科学:新冠期间过度消毒可能会加速超级细菌的传播
较真要点:其实细菌比尼采早几亿年就悟出了“凡杀不死我的,必使我更强大”这个理了。哪怕只有极少数细菌在暴露于抗生素后幸存,它们就不仅能把耐药性传给后代,更能把耐药性转移给其他不同种类的细菌。
导语:抗菌洗手液、抗菌洗手液、含氯消毒剂等化学药品中的抗菌成分可以促进细菌基因突变产生抗生素耐药性,加速耐药基因在细菌中的传播。在新冠肺炎疫情期间过度使用这些抗菌产品会加速超级细菌的产生和传播,从而加速超级细菌的到来,并威胁未来的公共健康。对抗新冠疫情应当科学消毒,避免过度消毒.
2021年1月29日,昆士兰大学《水管理高级研究快报》的卢际和郭建华(通讯作者)发表了张文题为《消毒在Science杂志中传播抗微生物耐药性》的文章。
张文提醒新冠疫情期间消毒抗菌产品的过度使用可加速超级细菌的产生及传播,从而加速了超级细菌大流行的到来,并威胁着未来的公共卫生。对抗新冠疫情应当科学消毒,避免过度消毒.
什么是抗生素耐药性?
喉咙痛吃了【霉菌毒素】、【毒素】、【青霉素】就不行了。得去医院治疗?
要么你感染了病毒,吃这些没用,要么你遇到了抗生素耐药菌。
但是这种好细菌怎么会产生耐药性呢?
其实细菌比尼采早几亿年就实现了“凡杀不死我的,必使我更强大”的原理。即使只有少数细菌在接触抗生素后存活下来,他们不仅可以将其耐药性传递给后代,还可以将其耐药性转移给其他不同种类的细菌,突然之间就可以拉起一支具有耐药性的超级细菌革命队伍。
抗生素耐药性如何传播?
与SARS-CoV-2类似,超级细菌可以以无与伦比的速度在世界范围内传播。但不像SARS-CoV-2,超级细菌不需要人类宿主亦可在环境介质中存留、增殖及传播.因此,超级细菌可以在未来造成与新冠肺炎肺炎同样的流行规模,而且会持续更长时间。
图片来源:世界卫生组织
抗生素耐药性有何危害?
超级细菌感染后,医疗时间会延长,费用会增加,但可能无法治愈,甚至危及生命。由于现有抗生素有限,针对超级细菌的新型抗生素研发收入低、风险高,很少有制药公司愿意投资研发新型抗生素。
图片来源:世界卫生组织
若是对超级细菌的传播不加以控制,预计到
30年后,每年因为超级细菌而死亡的人数会高达1千万,比新冠病毒2020全年的致死人数还要多的多!
图片来源:The Review on Antimicrobial Resistance 2014
过度消毒可能会加速抗生素耐药性的传播
正因超级细菌如此可怕,近年来世界各地的政府组织都陆续加入到遏制超级细菌传播的行动中。中国也采取了更严格的管理,比如以前能随意买到的抗生素类药现在都必须靠医生的处方才能买到。
但令人担忧的是,在防止新冠疫情传播时大量使用的抗菌洗手液、免洗洗手液和含氯消毒剂等化学品中的抗菌成分,亦可促进细菌基因突变从而产生抗生素耐药性,并能加速耐药性基因在细菌之间的传播。
比如,昆士兰大学水管理高等研究中心(AWMC)近期的研究发现,尽管并非抗生素,三氯生作为抗菌洗手液等2000多种常见产品中添加的抗菌成分,可以通过三种方式起到类似抗生素的作用来传播抗生素耐药性。
其一,三氯生在环境相关浓度下会通过施加氧化应激压力,损伤细菌基因导致突变,致使突变株通过降解和排出抗生素的方式来产生抗药性【1】。
三氯生导致细菌产生耐药性机理示意图。图片来源:作者绘制。
其二,在环境相关浓度下三氯生也可以通过提高细菌之间的基因接合转移来促进细胞内耐药性基因的水平转移【2】。接合转移指的是两个细菌之间发生的一种遗传物质交换现象,属于细菌有性生殖的一个重要阶段。在接合现象发生时,两个细胞直接接合或者通过类似于桥一样的通道接合,并且发生基因的转移。三氯生可以通过提高接合转移的频率来加速耐药性基因的跨种传播。
三氯生增加抗生素耐药性基因的跨种接合转移频率。图片来源:作者绘制。
其三,三氯生还可增进细胞外游离耐药性基因的转化频率【3】。转化是感受态细菌将外源基因导入细胞内的过程。三氯生在环境相关浓度下也可以通过提高耐药性基因的转化频率来促进耐药性的传播。
三氯生增加抗生素耐药性基因的跨种接合转移频率。图片来源:作者绘制。
不仅仅是三氯生,近期国内外其他研究小组也发现亚致死浓度的季铵盐化合物【4】、洗必泰【5】、乙醇【6】、含氯消毒剂【7】和消毒副产物【8】等亦可通过提高突变频率及增加抗药性基因水平转移频率等方式加速微生物抗生素抗药性的出现和传播。
包括三氯生,上述化合物常见于抗菌洗手液,免洗洗手液和含氯消毒剂等当下疫情期间被频繁使用的消毒产品中。并被大量排放到污水管网及下游水体。
此外,尽管有证据证明污水余氯含量在0.5毫克升以上即可使SARS冠状病毒完全失活【9】。在新冠疫情期间,部分污水处理设施增加含氯消毒剂投放量使尾水余氯量保持在6.5毫克每升以上进行强化消毒。
此类过度消毒方式使疫情期间被排放至水体环境中的抗菌成分激增,可能会加速环境中微生物抗生素抗药性的传播。并通过接触被抗药性微生物所污染的水源、食物、空气等环境介质而感染人类,从而可能让很多地方未来面临超级细菌大爆发。
因此,研究消毒剂等抗菌成分的大量使用对环境中抗生素抗药性传播的长远影响,已刻不容缓。
新冠疫情期间的过度消毒可能会加速环境中微生物抗生素抗药性的传播。图片来源:作者绘制。
如何避免过度消毒导致的超级细菌的爆发?
