环境中四环素类抗生素的污染及其对人体健康的影响

环境中四环素类抗生素的污染及其对人体健康的影响2013级七年临床周公共卫生学院助理教授石摘要：四环素类抗生素进入人体后难以被肠胃吸收。其中约75%以母体化合物的形式排放到污水中。然而，现有工艺只能部分去除四环素类抗生素，从而导致大量活性成分进入自然环境。抗生素进入环境会发生降解反应(抗生素降解是指抗生素通过生物或非生物过程从大分子化合物转化为小分子化合物，最后转化为水和二氧化碳的过程)。然而，很难完全降解抗生素，但会产生一系列代谢和降解中间产物，这些产物通常毒性更大。同时，环境中常见的四环素类抗生素残留也会诱导微生物逐渐对其产生耐药性，导致耐药菌群的富集和抗生素耐药基因的产生。四环素类抗生素作为一种潜在的环境和生态危害源，近年来越来越受到人们的关注。在总结相关研究的基础上，分析了抗生素(包括但不限于四环素类抗生素)的使用情况，阐明了四环素类抗生素的污染现状，探讨了四环素类抗生素对人体健康的危害，为合理使用抗生素提供参考。关键词：四环素类抗生素污染人体健康及合理用药四环素类抗生素很难被胃吸收，导致约75%的四环素类抗生素以母体抗生素的形式排放到污水中。然而，污水处理过程只能部分去除四环素类抗生素，这导致相当数量的活性成分进入自然环境。抗生素在环境中会产生降解反应，但不是完全降解，而是产生一系列的代谢和降解中间产物，往往毒性更大。此外，环境中的四环素类抗生素会逐渐诱导微生物产生耐药性，从而导致耐药菌富集和耐药基因(抗生素耐药基因，ARGs)产生两种不良效应。TCs作为一种潜在的环境危害，近年来越来越受到人们的关注。摘要：在总结相关研究的基础上，分析抗生素(包括但不限于中药)的使用情况，明确四环素类抗生素的污染现状，调查四环素类抗生素对人体健康的危害，为合理用药(抗生素)提供参考关键词：四环素类抗生素；污染；人类健康；合理用药近年来，聚对苯二甲酸丙二醇酯作为一种新型污染物引起了越来越多的关注。药品和个人护理产品的全称是药品和个人护理产品，指的是药品和个人护理产品，不仅包括处方药和生物诊断试剂，还包括营养剂、香水和防晒剂1。药物和个人护理产品与人类生活密切相关，在环境中无处不在。其中，抗生素是环境中典型的多氯苯酚和多氯苯酚残留污染物2。抗生素是微生物(包括细菌、真菌、放线菌)或高等植物和动物在生命过程中产生的一类次生代谢产物，具有抗病原体或其他活性，并能干扰其他活细胞的发育。目前，有成千上万种抗生素。四环素是一种由放线菌产生的广谱抗生素，包括金霉素、土霉素、四环素以及半合成衍生物如亚甲基土霉素、强力霉素、米诺环素等。所有这些都包含了四苯的基本框架。四环素类抗生素能抑制细菌蛋白质的合成，因此被广泛用于治疗细菌感染性疾病。四环素类抗生素进入人体后，很难被肠胃吸收，约75%以母体化合物的形式排入污水。然而，现有的工艺只能部分去除四环素类抗生素，导致相当数量的活性成分仍进入自然环境34。抗生素进入环境会发生降解反应(抗生素降解是指抗生素通过生物或非生物过程从大分子化合物转化为小分子化合物，最后转化为水和二氧化碳的过程)。然而，很难完全降解，但会产生一系列代谢和降解中间产物，这些产物通常毒性更大5。同时，环境中常见的四环素类抗生素残留也会诱导微生物逐渐对其产生耐药性，导致耐药菌群的富集和抗生素耐药基因(ARGs)的产生(6】。