謝家瑩，江夢琪，張紅敏,2,#，潘迎捷,2,3，劉海泉,2,3，謝慶超,2,#，趙勇,2,3,*

1. 上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306 2. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室(上海)，上海 201306 3. 上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306

為了預(yù)防水產(chǎn)動物病害，抗生素在集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中被普遍施用。養(yǎng)殖規(guī)模的增大也導(dǎo)致水產(chǎn)品中細(xì)菌性疾病尤其是在密集型的水產(chǎn)養(yǎng)殖體系中的發(fā)病率極高，由此導(dǎo)致了抗生素的過量使用，大部分抗生素流入河流湖泊等水體，最終匯入到中國近海。有研究表明，人類社會中大量使用抗生素和耐藥菌的頻繁出現(xiàn)之間存在明顯的聯(lián)系[1]，例如隨著抗結(jié)核桿菌藥物的不斷增多，耐藥結(jié)核菌在世界范圍內(nèi)廣泛傳播[2]。長期在飼料中添加抗生素會導(dǎo)致養(yǎng)殖水產(chǎn)品體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生抗性菌株及抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境已經(jīng)是世界公認(rèn)的ARGs儲存庫，水環(huán)境壓力是一個特殊的環(huán)境特征，抗生素會隨著水流流向各地，極大地促進(jìn)ARGs的水平基因轉(zhuǎn)移和物質(zhì)交換。相比于環(huán)境中殘留的抗生素，環(huán)境中ARGs的持續(xù)殘留、菌群間的轉(zhuǎn)移傳播更會加重生態(tài)環(huán)境的污染。2013—2018年，我國22種常用的主要抗生素原料藥產(chǎn)量維持在18～20萬t，一半以上用于獸用飼料[3]。2019年，世界衛(wèi)生組織將抗生素耐藥性列為全球衛(wèi)生十大威脅之一[4]，并且預(yù)測，除非抗生素研究取得進(jìn)展，否則到2050年，耐藥性感染可能導(dǎo)致全球多達(dá)1 000萬人死亡[5]。除了抗生素，重金屬也具有抗菌特性，它們的抗菌效果使它們可以像抗生素一樣發(fā)揮作用。因此，這些重金屬元素也可能在選擇耐藥細(xì)菌中發(fā)揮直接或間接作用而導(dǎo)致類似的耐藥問題。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中大量投放含重金屬的促生長劑和殺菌劑已經(jīng)導(dǎo)致大面積的水體污染，我國有研究人員調(diào)查了遼東灣[6]、北黃海[7]、杭州灣[8]和北部灣[9]水體重金屬污染狀況，分別發(fā)現(xiàn)鉛、鎘和汞等重金屬含量超標(biāo)嚴(yán)重。重金屬具有高毒性、不可降解、易于生物積累等問題。沉積物是水體中重金屬的主要存儲介質(zhì)，水環(huán)境中的重金屬通過吸附和積累懸浮的細(xì)粒度顆粒而轉(zhuǎn)移并聚集在沉積物中，造成嚴(yán)重污染。同時，重金屬與抗生素也會產(chǎn)生復(fù)合耐藥機(jī)制，驅(qū)動ARGs的產(chǎn)生和傳播[10]。

基于此，本文介紹了水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中重金屬和抗生素的污染現(xiàn)狀，比較了不同來源養(yǎng)殖水中ARGs的賦存情況，并且詳細(xì)介紹了重金屬對抗生素活性和細(xì)菌耐藥性的影響，討論了重金屬和抗生素在這一過程中的一些潛在的共選擇機(jī)制，以便更好地了解和評價水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中ARGs的存在和散布風(fēng)險。

1 水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中抗生素、ARGs及重金屬污染現(xiàn)狀(Current situation of antibiotics, ARGs and heavy metals pollution in aquaculture environment)

抗生素是用于人類治療的最成功的藥物之一，由于它們可以抑制微生物種群生長，也被視為重要的污染物。除了用于人類治療外，抗生素還廣泛用于農(nóng)林畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)[11]。在漁業(yè)養(yǎng)殖過程中常使用的抗生素主要有五大類：磺胺類、四環(huán)素類、喹諾酮類、大環(huán)內(nèi)脂類和β-內(nèi)酰胺類藥物[12]?？股卦谧匀画h(huán)境中釋放的最明顯的后果是耐藥菌的出現(xiàn)[13]和抗性基因的傳播，對于后者鑒于它們不是“可降解的污染物”，而是自動復(fù)制的元素，因此污染情況更為復(fù)雜。Chen等[14]調(diào)查了我國13個東南沿海養(yǎng)殖地區(qū)的抗生素、抗性基因污染現(xiàn)狀及風(fēng)險，結(jié)果顯示海水和沉積物中存在11種常用抗生素和9種ARGs，其中磺胺類含量水平最高。有學(xué)者在西北地區(qū)最大的鱘魚養(yǎng)殖場內(nèi)陸湖瀛湖中檢出8類共59種ARGs，并且養(yǎng)殖水域的ARGs相對豐度遠(yuǎn)高于上游非養(yǎng)殖型水域[15]。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，ARGs在全球范圍內(nèi)的水產(chǎn)品中廣泛存在，由早期的四環(huán)素(TC)抗性基因(tetD、tetB、tetA、tetG)和氯霉素(CHL)抗性基因(catIV、catII)[16-18]，到后期的的喹諾酮(CIP)類(qnrS5)和萬古霉素(VAN)抗性基因(vanB)[19-20]，ARGs種類不斷增加，污染程度逐漸加重。表1統(tǒng)計了幾個地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中ARGs的污染情況，結(jié)果顯示ARGs已具有一定的復(fù)雜性，不同地區(qū)ARGs賦存情況有很大差異且與水產(chǎn)品中ARGs息息相關(guān)。

