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冰川“解毒”变“投毒”?研究发现:融水正携古老与现代耐药基因流向下游

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时间:2026-01-28

随着全球变暖加速冰川融化,研究人员警告,古老冰层与现代污染相结合,可能重塑抗生素耐药性在脆弱的淡水系统中的传播方式。

近期发表于《Biocontaminant》期刊的一篇综述综合了来自 1000 多项研究的数据,探讨了全球冰川中封存的抗生素耐药性基因所带来的新兴威胁。综述指出,冰川既是古老耐药特征的储存库,也接收现代污染物,并提出了一个概念性的 “冰川连续体” 框架,以追踪其从高海拔山峰到人口稠密山谷的潜在传播路径。

这些发现凸显了其对全球淡水生态系统的潜在风险,强调了建立综合监测系统以探测和预警全球范围内报告的抗生素耐药性基因存在率近期上升的重要性,而非旨在证明当前已造成广泛的生态或健康影响。

抗生素耐药性:一项全球性环境威胁

抗生素耐药性——即细菌进化出对常用抗生素产生耐药性的现象——正日益被视为一项严重的公共卫生危机。尽管通常与医院、畜牧养殖和污水处理厂相关联,新研究表明,抗生素耐药性的影响范围可能正在扩展到先前未曾预料的区域。

抗生素耐药性基因现已被归类为生物污染物,因为它们能在环境中持久存在,在细菌间转移,并对人类健康产生负面影响。

尽管数十年的研究已将人类活动与全球抗生素耐药性日益普遍的现象联系起来,但冰冻圈(特别是冰川)在抗生素耐药性环境分布中的作用仍未得到充分研究。新兴调查揭示,冰川并非无菌的冰块,而是复杂的生态系统,它们保存了数千年至数百万年的微生物群落。

全球变暖正在以远超历史常态的速度融化冰川,破坏了这些长期存在的基因档案的稳定性。这种快速变化引发了两大关切:一是具有固有耐药性的古老微生物可能重新出现;二是通过大气污染被带到冰川的现代耐药基因可能被活化并向下游释放,其对下游暴露的影响尚不明确。

冰川中抗性基因组(ARGs)的来源:自然遗产和人为输入。.jpg

图:冰川中抗生素耐药性基因的来源:自然遗产和人为输入。

综述目标与分析方法

本综述通过对冰川环境中抗生素耐药性基因的现有文献进行系统性综合,以应对这些关切。研究采用文献计量学和荟萃分析方法,筛选了 Web of Science 核心合集中收录的、时间跨度为 1980 年至 2025 年的同行评议出版物。

综述初步确定了约 1600 份与冰川、细菌病原体和抗生素耐药性相关的文献。经过标题、摘要和全文筛选,共有 1248 条独立记录被纳入后续的综述和荟萃分析。

统计分析根据地理位置、细菌检测方法和遗传机制对提取的发现进行了分类。考察的区域包括北极、南极和青藏高原。

传统的依赖培养的方法(如 Kirby-Bauer 纸片扩散法)与先进的分子方法(如鸟枪法宏基因组学)进行了比较。

这种新一代基因组学方法能够同时对冰川样本中的所有 DNA 进行测序,无需培养细菌,即可全面展示该样本中的“抗性组”——即所有现存耐药基因的完整集合。然而,综述指出,直接将环境检测结果与人类健康风险相关联仍存在局限。

ARG污染的全球模式与区域差异

综述显示,科学界对此话题的关注呈指数级增长。1980 年至 2010 年间的研究成果稀少,但过去 15 年的出版物数量激增,接近二次增长模型,预计到 2025 年将超过 370 篇论文。

地理荟萃分析揭示了鲜明的区域对比。在北极地区,由于经历了数千年的人类居住和工业发展,其抗生素耐药性基因水平比南极高出一到两个数量级。

例如,在加拿大高北极地区,从冰川冰中分离出的大多数大肠菌群细菌对头孢唑啉和头孢孟多等抗生素具有耐药性。青藏高原同样显示出较高的抗生素耐药性基因丰度,这主要归因于来自抗生素使用量高的邻近地区的长距离大气传输。

相比之下,南极洲相对原始但并非未受污染。古老冰芯揭示了早于临床抗生素使用时期就已存在的天然耐药基因,而研究站附近的现代人类活动则引入了对合成抗生素的耐药性,尽管现有证据在地理范围上仍然有限。

对环境监测与公共卫生的意义

本系统性综述证实,冰川充当了抗生素耐药性基因的环境储存库和潜在传播途径。它强调了耐药基因可能释放并积累到下游湖泊河流中,成为一个新兴的生物安全问题,尽管尚未量化人群暴露水平或健康风险。

综述进一步表明,许多研究孤立地考察冰川生境,忽视了抗生素耐药性如何在相互关联的生态系统中传播。作者建议采用标准化的监测框架,利用宏基因组学技术,在整个冰川连续体中追踪病原菌和耐药基因。

将这些环境数据整合到早期预警系统中,可以实现更早的检测和风险评估,从而支持在生态污染转化为可测量的人类健康影响之前采取预防性缓解策略——这一结果目前尚未得到实证证明。

期刊参考

  • Ying, H., Zhang, Y., Hu, W., Wu, W., & Mao, G. (2025). Glaciers as reservoirs of antibiotic resistance genes: hidden risks to human and ecosystem health in a warming world. Biocontaminant, 1(1), 0–0. DOI: 10.48130/biocontam-0025-0022, https://www.maxapress.com/article/doi/10.48130/biocontam-0025-0022

延展阅读

  • 全球警报:2022年超300万儿童死于抗生素耐药!东南亚、非洲成重灾区,未来恐无药可医?


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