四环素类抗生素作为一种潜在的环境和生态危害源，近年来越来越受到人们的关注。在总结相关研究的基础上，分析了抗生素(包括但不限于四环素类抗生素)的使用情况，阐明了四环素类抗生素的污染现状，探讨了四环素类抗生素对人体健康的危害，为合理使用抗生素提供参考。1、抗生素的使用抗生素不仅用于治疗人类和动物的传染病，而且还用作饲料中的生长促进剂，在水产养殖中有大量的应用。因此，抗生素有广泛的用途和大量的使用。根据美国食品和药物管理局的统计，2014年美国畜牧业使用了154，000吨抗生素，7。欧盟对抗生素的使用有严格的要求，并从2006年起禁止在饲料中添加抗生素作为促生长剂8。中国是抗生素生产和使用大国。在我国，抗生素的不合理使用甚至滥用十分普遍。根据世界卫生组织的数据，中国门诊感冒患者抗生素使用率为75%，外科手术患者使用率为95%，住院患者使用率为80%。其中，58%是使用广谱抗生素和联合用药的患者，远远高于抗生素使用率不超过30%的国际标准。对某医院抗生素使用情况的分析表明，抗生素使用率达到48.98%。使用率最高的部门是儿科，达到100%10。由于价格低廉，四环素类抗生素在世界各地广泛使用，尤其是在发展中国家。四环素类抗生素占2014年美国畜牧业使用的154，000吨抗生素的43%，7。中国是世界上四环素类抗生素生产、使用和销售大国。2008年，仅四环素类药物的出口量就达到了13，400吨11。二、四环素类抗生素污染情况四环素类抗生素应用广泛且相对稳定，因此它们很容易残留在环境中。近年来，许多研究证实，环境中残留有大量的四环素类抗生素，可以在水、土壤甚至动植物中检测到。1.水中四环素类抗生素的残留水环境中抗生素的主要污染源包括医用抗生素、农林牧渔用抗生素(包括牲畜用抗生素、水产用抗生素和林业用抗生素等)。)，企业废水中的抗生素等。12。水中大量的抗生素会导致水污染，导致水中的细菌产生耐药性。近年来，关于水中四环素类抗生素及其耐药基因的报道较为普遍。对上海某养殖场废水中磺胺类药物和四环素类药物的定量检测表明，两种四环素类药物的总量为294.0376.1g/L，三种磺胺类药物的总量为197.7323.0g/L13。那广水等(14)对取自中国北方水体的13个样品进行了四环素类抗生素残留检测。结果表明，四环素类抗生素普遍检出，四环素、土霉素、金霉素和强力霉素的浓度分别达到1114.27g/L、2175.65g/L、149.09g/L和187.45g/L。刘冲等15在两个城市污水处理厂的污水处理系统中检测到四环素类抗生素抗性细菌。结果表明，在两个污水处理厂的污水处理系统中均可检测到四环素、四环素和金霉素耐药菌。三种耐药菌的浓度在氯化污水中最小，为0 103 CFU/毫升，在排放污泥中最大，为105 107 CFU/毫升(CFU，菌落形成单位，CFU/毫升指每毫升液体中微生物群落的总数)。张等分析了四环素在水中的生物利用度及其对大肠杆菌的耐药性。结果表明，大肠杆菌中抗生素抗性基因的激活与细胞中四环素类抗生素的浓度呈线性关系。2.四环素类抗生素在土壤中的残留抗生素进入体内后，大部分以原生动物的形式排出体外，从而进入土壤环境。浙北地区畜禽粪便和农田土壤中检出四环素类抗生素残留。结果表明，畜禽粪便对农田表层土壤中四环素的检出率为88%，四环素残留量为0.107毫克/千克。有畜禽粪便的农田表层土壤中四环素的平均残留量是无畜禽粪便的农田的13倍17。