谷潔/錢勛教授團(tuán)隊(duì)揭示養(yǎng)殖環(huán)境耐藥基因的傳播機(jī)制與全球健康風(fēng)險(xiǎn)

6月27日，谷潔/錢勛教授團(tuán)隊(duì)在Science Advances上發(fā)表了題為“Global Health Risks Lurking in Livestock Resistome”的研究論文。資環(huán)學(xué)院博士生李彬濤、江瀾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，韋革宏教授和焦碩教授為論文合作者，美國(guó)普渡大學(xué)、密歇根州立大學(xué)為論文合作單位。

抗生素抗性是一個(gè)全球性健康挑戰(zhàn)，每年約 495 萬(wàn)人死于抗生素抗性相關(guān)疾病。養(yǎng)殖業(yè)消耗了全球70%以上的抗生素，養(yǎng)殖環(huán)境已成為耐藥基因（ARGs）的關(guān)鍵“熱區(qū)”。闡明養(yǎng)殖環(huán)境抗性組的全球分布格局和驅(qū)動(dòng)機(jī)制，對(duì)于指導(dǎo)養(yǎng)殖管理、阻控抗性基因傳播至關(guān)重要。

該研究分析了來(lái)自26個(gè)國(guó)家橫跨14年的4017個(gè)畜禽糞便宏基因組，揭示了家畜糞便中含有大量已知和此前未被識(shí)別的耐藥基因。其中許多耐藥基因具有廣泛的宿主范圍并與病原菌密切相關(guān)，凸顯出畜禽糞便在臨床與自然生態(tài)系統(tǒng)之間作為“儲(chǔ)存庫(kù)”和“傳播橋梁”的關(guān)鍵作用。研究提出將畜禽糞便作為監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)ARG增殖和惡化的早期預(yù)警環(huán)境。

研究綜合了 ARGs的移動(dòng)性、臨床相關(guān)性以及與病原宿主的關(guān)聯(lián)程度，開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新的高分辨率的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架，確定了畜禽糞便中不同ARGs的風(fēng)險(xiǎn)排序。研究揭示了全球范圍內(nèi)畜禽抗性組顯著的區(qū)域差異，強(qiáng)調(diào)了在主要畜牧業(yè)國(guó)家開(kāi)展針對(duì)性監(jiān)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)管理的緊迫性。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)分析，揭示了養(yǎng)殖密度、動(dòng)物與人類抗生素使用情況等在驅(qū)動(dòng)ARG全球分布格局中的關(guān)鍵作用。預(yù)測(cè)獲得的全球畜禽抗性組風(fēng)險(xiǎn)地圖，為了解全球畜禽抗性組風(fēng)險(xiǎn)的熱點(diǎn)和開(kāi)展有效監(jiān)測(cè)提供了重要參考。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架的建立

Predictive

全球畜禽抗性組健康風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)地圖

該項(xiàng)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(xiàng)國(guó)際合作成果，得到了學(xué)校人才隊(duì)伍建設(shè)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)和學(xué)科建設(shè)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，國(guó)家自然科學(xué)基金（42277412和42207463）、陜西省科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)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(guó)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(hù)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(wèn)題提供新的思路和途徑。

論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt8073

編輯：趙杰   終審：李志