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川农大团队研究揭示耐药菌“双面生存”机制

[所属分类:行业动态] [发布时间:2026-6-17] [发布人:杨晓燕] [阅读次数:] [返回]

川农大团队研究揭示耐药菌“双面生存”机制
作者：张晴丹来源：中国科学报
山东拓普生物工程有限公司 http://www.topbiol.com
抗生素耐药性已成为威胁全球公共卫生的重大挑战。据估计，每年有数百万人死于耐药菌感染。在这一背景下，国家现代农业技术体系四川生猪创新团队粪污处理技术研究岗位、四川农业大学动物科技学院教授白林团队在环境耐药菌研究领域取得重要突破。团队不仅揭示了耐药菌在特定环境下的“双面生存”机制，更为关键的是，针对畜禽粪污这一耐药基因最重要的“储存库”与传播载体，提出并验证了一种利用“敏感菌”来有效抑制耐药基因传播的创新策略。相关成果发表在《危险材料杂志》《生物资源技术》《生态毒理学与环境安全》上。
长期以来，畜禽粪污被认为是抗生素和耐药菌汇集并向环境扩散的核心枢纽。在粪污处理过程中，高温好氧堆肥是杀灭病原体、降解耐药基因的常用技术。然而，生产实践中一个长期困扰行业的难题是：在堆肥的高温期，耐药基因丰度会大幅下降，但在堆肥后期（降温腐熟阶段），其丰度往往出现剧烈反弹，有时甚至超过初始水平，导致处理效果大打折扣。如何攻克这一反弹难题，是阻断耐药基因通过粪肥进入环境的关键。
针对这一问题，团队从一个新颖的视角出发：既然大部分耐药菌携带抗性基因，那么能否引入不携带或少携带抗性基因的“敏感菌”，来抢占堆肥体系中的生态位，从而在源头上压缩耐药菌的生存空间？
研究发现，将一种来自高海拔山区、耐药菌含量极低的腐植土添加到猪粪堆肥后期，能够奇迹般地控制住耐药基因的反弹。这种腐植土中富含大量不携带抗性基因的“敏感微生物”，它们像一支训练有素的“土著军队”，在堆肥后期的生态空缺中迅速扎根，与残存的耐药菌展开激烈竞争，最终成功阻止了后者的复苏与扩张。这一现象清晰地表明，通过引入“敏感菌”来调节微生态，是控制耐药基因传播的可行之路。
团队对这一机制进行了更深层次的探索。他们首次系统阐明了甲氧苄啶/磺胺甲噁唑（TMP/SMZ）耐药大肠杆菌的“双面生存策略”。研究发现，在完全没有抗生素的环境中，耐药菌为维持其抗性需要付出巨大的“适应性代价”，表现为生长缓慢、竞争能力弱，很快被敏感菌淘汰。然而，一旦环境中存在哪怕极低浓度（亚抑制浓度）的抗生素，形势便发生逆转：敏感菌大量死亡，而耐药菌却通过一套精密的“代谢重编程”方案——关闭能量消耗大的“嘧啶合成”通路，转而激活应急生存相关的“多胺”和“抗氧化”系统——迅速占据优势，实现“绝地反击”。
这一发现与堆肥中的现象形成了完美呼应：它解释了为何在堆肥后期（相当于低选择压力的环境），耐药菌能够“卷土重来”；同时，它也从反面证明了，如果在此时用“敏感菌”强势占领生态位，就能切断耐药菌的复生之路。
这些研究成果共同揭示了一个核心规律：耐药菌的生存与传播并非一成不变，而是高度依赖于其微生态环境。通过在堆肥等关键环节，策略性地引入具有竞争优势的“敏感菌”来调控微生态，可以有效遏制耐药基因的反弹与扩散。
这一系列发现不仅为理解耐药菌在环境中的行为提供了新理论，更为开发安全、高效的畜禽粪污处理技术指明了新方向：未来的微生物添加剂，或许不应再盲目添加“功能强大”的菌株，而应优先筛选和利用那些对环境友好、能有效与耐药菌竞争生态位的“敏感菌”，从根源上筑起阻断耐药基因传播的生态防线。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.141642
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2026.134222
https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2025.118112
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