スペインのバルセロナの排水と飲料水処理施設における抗菌剤耐性の統合されたメタゲノム,培養基,および全ゲノム配列解析

科学分野:

• 環境微生物学
• 抗菌剤耐性の監視
• 水処理技術

背景:

• 抗菌剤の誤用は 抗菌剤耐性 (AMR) を引き起こし 世界的な健康危機を引き起こしています
• 排水処理施設 (WWTP) は,抗生物質耐性細菌 (ARB) と抗菌剤耐性遺伝子 (ARG) の貯蔵庫として機能する.
• 飲料水処理施設 (DWTP) はARB/ARGを受けることができます.

研究 の 目的:

• スペインのバルセロナにあるWWTPとDWTPにおけるAMRの流行と特徴を調査する.
• 間接的な飲料用再利用に使用される再生水を介してAMRの拡散の可能性を評価する.
• 抗生物質と重金属に対する耐性を与える遺伝子とのARGの共存を分析する.

主な方法:

• 2つのWWTPと1つのDWTPの異なる処理段階にわたる4つのサンプリングキャンペーンを実施しました.
• フェノタイプとゲノタイプを用いて991の栽培可能なARBを分離し,特徴づけました.
• 微生物コミュニティとレジストームを分析するために ショットガンメタゲノム配列を解析した.
• ARGと他の抵抗性遺伝子の共発生パターンを評価するためにスピアーマン相関を用いた.

主要な成果:

• 特定されたAeromonas spp., Enterobacterales,そしてPseudomonas spp. 最も一般的なARBです.
• 多剤耐性 (57. 3%) と広範囲耐性 (2. 7%) の高い割合が発見された.
• 拡張スペクトルベータ・ラクタメーズ (34. 6%) とカルバペネメーズ遺伝子 (14. 1%) の有意な流行が検出されました.
• レジストーム分析では,β-ラクトーム,アミノグリコシド,マクロリドに対する耐性を引き起こす遺伝子の優位性が示された.
• ARGとバイオシード/重金属耐性遺伝子の間の弱いから中程度の共存が観察されました.

結論:

• WWTPはAMRの重要なホットスポットであり,様々なARBとARGを収容しています.
• この研究では,再生水を飲料水として再利用する際の潜在的なリスクが強調され,泉水のモニタリングの必要性が強調されています.
• 相互接続された水システムにおける抗菌剤耐性管理における"ワン・ヘルス"アプローチの重要性を強調しています.