生命科学学院李金天教授团队及其合作者揭示全球矿山环境是多药耐药性基因的热区

  6月10日，Nature旗下微生物生态学国际顶级期刊The ISME Journal（IF2020 = 10.302）在线发表了华南师范大学生命科学学院李金天教授团队及其合作者共同撰写的题为“Globally distributed mining-impacted environments are underexplored hotspots of multidrug resistance genes”的研究论文（图1）。该论文首次从全球尺度上深入研究了矿山环境中的微生物抗生素耐药性基因（ARGs），并揭示了全球矿山环境是多药耐药性基因的热区。

  越来越多的研究证据表明，ARGs在环境中的扩散会对人类的健康造成严重威胁。除抗生素污染以外，重金属污染也是导致ARGs在环境中扩散的主要因素之一。而且，重金属在环境中难以被降解，具有比抗生素等有机污染物更高的环境累积风险；因此，重金属污染对ARGs在环境中扩散的影响更难以消弭。矿山环境在全球分布广泛，富含各种重金属，是研究重金属污染如何驱动ARGs在环境中扩散的理想场所。然而，目前学界对矿山环境中 ARGs 的富集状况、可移动性、潜在宿主等重要科学问题知之甚少。有鉴于此，李金天教授团队及其合作者利用采自全国范围内39个矿区的115份尾矿样品和20个矿区的91份酸性矿山废水底泥样品，结合从公共数据库收集到的全球范围内七个国家共16个矿区的66个矿业废弃物的宏基因组，对矿山环境中的ARGs进行了系统分析（图2）。研究结果表明：（1）ARGs在矿山环境中的富集程度非常高，平均总丰度与未经处理的城市废水中的ARGs总丰度相当；（2）重金属污染对ARGs和金属抗性基因（MRGs）的共选择作用是造成该环境ARGs富集的主要原因；（3）多药耐药性基因在总ARGs中的占比超过40%，倾向于与多金属抗性基因存在紧密的物理连接，且具有较高的可移动性；（4）古菌和三个细菌门首次被报道为ARGs的潜在宿主；（5）在由宏基因组组装获得的基因组（MAGs）中发现了54种潜在病原菌，它们携带的ARGs、MRGs和致病因子的数量都显著高于非病原菌MAGs。这些发现表明，全球分布的矿山环境都受到了ARGs的严重污染，且ARGs的组成与其它热点环境显著不同，相关的环境与健康风险应该引起重视，并应尽快建立相应的监测与管控措施，以减少ARGs及其潜在病原宿主从矿区向周边生态系统的扩散。

该研究论文以我校生命科学学院为第一和通讯作者单位；生命科学学院易歆竹博士和梁洁良博士为论文的共同第一作者，李金天教授为论文的唯一通讯作者。中国科学院城市环境研究所朱永官院士和苏建强研究员参与了该研究，并作出了重要贡献。该研究得到国家自然科学基金优秀青年科学基金、面上项目、青年项目以及广东省重点领域研发计划项目等的支持。

论文原文链接（可免费下载）：

https://www.nature.com/articles/s41396-022-01258-z