学视角谈
细菌耐药性传播
对人类健康的威胁
摘要：本文内容是从水体生态学视角，介绍细菌耐药性传播方式及其对人类健康的威胁。在全世界各国对细菌耐药性管控中，耐药基因的多样性和流动性已经受到越来越多的关注。文中阐述了随着抗微生物药物大量地被滥用，对自然生态、尤其是地表水体中微生态环境平衡造成破坏，无疑是加速了细菌耐药性性的传播。而细菌的耐药基因扩散是细菌耐药性广泛播散的最主要遗传基础。
在水产养殖过程中，除了严格遵守抗微生物兽药管理措施，控制加强对含有抗微生物药物、耐药基因和耐药菌株的养殖废水管理，减少耐药菌株通过水产养殖动物苗种运输，活体或者生鲜饵料与食品运输等，减少和避免将细菌耐药基因传播到新的养殖环境以及向人群、养殖动物传播，以减少耐药基因在水体生态系统中的负荷，避免细菌耐药性传递风险。
关键词：水体生态学；抗微生物药物；耐药性；耐药基因；传播方式
抗微生物药物在人类医学与养殖动物疾病防控中广泛使用已经有近百年的历史。细菌耐药性（drug resistance）问题已经成为人类与养殖动物健康的巨大威胁，人们不得不重新审视抗微生物药物使用与细菌耐药性产生与传播的问题。
已经有研究结果证实，早在1928年由英国医生亚历山大·弗莱明（1881~1955）发明青霉素之前，细菌耐药性与耐药基因就已经在自然环境中存在了，不过，数量非常少。随着抗微生物药物大量地研发出来并且广泛地使用，对自然生态、尤其是地表水体生态环境平衡的破坏，加速了细菌耐药性性的传播。其中，耐药基因（drug resistance gene）的扩散是细菌耐药性广泛播散的最主要遗传基础。在国内、外细菌耐药性管控中，耐药基因的多样性和流动性已经受到越来越多的关注。
本文从水体生态学视角出发，简要陈述耐药基因的播散及耐药性在正常菌群、条件致病菌和致病菌中播散的风险，以期帮助水产养殖业者深入理解细菌耐药性对水产养殖业乃至人类健康的危害与威胁。
耐药基因的遗传基础
01
众所周知，地表水体中是存在由大量细菌及其他多种微生物组成的生态环境的。细菌分布范围与数量都是人类及养殖动物无法企及的。
在漫长的生物演化进程中，部分细菌获得了产生“抗微生物物质”的“耐药分子”，这些“耐药分子”表现出能抑制或杀死其他种类细菌的能力。与此同时，细菌也平行演化出相应抵抗这些“耐药分子”的能力，即所谓的“耐药性”。无论是“抗微生物物质”还是“耐药分子”，其本质都是细菌的代谢产物，参与菌株的理化代谢，在抗微生物药物广泛地使用之前，对抗微生物药物的作用可能只是细菌代谢功能中极为次要的功能。
随着抗微生物药物广泛地使用，细菌在各种抗微生物药物的选择压力之下，演化为介导菌株对抗微生物药物不敏感的功能基因，即为通常意义上的耐药基因。因此，在自然水体中存在的丰富多样的基因就是细菌耐药性产生的遗传基础，无须受到人类活动即使用抗微生物药物的影响，细菌的耐药性和耐药基因都是天然存在的。但是，抗微生物药物的大量使用及人类现代化生活方式，快速驱动了“前体”和“隐身”耐药基因的演化以及加速了耐药基因从水体中环境菌株向致病菌株的转移过程，从而得到了更丰富、更多样性以及流动性更强的耐药基因。
耐药基因向致病性细菌的转移
02
在水体环境中，不同微生物的相互接触是发生基因转移的基础。肠道微生态是人类和养殖动物机体內最大的微生态系统（microecosystem），也是肠道耐药基因组富集及其横向水平播散的主要场所。此外，养殖水体、池塘底泥以及池埂土壤中存在微生物种群丰富的生态环境，也是发生耐药基因转移的主要场所。可转移耐药基因增多，就意味着细菌耐药性传播风险更大，不同生态环境中可移动耐药基因的数量，是评估耐药性传播风险的重要指标。
虽然至今为止关于细菌耐药性及耐药基因转移状况的研究，主要是集中在对医院的所谓“院内感染”研究中。但是，养殖水体生态环境中选择压力持续存在，可移动耐药基因组数量不断增加，致病性细菌耐药细菌处于同一水体生态环境中的概率增加，耐药基因播散导致病性细菌的风险也就会持续地增加。
嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）是养殖水体和水生动物肠道內的常在细菌。已经有研究结果证实，当嗜水气单胞菌进入到水产养殖动物的血液中时，就会启动其菌体內溶血基因（hemolytic gene）而产生出溶血毒素（hemolysin），引起水产养殖动物红细胞发生溶血，而导致所谓的淡水养殖动物的细菌性败血症（bacterial sepsis），这种疾病可以导致水产养殖动物大量死亡。
