Page 8 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第4期
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2 华 中 农 业 大 学 学 报 第 41 卷
因突变而产生的 ARGs，可通过水平基因转移和垂直 1 生猪养殖场耐药基因的产生 1.2 生猪养殖环境中抗生素及抗性基因分布 度方面，Gao 等 ［19］ 调查养猪场内井水耐药基因丰度，
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基因转移 2 种方式促使细菌耐药性发生转移，导致 养猪场废水的排放导致环境中 ARGs 丰度和多 其平均值高达 5.27×10 copies/L。这些耐药基因会
1.1 生猪肠道内抗生素及抗性基因的产生
ARGs 类环境问题不断产生 ［4］ 。含 ARGs 的废水进 样性增加，进而影响地表水和土壤中微生物生态 ［3］ 。 随着废水水平基因转移到受纳环境中。Mu 等 ［20］ 调
入到污水处理系统后可随废水排出进入水、空气和 在生猪养殖过程中，抗生素的长期使用，导致 养猪废水的抗生素含量与饲料、喂养模式、养猪场 查了北方某养猪场附近的土壤，发现磺胺类 ARGs
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土壤环境中，进而通过呼吸作用和食物链对人类产 ARGs 的出现和耐药菌的增加。生猪肠道微生物群 的规模以及养猪场的地理位置有关。生猪肠道吸 （1.3×10 ~2.6×10 copies/g）在 ARGs 中最普遍，占
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生危害。养猪场内抗生素转移传递方式如图 1所示。 作为 ARGs 的潜在储存库已逐渐引起人们关注 ［7］ 。 收抗生素的能力较差，抗生素常以粪便形式进入 总样本约 70%。养猪场空气中生物气溶胶也含有大
不同类型的抗生素以及污水处理方式使得细菌中抗 生猪肠道微生物能维持宿主代谢稳态，保障多种生 生猪养殖环境 ［17］ 。猪粪中富集的抗生素，如土霉 量致病菌和潜在 ARGs宿主，这些生物气溶胶可远距
生素耐药性有所差异。携带 ARGs 的可移动遗传元 理、神经和免疫功能。生猪肠道微生物相互作用会 素含量高达 5 175.3 μg/kg，远高于饲料中的含量 离 传 播 到 外 部 环 境 ，对 公 众 健 康 带 来 重 大 潜 在
［18］
件也可在动物和人类之间的不同肠道微生物群之间 影响微生物群落的功能和结构，如真菌可以影响细 （152.7 μg/kg） 。 风险 ［21］ 。
进行传播 ［5］ 。在复杂环境体系中，细菌间会相互影 菌生长，噬菌体能够调节细菌的多样性，但目前关于 养 猪 废 水 中 的 ARGs，除 了 环 境 中 已 经 携 带 生活在养猪场环境中的工人肠道微生物菌群失
响，如一些敏感细菌可与耐药细菌相互作用而共 ARGs的微生物，其余均来源于养猪场内生猪体内的 调风险较高，可能影响人体健康。据报道，相对于肉
ARGs 的研究主要集中于细菌，对真菌、病毒等微生
存 ［6］ 。因此，水样环境越复杂越难以调查废水中 微生物。生猪养殖环境中残留抗生素又会造成选择 鸡养殖场，生猪养殖户粪便中 ARGs 含量更高 ［22］ 。
物的研究则相对较少 。为了促进生猪生长，常在饲
［8］
ARGs 的作用方式。笔者针对养猪废水处理工艺中 性压力，诱导微生物发生突变，使不含 ARGs 的微生 生猪养殖废弃物的不规范处理和排放将导致周围
料中添加抗生素，饲料中抗生素添加剂量一般在
ARGs 污染问题，结合国内外最新文献报道，阐述生 物产生耐药性。养猪场内的 ARGs 的分布如表 1 所 水、土壤和大气等环境受到严重污染。特别是 ARGs
［9］
2.5~125 mg/kg ，然而 30%~90% 的抗生素不能被
猪养殖场内 ARGs污染情况，介绍养猪废水处理工艺 示，在养猪场内能够检测到大量的 ARGs，其中主要 这种不同于其他化学污染物的特殊污染物，一旦产
生猪肠道吸收而被直接以粪便排出，同时 ARGs也随
的几种关键方法，以期为养猪废水处理工艺去除 是四环素类 ARGs（tetO、tetM、tetC 和 tetQ）和磺胺类 生，很难控制和清除，并且 ARGs 在养猪环境中具有
着耐药菌一起排出并进入环境，从而进一步对 ARGs ARGs（sul1 和 sul2）。ARGs 广泛分布于猪舍的各个 可持久性、会在环境中发生迁移和转化，具有比抗生
ARGs提供技术参考，促进我国生猪养殖绿色可持续
的产生造成选择性压力 ［10］ 。 位置，甚至地下水中也能检测到 ARGs的存在。在丰 素更严重的危害性。
发展。
表1 生猪养殖环境中ARGs分布情况
Table 1 Distribution of ARGs in swine breeding environment
图1 抗生素在养猪场内传播路径
Fig.1 Transmission routes of antibiotics in swine farms 2 不同废水处理工艺的耐药基因 场废水处理后，其 ARGs需要引起足够关注。这些传
国内很多学者在生猪肠道中检测出 ARGs ［11］ ， 人类传播抗生素耐药性潜力 ［12，14］ 。针对复杂的肠道 统设施由于水力停留时间较短，以及生物生长和遗
迁移
在生猪肠道中含有大量微生物菌群，其数量超过宿 微生物群，消减生猪养殖系统中 ARGs丰度可从以下 传交换会导致 ARGs 进一步增殖。大部分污水处理
主细胞。抗生素的使用会使生猪肠道内微生物群发 几个方面入手：从源头控制并且加强用药监督；在饲 当前我国生猪废水传统处理设施（如格栅、固液 厂处理的废水仍存在微生物密度过高以及抗生素残
生紊乱，例如，在生猪保育期和生长期使用抗生素会 料中添加抗生素替代品（如益生元、有机酸、抗菌肽 分离机、沉淀池、序列间歇式活性污泥反应器、人工 留等特点，通常能检测到较高水平的 β-内酰胺类、大
导致肠道微生物生态失调，与对照组相比，使用泰乐 和杆菌肽）改善肠道健康，使生猪保持良好的肠道菌 湿地等），未应用于处理抗生素耐药基因和抗生素耐 环内酯类、多药类、四环素类、磺胺类、喹诺酮类和氨
菌素的生猪肠道中乳酸杆菌和醋杆菌属占有较大的 群；通过接种疫苗，刺激宿主利用自然防御系统产生 药细菌（antibiotic resistant bacteria，ARB） ，处理后 基糖苷类等常见抗生素 ［26-27］ ，这会促进基因水平转
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丰度 ［12-13］ 。生猪肠道微生物群中的病原体，具有向 免疫力来保障成本和免疫疾病 ［12，15-16］ 。 废水仍含有各种 ARGs 和 ARB，尤其是规模化养猪 移和抗生素耐药性产生。我国养猪废水主要处理方
