水环境中胞内外抗生素抗性基因分析的DNA提取方法及污染现状研究进展

王敏妍，李亚丽，邹世春，杨 颖

(中山大学 海洋科学学院，广东 广州 510275)

1 水体中的胞内及胞外抗生素抗性基因

抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)是使细菌产生抗生素耐药性的功能基因，可通过产生渗透壁垒、促进药物排出、修饰作用位点和产生破坏药物分子有效结构的酶等机制发挥作用[1]。微生物耐药性的出现被认为是微生物应对抗生素选择压力、争取更高生存机会的自然进化反应，而抗生素在医疗行为和农业生产中的广泛使用和滥用是环境中ARGs不断增多的主要驱动力。据统计，2013年中国抗生素的总使用量达到了162 000吨[2]。约50%的人畜用抗生素会以原药的形式随尿液排出[3]，增加了抗生素在自然环境中的含量，促进了ARGs的产生及扩散传播。

按照ARGs在水环境中的存在形态，即其是否存在于结构完整的细胞的内部或外部，可将ARGs分为胞内ARGs(Intracellular ARGs,iARGs)和胞外ARGs(Extracellular ARGs,eARGs)。不同存在形态的ARGs在环境持续性、迁移能力和传播方式上有所差异。由于细胞膜的保护，存在于细胞内部的iARGs抵抗核酸酶降解的能力较强，但iARGs更容易在水处理等过程中随细胞一同被去除[4]，因此其在水环境中的迁移能力有限。iARGs可以通过细胞间的接触结合或经由噬菌体感染的转导机制在不同微生物间进行传播[3]。eARGs主要来源于死细胞的裂解和活细胞的分泌，其可分为吸附型eARGs(Adsorbed eARGs,a-eARGs)和游离型eARGs(Free eARGs,f-eARGs)。a-eARGs可通过吸附在细胞表面避免核酸酶的攻击，所以更能抵御环境压力的干扰。而水处理对f-eARGs的去除效果十分有限[4]，因此f-eARGs拥有更强的迁移能力。……