铅暴露会催生具抗生素耐药性的“超级细菌”

来源：中国数字科技馆（2022年6月6日）

撰文：Allison Parshall，科学记者、多媒体编辑和播客主持人。

翻译：彭容

审校：曾小欢

引进来源：科学美国人

超级细菌 图片来源：pixabay

抗生素耐药性细菌已在全球范围内导致越来越多的死亡。根据最新的全球性分析，2019年，有约127万人因细菌耐药性而死。显然，主要原因之一就是我们对抗菌药物的过度使用，这使得细菌种群进化出了更强的耐药性。

但抗生素耐药性还有一个鲜为人知的来源：铅、汞和银等重金属。由于采矿和运输等人为工业活动，这些金属随处可见。根据对环境、动物和最近对人体的研究，这些环境中的细菌已经进化出保护自己免受金属毒性作用的能力，而这些相同的特性可以帮助它们抵御抗生素。

通常，重金属对细菌是致命的，因为它们会释放出破坏细菌正常细胞功能的离子。但是，一些生活在高金属浓度环境中的细菌已经进化出适应生存的特征，比如能排出有毒金属离子的细菌分子泵。事实证明，这些分子泵也可以帮助细菌排出抗生素药物。

抗生素药品 图片来源：pixabay

2021年12月，威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员报告称，即使考虑到其他可能导致耐药性的因素，尿液中铅含量高的人（尤其是生活在城市地区的人）体内也更有可能含有抗生素耐药性细菌。他们的研究结果发表在期刊《环境流行病学》（Environmental Epidemiology）上，是最早显示人体内这种联系的研究结果之一。该研究将抗生素耐药性细菌添加到了对没有太多资金或社会资源的人（通常是少数群体成员）的危害列表中，这些人最有可能生活在铅污染地区。该研究的作者之一、环境流行病学家Kristen Malecki说：“这确实是一个环境正义问题。”

研究人员分析了参与威斯康星州健康调查的695名成年人的健康数据。取自皮肤、鼻子和口腔的拭子以及唾液和粪便样本显示，34%的参与者体内含有抗生素耐药性细菌，如革兰氏阴性耐药菌或抗万古霉素肠球菌。一些人体内还含有耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus，简称MRSA）。

在尿液中铅含量高的参与者中，超过50%的人检测呈阳性。对于居住在城市的人来说，铅与耐药细菌之间的这种联系最为明显，如果他们的尿液中含有高水平的铅，他们的检测呈阳性的可能性几乎是正常人的三倍。

非白人城市居民的检测阳性率也比白人城市居民高76%。Malecki说，这可能是因为有色人种面临着经济和社会障碍，使得他们多居住在含铅油漆、管道和其他暴露源的老建筑中。

铅污染警告 图片来源：原文

约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院环境健康与工程教授Meghan Davis表示，重金属与抗生素耐药细菌之间的联系仍然是一个相对较新的研究领域，要弄清它们在人体内的作用，需要对参与者进行更长时间的研究。尽管如此，这些结果仍有助于科学家了解抗性基因的来源，并使他们能够开发出有针对性的解决方案，以阻止这些基因的出现和传播。

除了铅之外，其他金属也与耐药微生物的出现有关。佛罗里达农工大学的科学家最近进行了一项研究，他们对南卡罗来纳州的一个前核材料试验场进行了检测，发现该试验场土壤中仍含有一定量的铀和汞。该地还含有一种细菌菌株，其对70%的测试抗生素显示出抗性。

所有这些重金属都造成了一个更广泛的威胁：全球范围的抗生素耐药性。编码耐药性的细菌DNA序列通常位于可移动基因元件上，这些基因很容易在不同类型的细菌中传播。英国埃克塞特大学的微生物学家Michiel Vos说，通过这种方式，不感染人体的细菌中的抗性基因可以迅速传播到能感染人体的细菌中。

马凯特大学环境工程师Patrick McNamara表示，重金属对全球抗性基因库的贡献程度尚不清楚，因为很难追踪到任意特定抗性基因的起源。基本上，这些抗性基因无处不在。但考虑到它们的传播范围，我们普遍的想法是它们“越少越好”。

目前，McNamara和他的同事正在研究通过铅管道输送的饮用水的抗生素耐药性。这些管道中缺乏缓蚀剂，导致了2014年开始的密歇根州弗林特市的铅污染水危机。据疾病控制和预防中心称，管道是最常见的铅暴露源。通过更好地了解不同缓蚀剂对抗生素耐药性的影响，他和他的团队致力于最大限度地减少铅暴露和耐药细菌的增殖。

Vos说，重金属与抗生素耐药性之间的联系说明了了解全球健康的重要性，“你不能仅仅把人类健康、动物健康或环境视为单独的东西，一切都是相互联系的。”

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