为了避免将来超级细菌的爆发,在新冠疫情期间我们应当避免不必要的过度消毒。采取科学的消毒策略。比如说:
1. 只要搓洗时间超过20秒,不含抗菌成分的一般洗手液就已经能完全去除新冠病毒。
2. 慎重对空气进行大规模的喷雾消毒。
3. 不需要对很少用手触及的室外场所及物品消毒,重点应针对性地对受到呕吐物、分泌物、排泄物等污染的部位消毒。
4. 按产品说明剂量使用消毒剂,避免剂量过高;优先采用酒精等易降解的消毒剂。
5. 对污水进行消毒只需要投加最低有效剂量,使出水指标达到排放标准即可,不要盲目加大投加剂量。
6. 进行过消毒的污水,如果余氯过高,排水前适当做脱氯、净化等处理。
7. 加强对环境以及人群中超级细菌和抗性基因等等抗生素耐药性指标的检测,建立阶段式应急响应策略以对抗不同程度的耐药性指标升高。
https://science.sciencemag.org/content/371/6528/474.1.full
参考文献:
1. Lu, J.,Jin, M., Nguyen, S.H., Mao, L., Li, J., Coin, L.J.M., Yuan, Z. & Guo, J.,(2018) Non-antibiotic antimicrobial triclosan induces multiple antibioticresistance through genetic mutation.Environ. Int.118, 257-265.
2. Lu, J.,Wang, Y., Li, J., Mao, L., Nguyen, S.H., Duarte, T., Coin, L., Bond, P., Yuan,Z. & Guo, J., (2018) Triclosan at environmentally relevant concentrationspromotes horizontal transfer of multidrug resistance genes within and acrossbacterial genera.Environ. Int.121, 1217-1226.
3. Lu, J.,Wang, Y., Zhang, S., Bond, P. Yuan, Z. & Guo, J., (2020) Triclosan atenvironmental concentrations can enhance the spread of extracellular antibioticresistance genes through transformation.Sci. Total Environ.713,136621.
4. Tandukar,M., Oh, S., Tezel, U., Konstantinidis, K. T., & Pavlostathis, S. G. (2013).Long-term exposure to benzalkonium chloride disinfectants results in change ofmicrobial community structure and increased antimicrobial resistance.Environ.Sci. Technol.47(17), 9730-9738.
5. Wand, M.,Bock, L. J., Bonney, L. C., &Sutton, J. M. (2017) Mechanisms ofincreased resistance to chlorhexidine and cross-resistance to colistinfollowing exposure of Klebsiella pneumoniae clinical isolates tochlorhexidine.Antimicrob Agents Chemother.61(1): e01162-16.
6. Pidot,S.J., Gao, W., Buultjens, A.H., Monk, I.R., Guerillot, R., Carter, GP., etal. (2018) Increasing tolerance of hospital Enterococcus faecium tohandwash alcohols.Sci. Transl. Med.10, 6115.
7. Jin, M.,Liu, L., Wang, Dn. et al. Chlorine disinfection promotes the exchange ofantibiotic resistance genes across bacterial genera by natural transformation.(2020)ISME J14, 1847–1856.
8. Li, D.,Zeng, S., He, M., & Gu, Z. (2016)Environ. Sci. Technol.50(6), 3193-3201.
9. Wang, X.W.,Li, J.S., Jin, M., Zhen, B, Kong, Q.X., Song, N., Xiao, W.J., Yin, J., Wei, W.,Wang, G.J., Si, B.Y., Guo, B.Z., Liu, C., Ou, G.R, Wang, M.N., Fang, T.Y.,Chao, F.H., Li, J.W., (2005) Study on the resistance of severe acuterespiratory syndrome-associated coronavirus.J. Virol. Methods.126(1-2),171-177.
