ARGs
土壤-植物系统中的抗生素耐药性:来源、传播、影响因素和潜在暴露风险的综述
作为一种新兴的环境污染物,抗生素耐药性的广泛存在引起了一系列环境问题和人类健康的关注。农业措施导致的抗生素残留为土壤植物系统中的细菌群落施加了选择性压力,这促进了通过水平基因转移的发生和传播抗生素耐药基因(ARGS)。结果,在食物摄入的影响下,收获时农作物中的ARGs富集可能导致对公共卫生的问题。在这篇综述中,强调了土壤植物系统中抗生素耐药性的流行和传播。此外,总结和讨论了土壤环境和植物之间ARGs转移的不同潜在机制和检测方法。另一方面,还提出和讨论了土壤植物系统中抗生素耐药性转移和分布的广泛影响因素。为了响应抗生素残留和抗性的暴露,概述了相应的危害识别评估,这可以为普通人群提供有益的毒理学耐受性指南。最后,还提出了进一步的检测和管理ARGs传播的研究重点。
highlights
• 抗生素的残留在土壤-植物系统的ARGs共存于传播中具有重要作用
• 农业活动对土壤微生物群落组成的变化有影响
• 微生物的演替以及HGT事件驱动了ARGs在土壤-植物系统中的扩散和表达
• 作物中ARGs的潜在生物积累可能会对食品安全产生影响
Conclusions and future prospects
综上所述,本文对抗生素的发生和传播进行了综述土壤-植物系统内的抗性。ARB和ARG在土壤-植物系统的广泛传播是主要由于土壤管理措施带来的抗生素残留的选择压力,如施肥,污水污泥改良,和再生废水灌溉。此外,水平基因转移和微生物群落组成的动态变化对于土壤和植物中ARGs的传播和分布具有重要作用。ARGs在土壤-植物系统中的传播和分布,非生物和生物因素主要依赖于土壤理化性质,抗生素暴露浓度和持续时间,种植方式,植物根系分泌物,蚯蚓活动和综合污染。抗生素及其耐药性在植物中的生物积累使得相应的人体暴露风险提升。基于以上认知,我们仍然存在一些知识缺陷。
• 由于检测技术的限制,我们所了解到的致病菌中ARGs的携带滞后于土壤-植物中现有抗性的加速进化。因此需要更先进的测序技术来全面地调查和了解这些微生物的组成和功能。此外,需要建立一个全世界范围内在线共享的数据库,更新全球范围内植物-土壤系统中出现的抗生素耐药性。
• 生物固体资源的作用应用包括畜禽粪便和污水中的污泥促进了ARGs在农业用地的发生和传播有很多的报道。这些生物固体中相对高浓度的抗生素残留 被报道为触发ARGs在土壤-植物系统中广泛存在的主要原因。因此,我们需要考虑对生物固体中抗生素残留的预处理。
• 由于ARGs在土壤和蔬菜中的富集,建议在收获供人类消费前设置延后期。收获前间隔(PHI,preharvest interval)指的是最后一次施用添加物与收获之间的时间,可以保证抗生素残留不超过阈值。为了管理抗生素和抗性的风险,建议在食品包装上注明PHI状况。
metagenome
GMWI-webtool:一个用户友好的浏览器应用程序,用于通过宏基因组肠道微生物组分析评估健康状况
肠道微生物组健康指数(GMWI,Gut Microbiome Wellness Index),这是一种基于粪便宏基因组的指标,通过确定一个人的肠道微生物组状态下疾病的可能性来评估健康。我们的健康指数的计算取决于健康流行物种和健康稀缺物种的相对丰度。令人鼓舞的是,GMWI已经被用于各种关注病例和对照组之间肠道微生物组差异的研究。在这里,我们介绍了GMWI-webtool,一个用户友好的浏览器应用程序,计算GMWI,健康流行/稀缺物种的相对丰度,和α-多样性从粪便鸟枪宏基因组分类剖面。我们的交互式在线工具的用户可以可视化他们的结果,并将它们与我们汇集的宏基因组参考数据集中的数据并排比较,以及以.csv格式和高分辨率图形导出数据。GMWI-webtool免费下载:https://gmwi-webtool.github.io/。源代码:https://github.com/danielchang2002/GMWI-webtool.Supplementary数据可在Bioinformatics在线获得。