近日，谷潔/錢勛教授團隊在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上發(fā)表了題為“Exposure and health risks of livestock air resistomes”的研究論文。孫薇副教授、碩士畢業(yè)生王珺為論文共同第一作者，谷潔教授、James Tiedje院士和錢勛教授為論文通訊作者。西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院、美國密歇根州立大學(xué)為論文合作單位。研究闡明了養(yǎng)殖場空氣介導(dǎo)的ARGs的暴露和健康風(fēng)險，揭示了抗生素管理在緩解抗生素抗性傳播方面的積極影響。
每年約 495 萬人死于抗生素抗性相關(guān)疾病，抗生素抗性基因（ARGs）的快速傳播已成為全球重大公共健康危機。養(yǎng)殖業(yè)消耗了全球 70%以上的抗生素，加之病原菌與人類共生菌的共存，使得養(yǎng)殖環(huán)境尤為令人擔(dān)憂。養(yǎng)殖場空氣中微生物攜帶的ARGs易在區(qū)域范圍內(nèi)傳播，是養(yǎng)殖場工人和周邊居民的直接暴露途徑。研究通過樣品采集和大規(guī)模數(shù)據(jù)分析，整合了宏基因組學(xué)、全基因組學(xué)、耐藥菌分離培養(yǎng)和接合轉(zhuǎn)移試驗，全面評估了空氣耐藥基因的暴露和健康風(fēng)險，解析了抗生素管理對于養(yǎng)殖業(yè)抗生素風(fēng)險的作用。
研究發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖場空氣的ARGs主要來源于畜禽糞便的跨介質(zhì)傳播，該過程富集了高健康風(fēng)險ARGs。養(yǎng)殖場空氣中檢測到多種編碼最后一線抗生素抗性的基因，其中tetX 變體在中國和歐洲的養(yǎng)殖場中都很普遍。接合轉(zhuǎn)移試驗證實了養(yǎng)殖場ARGs具有向人類致病菌的轉(zhuǎn)移能力。養(yǎng)殖場空氣ARGs的健康風(fēng)險顯著高于醫(yī)院、污水、糞便等公認的ARGs熱點區(qū)域。養(yǎng)殖場工人每天吸入的ARGs相當(dāng)于城市居民數(shù)年的吸入量，周邊居民也受到數(shù)倍于城市居民的吸入暴露量。越來越多的國家正在考慮養(yǎng)殖業(yè)抗生素限制政策，以遏制ARGs傳播。闡明抗生素管理對ARGs健康風(fēng)險的影響，對于制定遏制抗生素耐藥性的政策至關(guān)重要。研究以長期限制動物養(yǎng)殖抗生素使用的歐洲養(yǎng)殖場為基準(zhǔn)，與近期實施了養(yǎng)殖抗生素使用限制的中國養(yǎng)殖場進行了比較。結(jié)果表明，長期限制抗生素使用可以顯著降低養(yǎng)殖場空氣耐藥組的多樣性、豐富度和風(fēng)險評分，強調(diào)了合理限制養(yǎng)殖抗生素使用對于“同一個健康”倡議的積極效應(yīng)。
該項研究是我校“旱區(qū)土壤微生物生態(tài)和土地可持續(xù)生產(chǎn)力交叉學(xué)科研究中心”暨“資源生物學(xué)海外院士工作站”的又一項國際合作成果，得到了學(xué)校人才隊伍建設(shè)專項經(jīng)費和學(xué)科建設(shè)專項經(jīng)費，國家自然科學(xué)基金（42277412和42207463）、陜西省科技創(chuàng)新團隊項目（ 2024RS-CXTD-68）和旱區(qū)土壤微生物與土壤健康引智基地（B23036）的聯(lián)合資助。
西北農(nóng)林科技大學(xué)“旱區(qū)土壤微生物生態(tài)和土地可持續(xù)生產(chǎn)力交叉學(xué)科研究中心”暨“資源生物學(xué)海外院士工作站”于2019年7月成立，美國科學(xué)院院士James Tiedje為中心主任。中心旨在圍繞土壤微生物組與糧食生產(chǎn)、環(huán)境保護和人類健康，探索微生物領(lǐng)域未知世界，為解決人類面臨的農(nóng)業(yè)、環(huán)境、健康等重大問題提供新的思路和途徑。