正是为了控制水产养殖动物各种细菌性疾病的危害，水产养殖业者大量使用各种抗微生物药物预防和治疗疾病，水体中和养殖动物肠道中因此出现细菌耐药性的产生与蔓延。这里以从福建省某牛蛙（Rana catesbeiana）养殖场发生的情况为例，说明滥用抗微生物药物与水体生态环境中耐药性向致病性细菌传递的现状与风险。
因为养殖牛蛙大多是实施的高密度、集约化养殖方式，养殖水体环境比较恶劣，养殖牛蛙容易发生各种致病性细菌引起的疾病。为了养殖牛蛙因各种传染性疾病造成的经济损失，牛蛙养殖业者通常采用使用大量各种抗微生物药物，治疗和预防养殖牛蛙的疾病。直接导致患病牛蛙消化道內和养殖水体中的细菌产生很强的耐药性。图1是从福建省某牛蛙养殖场养殖水体和患病牛蛙消化道分离的嗜水气单胞菌菌株，对各种抗微生物兽药的最小抑菌浓度（minimum inhibitory concentration，MIC）的检测结果。从图1所示结果可以看出，无论是从养殖水体，还是从患病牛蛙消化道內获得的嗜水气单胞菌菌株，均对多种抗微生物药物产生了不同程度的耐药性。
图1 来自患病牛蛙养殖水体分离菌株对各种兽药的MIC
图1 来自牛蛙消化道 分离菌株对各种兽药的MIC
从该牛蛙养殖场繁殖购买的牛蛙苗种运输到安徽省涡阳县某牛蛙养殖场，放在牛蛙苗种饲养池培育45d后，因为养殖牛蛙发生疾病，从患病牛蛙和养殖水体中获得分离的嗜水气单胞菌后，采用分离菌株完成的对部分抗微生物兽药的MIC检测结果如图2所示。由图2所示结果可以看出，无论是从养殖水体，还是从患病牛蛙消化道內获得的嗜水气单胞菌分离菌株，均对多种抗微生物药物兽药产生了不同程度的耐药性。而且分离菌株对抗微生物兽药的耐药趋势，与引进牛蛙苗种的福建省某牛蛙养殖场获得的嗜水气单胞菌菌株，对抗微生物兽药的耐药趋势完全相同。说明安徽省涡阳县某牛蛙养殖场获得的嗜水气单胞菌分离菌株的耐药性，是通过从福建省某牛蛙养殖场购买的牛蛙苗种，携带到安徽省涡阳县牛蛙养殖场来的。
图2 来自患病牛蛙养殖水体 分离菌株对各种兽药的MIC
图2 牛蛙消化道 分离菌株对各种兽药的MIC
讨论与结语
03
抗微生物药物耐药基因的多样性及其在全国养殖水体中的流动性，是细菌耐药性快速蔓延的遗传基础。水产养殖业者的生产方式以及养殖技术水平，对水产养殖水体生态环境的破坏，驱动了细菌耐药性的演化与流动，而水产养殖业者对抗微生物药物的盲目使用以及管理部门的监管缺失，进一步加速了耐药性水生菌株、条件致病菌和致病性细菌的产生与快速传播。
广大的水产养殖业者有必要深入理解抗微生物药物的使用，与细菌耐药性产生是相辅相成的道理。加强致病性细菌耐药性监测，提高抗微生物药物的精准使用率，完善养殖废水处理系统，加强对养殖废水中抗微生物药物、消毒剂、重金属离子的高效去除；加强对含有抗微生物药物、耐药基因和耐药菌株的养殖废水管理，减少耐药菌株通过水产养殖动物苗种运输，活体或者生鲜饵料与食品运输等，传播到新的养殖环境以及向人群、养殖动物传播，以减少耐药基因在水体生态系统中的负荷，是减少细菌耐药性传递风险最重要的手段，也是确保人类及养殖动物机体健康的关键措施。
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作者：华中农业大学陈昌福；武汉科研时代生物技术有限公司周鑫军。
编辑：郑燕云
第三届工厂化养虾大会
暨2024对虾工业化养殖科技创新联盟年会
地点：山东﹒东营
会议规模：千人大会，政产学研媒齐参与，100个标粗场，200名大经销商、500名养殖大户共襄行业盛事。
—同期活动—
2024对虾工业化养殖科技创新联盟年会
2024中国虾业风云榜颁奖典礼
1.评选年度高端品牌饲料企业
2.评选年度高端品牌虾苗企业
3.评选年度十佳动保企业
4.评选年度工厂化养虾设备标杆企业
5.评选年度工厂化养虾风云人物
6.评选年度工厂化养殖示范基地TOP10
7.评选年度虾苗优秀标粗场TOP10
中国虾业高质量发展思想汇
—主要议题—
1.2024中国工厂化养虾市场调研报告
2.国内工厂化养虾最新尾水处理与环保政策解读
3.工厂化养虾模式差异化营养需求升级实践分享
4.工厂化循环水养虾的智能化创新思考与落地方案
5.工厂化养虾翻倍增产路径思路分享
6.工厂化苗种所面临的问题以及改进方向
7.工厂化养虾设备效率和养殖效益提升策略
8.中国虾业高质量发展思想汇
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