文献综述

1污水厂抗性基因的检出和分布特征

抗生素广泛用作人类和动物传染性疾病的预防和治疗药品以及动物的生长促进剂。长期过量使用抗生素对环境和人类健康构成潜在威胁。抗生素残留物进入自然环境，使细菌产生抗性。抗性基因这一新型污染物兼具”可复制或传播”的生物特性和”不易消亡或环境持久”的物理化学特性[1]。

我国是世界上抗生素的最大生产国与消费国，过量使用或滥用抗生素现象较为普遍。根据国家食品药品监督管理局的统计数据，我国每年人均消费抗生素138 g，是美国人的10 倍。此外，我国养殖业普遍存在过量/长期使用抗生素的现象，用药剂量通常加大2、3 倍甚至十几倍[2]。目前为止，已发现的四环素类抗性基因种类就达到40 种以上，此外还有4种磺胺类抗性基因和10种β-内酰胺类抗性基因[3]。滥用抗生素使得我们在不同水体中也不断检出各类抗性基因。例如，我国太湖流域污水处理厂、河流与湖泊的水体和底泥中存在四环素类抗性基因( tetA 和tetC) ，并且当河流流经城市后抗性基因浓度显著增加［4］。

抗性基因对人类健康已构成严重威胁，抗生素抗性基因的去除和消减刻不容缓。城市污水处理厂是环境中耐药污染物的重要储存库，同时也是消减抗性基因的重要途径。因此，深入了解抗性基因在污水中的分布情况和形成机理十分必要，这将有利于控制抗性基因的传播。

污水厂作为各种含抗生素废水的汇集地，含有多种抗性细菌和抗性基因。迄今为止，已在许多国家污水厂中检测到多种抗生素的抗性细菌，其中较为普遍的是大肠杆菌和肠球菌。例如，Diwan 等［5］在印度乌贾因地区发现了对广谱头孢霉素和氟喹诺酮类抗生素具有抗性的大肠杆菌，并在这些大肠杆菌中发现了blaCTX-M、blaSHV、blaTEM、qnrA、qnrB、qnrS、aac( 6') -Ib-cr、qepA 等多种抗性基因。Gundogdu等［6］在昆士兰东南部发现了大量能够产生广谱内酰胺酶的大肠杆菌，并检测到int1 耐药整合子和广谱内酰胺酶基因。

许多研究者认为不同种类的抗性基因在污水中的分布不同。Auerbach 等[7］研究了不同污水处理厂中10 种四环素抗性基因的分布，发现10 种抗性基因均可在进水中检出，出水和活性污泥中也可检出多种抗性基因。 其中，tetQ 在进水中浓度最高，而 tetG 在活性污泥中浓度最高。相比之下，在临近的湖中只有 tetA 被检出。这表明污水处理厂对抗性基因具有明显的去除效果。 He 等［8］研究厦门污水处理厂中抗性基因( tetA、 tetC、 tetE、 tetM、 tetO、tetW 和 sulI) 的污染水平，结果表明抗性基因在活性污泥中检出频率最高( 0.86) ，其次为沉积物( 0.57) ，污水中最低( 0.24) ，这预示污水处理厂污泥是抗性基因存在的重要场所。

有研究表明抗性基因在不同国家的分布也有差异。Yang 等［9］分析了不同国家15 个污水处理厂中β-内酰胺抗性基因分布水平，β-内酰胺抗性基因( OXA-1，OXA-2，QXA-10，ampC 和TEM-1) 在大多数污水厂中检出，OXA-1 浓度水平最高，其次为IMP 和QXA-10。很显然的是，TEM-1 在中国污水处理厂( WWTPs) 中比在其他国家高，而QXA-2 和IMP 在北美洲WWTPs 中比在东南亚高。

由此可见，污水处理系统是抗性基因存在的重要场所，抗性基因在时间和空间上的分布均十分广泛，且各抗性基因表现出不同的分布特征。总体来说，污水及其污水处理厂中抗生素抗性基因分布在不同国家、地区的不同，与抗生素浓度、种类和处理工艺密切相关[10]。