非抗生素药物促抗性基因传播机制与生态风险获揭示
在国家重点研发计划等项目资助下，广东省科学院微生物研究所许玫英研究员团队系统总结了非抗生素药物（NADs）作为一类长期被忽视的新型环境压力因子，在促进抗生素抗性基因（ARGs）传播中的潜在作用及分子机制，揭示了药物污染与微生物抗性演化之间的新生态关联。相关成果近日发表于《水研究》（Water Research）。
相关研究示意图。研究团队供图抗生素抗性基因的环境传播已成为全球公共健康领域的重大挑战。长期以来，抗生素残留被视为驱动ARGs扩散的主导因素，通过选择压力富集耐药菌并加速抗性基因传播。然而，近年来越多研究指出，环境中抗生素浓度往往低于传统意义上的最低抑菌浓度，且部分环境体系中抗生素水平与ARG丰度之间并无显著相关性，提示抗生素暴露可能无法完全解释环境耐药性的形成机制。因此，探寻其他潜在驱动因素对于全面理解ARG传播过程具有重要意义。
非抗生素药物是一类不以抗菌作用为设计目标的药物，涵盖非甾体抗炎药、抗抑郁药、抗癫痫药、β受体阻滞剂及降脂药等。因其广泛使用，大量NADs及其代谢产物持续进入污水处理系统和自然水环境。然而，与抗生素相比，NADs的环境抗性风险长期未获足够重视。该文指出，NADs虽不具备传统抗菌功能，但可通过诱导细菌氧化应激、改变细胞膜通透性、激活外排泵系统及促进水平基因转移等途径，加速ARGs在微生物群落中的扩散。
NADs在环境相关浓度范围（如0.005-0.05 mg/L）内即可诱导细菌应激反应，促进活性氧积累，进而激活SOS反应、DNA修复通路及质粒转移相关机制，增强ARGs的水平传播能力。与传统抗生素主要选择特定耐药基因不同，NADs可能通过非特异性压力响应促进多重耐药表型形成，推动更广泛类型ARGs的传播。
此外，不同类型NADs因化学结构和理化性质差异，可能通过不同机制影响微生物群落功能与耐药演化过程。而且，NADs驱动的ARG传播并非简单依赖单一污染因子，而是受污染物共存、微生物群落组成及环境条件等多因素协同调控。在污水处理系统、垃圾渗滤液及天然水环境中，NADs还与抗生素、重金属等其他选择压力共同作用，形成复杂生态效应。因此，未来需在更贴近真实环境的多污染物、多微生物互作体系中，进一步评估NADs介导的耐药风险。
针对这一新兴环境风险，该文提出了系统性的风险控制策略，包括基于分子结构的生态风险预测、人工智能辅助的绿色药物设计、工程化微生物体系强化污染物降解，以及多屏障污水处理技术等。其中，合成微生物组与工程微生物降解体系有望通过增强NADs去除能力，降低污染物诱导的微生物应激，从源头削减ARG传播风险。
论文共同通讯作者、广东省科学院微生物研究所副研究员周少锋表示，该研究突破了传统“抗生素驱动耐药传播”的单一认知框架，提出了非抗生素药物作为环境共选择压力因子参与ARG传播的观点，为重新评估药物污染生态风险及制定未来抗耐药治理策略提供了新的理论依据。
相关论文信息: https://doi.org/10.1016/j.watres.2026.126484
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