EST | 宏基因组揭示了大型饮用水处理厂不同消毒策略对抗生素耐药性的影响(国人作品)

推荐：江舜尧

编译：Frank

编辑：小菌菌

南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室施鹏等人于2019年1月23日在Environmental Science & Technology发表题目为《Antibiotic Resistome Alteration by Different Disinfection Strategies in a Full-Scale Drinking Water Treatment Plant》的文章，该文章揭示了ARGs和MGEs的共现模式及其在消毒过程中的变化。该文章的发现有助于优化消毒方案，以控制病原体和抗生素抗性，从而获得更安全的饮用水。

文章摘要
消毒制度被认为是降低饮用水中微生物风险的最可靠的策略，但是人们对消毒制度在塑造抗生素抗性中的作用知之甚少。本研究基于宏基因组学，揭示了在的饮用水消毒过程中抗生素抗性基因（ARGs）的变化，以及它们与可移动遗传元件（MGEs）的共存和潜在宿主的变化。作者发现：
① 臭氧/氯（O3/Cl2）联合消毒通过由假单胞菌、不动杆菌、分枝杆菌和甲基孢囊菌携带的耐药结节细胞分化和ATP结合盒抗生素外排家族ARGs的富集，显着增加了ARGs和携带MGE的抗生素抗性重叠群（ARCs）的相对丰度。
② 然而，抗菌树脂/氯偶合消毒对ARGs和MGEs的丰度没有显著影响。
③ 此外，广泛发现了抗生素外排与β-内酰胺ARGs和MGEs的共现模式，并且在所有样品中均检测到带有recR和mexH基因的ARCs，其最高丰度为2.25×10 –2 copies/份O3/Cl2消毒后的细胞。独立于序列的binning分析成功地检索到噬酸菌MR-S7和噬氢菌IBVHS2两个基因组携带ARGs，进一步揭示了O3/Cl2消毒过程中宿主与ARGs的关系。
总的来说，本研究为饮用水消毒过程中抗生素抗性基因的变化提供了新的见解。

文中重要图片说明：

图1 | 源水（SW）、臭氧消毒水（OW）、臭氧-氯消毒水（O-CW）、抗菌树脂消毒水（ARW）、抗菌树脂-氯消毒水（AR-CW）、抗菌树脂-紫外消毒水（AR-UVW）中的抗生素抗性基因的总相对丰度。

图2 | （A）所有样品中带有可移动遗传元件的ARCs以及全部MGEs、质粒、转座子和整合子的相对丰度。（B）所有样品中抗生素抗性基因和MGEs共现模式的热图。

图3 |在不同样品中携带移动遗传元件及其假定宿主的共享ARCs的排列。

图4 | 不同样品在（A）属水平，（B）已鉴定的宿主菌分类学注释的可检测ARCs的百分比。（C）RND抗生素外排、ABC抗生素外排和β-内酰胺酶家族中ARGs的主要潜在宿主。

图5 | 通过differential coverage-based binning进行（A）臭氧消毒或（B）氯消毒之前和之后的样品数据集中的ARCs的分布。

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