土壤中的抗生素会在一定程度上影响陆地生态环境。例如，土霉素会影响土壤呼吸和硝化作用。实验结果表明，土霉素在呼吸实验初期对土壤呼吸的最高抑制率为20.7%。实验结束时，有一定的活化效果，最高活化率为218%。在硝化实验中，土霉素对土壤中微生物硝化的抑制率为50%18。沈龙等研究了四环素对微生物数量的影响。结果表明，随着浓度的增加，四环素对土壤细菌数量有明显的抑制作用。3.植物和动物产品中四环素类抗生素的残留植物通过吸收在土壤中积累抗生素。普通蔬菜，如白菜和白萝卜，可以吸收四环素类抗生素。作物组织中抗生素的浓度随着土壤浓度的增加而增加，表现出显著的正相关。当肥料中抗生素的浓度从20毫克/千克增加到50毫克/千克时，两种蔬菜中残留的四环素类抗生素的含量都有不同程度的增加(20。在山东省济南市销售的动物性食品中，发现四环素类抗生素残留。在272份动物性食品样品中，金霉素残留量超标31.25%，四环素残留量超标26.10%，土霉素残留量超标24.26%。第三，四环素类抗生素对人体健康有害1.耐药菌的产生：在抗生素的长期作用下，抗生素耐药基因(ARGs)的频率不断增加，体内会产生大量的耐药菌。抗药性细菌产生后，它们会以不同的方式在人和动物之间传播。资料来源：2013年发布的美国疾病控制和预防中心报告Antibiotics Resistance Threats in the United States, 20131953年，首次发现了耐四环素的痢疾志贺氏菌。两年后，第一个对四环素、链霉素和氯霉素耐药的多重耐药志贺氏菌被发现22。农场里的动物是抗生素抗性细菌的主要来源。兰斯b普莱斯调查了农场工人携带的抗药性细菌的数量。结果显示，农场工人携带的耐药菌数量是普通社区工人的32倍。医院是耐药菌的高发区。一家医院对患者幽门螺杆菌的四环素耐药性进行了研究。结果表明，四环素耐药率达到5%24。耐药细菌对人类健康非常有害。根据美国疾病控制和预防中心的统计，2013年，美国至少有2049442人是由耐药细菌引起的，其中23000人死于25。2.对肠道微环境的影响直接或间接摄入的各种抗生素进入人体肠道后会改变肠道菌群的组成，导致菌群失调26。菌群失调可导致各种肠道疾病和非肠道疾病，如抗生素相关性腹泻、伪膜性结肠炎、肠易激综合征、脂肪肝、肥胖症、心血管疾病、代谢综合征和自闭症2729。研究发现肠道微生物菌群的组成和数量与宿主的肥胖有关。无菌小鼠的脂肪含量比正常喂养小鼠低42%。如果将微生物菌群植入无菌小鼠体内，总脂肪含量将增加57%30。提示肠道菌群能明显促进小鼠热能的摄入，促进脂肪的沉积，引发全身炎症反应。陈立平等31的研究发现，炎症性肠病(IBD，包括克罗恩病、溃疡性结肠炎、溃疡性结肠炎)患者的肠道菌群明显失衡，其多样性明显减少，拟杆菌属的比例增加，厚壁菌属菌群及其代表菌属粪大肠菌群的数量明显减少，且溃疡性结肠炎患者的肠道溃疡和非溃疡部位的组成也有显著差异。Gosiewski32发现念珠菌真菌经常出现在1型糖尿病和2型糖尿病患者的粪便中，并且2型糖尿病患者粪便样本中念珠菌真菌的数量与血脂相关。一些学者研究了肠道菌群异常对孤独症发生的影响。帕拉乔33和其他观察发现，自闭症儿童的肠道菌群结构是异常的。与正常儿童相比，肠道厌氧菌如艰难梭菌的种类和数量显著增加。詹姆斯亚当斯的一项研究发现，儿童孤独症的症状越严重，他们就越容易患胃肠疾