每年,数百万人因曾经只需适当剂量药物就能轻松治愈的感染而受苦,数千人因此丧生。药物没有变,人体生理也没有变;唯一的区别是,细菌、病毒和真菌等微生物现在已经对旨在杀死它们的药物产生了抗药性。这种被称为抗菌素耐药性的现象正在迅速上升,向全球敲响了紧急行动的警钟。
一项新的11年研究发现,除了抗生素的误用和过度使用外,长期气候变暖还能使草原土壤中抗生素抗性基因(ARGs)的数量增加近24%。
较高的温度有利于放线菌门(Actinomycetota)的生长——这是一组主要为革兰氏阳性细菌,天然携带许多抗性基因。随着这些细菌数量的增加,土壤中ARGs的总体浓度也随之上升。该研究结果发表在《自然》杂志上。
隐藏在土壤中的抗性
预计到2050年,如果不认真应对,抗菌素耐药性(AMR)每年可能导致多达1000万人死亡。为此,全球许多组织正在努力更好地理解和管理影响AMR的因素。
一种广泛使用的框架是"一体健康"(One Health)方法,它强调人类健康与动物健康及其共享环境密切相关。
我们周围的水体和土壤是抗生素抗性基因(ARGs)的主要来源,病原体可以通过获取这些基因来在抗生素治疗中存活。到目前为止,研究尚未明确表明长期变暖如何影响土壤中的抗生素抗性。随着气候变化的持续,理解这种联系对于预测对人类健康和农业的潜在风险至关重要。
为了更好地理解这种关联,研究人员将长期户外实地实验与高科技基因分析相结合。
研究人员在高草草原上设立了实验地块,进行了为期11年(2009-2020)的实验,在那里他们可以精确控制模拟未来气候条件。他们使用红外加热器使土壤温度比自然环境高3°C,调整水位以模拟干旱和极端降雨,并通过每年割草和移除草来模拟动物的收割和放牧。
他们还进行了鸟枪法宏基因组测序(shotgun metagenomics)和GeoChip分析,这些是先进的基因测序方法,可以读取样本中的所有DNA,详细显示存在哪些抗生素抗性基因(ARGs)。
他们的实验表明,变暖使抗性基因更具移动性,使它们更容易在不同细菌之间转移。它还增加了与糖肽类和利福霉素类抗生素抗性相关的基因——这些抗生素专门针对细菌。
同时,与植物病原体相关的抗性基因变得更加普遍,这表明在一个更温暖的世界中,用传统方法控制作物疾病可能会变得更加困难。
土壤样本被带到实验室进行细菌培养和分离,然后进行抗菌素抗性测试。结果显示,来自温暖地块的细菌更难杀死,对22种不同抗生素的抗性比来自较冷地块的细菌更强。
该研究表明,气候变暖在基因和生态层面上加速了土壤微生物的抗菌素耐药性,对公共卫生和环境可持续性有重大影响。需要在不同的植被类型和气候条件下进行进一步研究,以建立更强有力的证据基础,指导在变暖世界中的农业和环境管理。
出版详情
吴林伟等人,《十年变暖加速草原土壤中的抗生素抗性》,《自然》(2026)。DOI: 10.1038/s41586-026-10413-x
期刊信息:《自然》
关键概念:气候变化的影响、人畜共患病
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