牛津大学的一项研究首次发现,微塑料污染正在推动致命超级细菌的增加。研究显示,环境中微小的塑料碎片使细菌之间的基因转移率增加了200倍,加速了细菌的进化。通过快速传递DNA,感染更容易对用于治疗它们的药物产生抗性。
每年约有52,000人在英国感染超级细菌,导致约2,000人死亡,给NHS带来了约1.8亿英镑的负担。这一里程碑式的发现将现代两大环境和公共健康危机——抗生素耐药性(AMR)和塑料污染联系起来。预计到2050年,AMR将每年在全球造成1000万人死亡,因为目前可治疗的感染将变得对药物免疫。
微塑料是指长度小于5毫米的塑料碎片,这些碎片已在海洋底部、山脉顶部和南极洲被发现。它们还被发现在人体内部以及食品和水源中。牛津大学医学微生物学和抗生素耐药性教授Tim Walsh及其团队创造了一种新的方法来测试细菌如何从一个细胞向另一个细胞传递DNA。这一过程对于细菌积累新基因并适应以中和现有药物至关重要。
“我们发现塑料的存在实际上触发了细菌的应激反应,”Walsh教授说。“换句话说,细菌感知到了微塑料,并进入一种类似人类败血症的反应状态。这会触发细菌内部的SOS警报,从而开始交换DNA。”
Walsh教授和他的同事们去年开发了一种新的研究方法来观察细菌如何交换遗传物质。过去60年来的方法依赖于在培养皿中培养细菌并分析是否有DNA转移,但这种方法非常不自然,因为70%的细菌在实验室中无法正常生长。新方法使用质粒,即负责进出细菌的成分,来确定基因转移。
研究人员使用四种不同的质粒,并将其暴露于四种类型的塑料中。聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的微小碎片被混入土壤中,以观察其对DNA转移的影响。研究发现,塑料的种类和碎片大小对细菌交换DNA的程度没有影响,但颗粒浓度确实有影响。
“我们发现,暴露于微塑料使四种AMR质粒的接合率提高了200倍,且转移率与微塑料浓度相关,浓度越高,转移率越高,”论文作者写道。“长期以来,人们认为抗生素的使用和滥用是驱动AMR的唯一因素,但我们的发现揭示了一个更复杂的故事。我们的数据令人担忧,因为它将两个对人类健康的存亡威胁——环境退化和AMR联系在一起。”
“那些管理不当的国家往往也是AMR负担较重的国家。因此,我们不仅要关注抗生素的使用以控制AMR,还必须在全球范围内减少微塑料,如果我们希望对全球AMR进行联合打击。”
该研究发表在《环境国际》杂志上。
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