表1 水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境沉積物、生物體及水體中抗生素抗性基因(ARGs)賦存情況Table 1 Occurrence of antibiotic resistance genes (ARGs) in sediments, organisms and water bodies in aquaculture environment

和抗生素一樣，重金屬也廣泛存在于不同生態(tài)系統(tǒng)中。且其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易降解，一些細(xì)菌可能因為重金屬的毒性而死亡，同時有些細(xì)菌能夠?qū)χ亟饘俣拘援a(chǎn)生耐受，并能夠穩(wěn)定遺傳。它擾亂細(xì)菌生長代謝，激活菌體金屬保護(hù)應(yīng)激反應(yīng)和生長狀態(tài)，也可導(dǎo)致細(xì)菌對抗生素的耐藥性。水產(chǎn)養(yǎng)殖水中的重金屬主要由外源性污水引入以及內(nèi)源性養(yǎng)殖方式引入兩部分組成。外源性污水主要包括生活污水和工業(yè)污水兩部分，動物糞便、農(nóng)業(yè)徑流或采礦副產(chǎn)品沉積物污染的土壤，都會隨污水排入水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)。內(nèi)源性養(yǎng)殖方式引入方面，盡管抗生素制劑已經(jīng)被用于養(yǎng)殖業(yè)，抗菌金屬銅(Cu)、鋅(Zn)、鎘(Cd)和砷(As)等和其他無機(jī)化合物也依然在用于治療水產(chǎn)動植物疾病。以海水養(yǎng)殖為例：2019年我國海水養(yǎng)殖產(chǎn)量為2 065.33萬t，占全部養(yǎng)殖水產(chǎn)品產(chǎn)量的40.7%。其中大部分為灘涂或近海養(yǎng)殖[27]。而僅在2019年我國共向近海排放污水中就含六價鉻(Cr6+)(2 217.3 kg)、鉛(Pb2+)(6 910.5 kg)、汞(Hg2+)(270.2 kg)、鎘(Cd2+)(339.2 kg)。其中，Cr6+、Pb2+在黃海海域排放最多，Hg2+在東海海域排放最多，Cd2+在南海海域排放最多。雖然測試結(jié)果受季節(jié)等因素變換有些許變化浮動，但也能部分反映這些海域重金屬污染狀況。重金屬超標(biāo)情況也在各個國家水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中引起了極大的關(guān)注，例如，孟加拉國西南部沿海地區(qū)人工養(yǎng)殖蝦池水和沉積物中總砷(總As)和硒(Se4+)檢出濃度較高[28]，而位于埃及的養(yǎng)殖水樣中Cd2+、Cu2+和Zn2+重金屬嚴(yán)重超標(biāo)[29]。針對我國幾個主要沿海地區(qū)水產(chǎn)品中重金屬含量超標(biāo)檢出率情況的研究中[30-36]，發(fā)現(xiàn)不同區(qū)域超標(biāo)的重金屬種類不同，Cr6+在廣東沿海檢出率較高，總As在杭州灣和渤海地區(qū)檢出率較高，Pb2+在吉林和廣東檢出率較高，Cd2+則在吉林、山東和福建沿海檢出率較高。有學(xué)者以山東、江蘇、安徽、浙江、上海和福建等地區(qū)養(yǎng)殖池塘作為研究對象，發(fā)現(xiàn)有近一半的養(yǎng)殖池塘樣點Cu2+和Pb2+超出我國國家標(biāo)準(zhǔn)，并且Cd2+污染最為嚴(yán)重，嚴(yán)重超出國家標(biāo)準(zhǔn)[37]。還有研究發(fā)現(xiàn)池塘養(yǎng)殖水Cu2+、Zn2+含量不僅存在安全風(fēng)險，還會隨著養(yǎng)殖時間的增加而增高[38]。

2 水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中重金屬對抗生素活性的影響(The effect of heavy metals on the activity of antibiotics in aquaculture environment)

重金屬離子與有機(jī)物中含硫、氮和氧官能團(tuán)的高親和力結(jié)合會導(dǎo)致有機(jī)物的失活和損傷。大多數(shù)抗生素含有富電子基團(tuán)，當(dāng)其與重金屬離子共存時，可作為電子供體與金屬離子絡(luò)合形成絡(luò)合物，這可能會阻礙或增強(qiáng)抗生素的活性。重金屬和抗生素絡(luò)合形成的復(fù)雜化合物和疊加效應(yīng)可能會影響水生環(huán)境中的生物。CIP[39]和四環(huán)素類[40](TCs)，氯四環(huán)素(CTC)和氧四環(huán)素(OTC)抗生素含有羧基、碳基或哌嗪基(圖1)。它們充當(dāng)潛在的電子供體來協(xié)調(diào)金屬。這些配體抗生素可以通過絡(luò)合物結(jié)合多種金屬。這種相互作用雖然減少了環(huán)境中抗生素和重金屬的總量，但形成了被認(rèn)為是新興污染物的復(fù)合物?？股睾椭亟饘俚膹?fù)合物經(jīng)常出現(xiàn)在天然水中被檢測到[41]。

圖1 不同抗生素與重金屬的常見絡(luò)合位點(紅色基團(tuán))注：TC表示四環(huán)素，OTC表示氧四環(huán)素，CIP表示環(huán)丙沙星。Fig. 1 Common complexing sites of different antibiotics and heavy metals (red group)Note: TC is tetracycline, OTC is oxytetracycline, and CIP is ciprofloxacin.

重金屬和抗生素形成的絡(luò)合物一般有1∶1、1∶2和1∶3共3種。一些重金屬很容易與CIP和OTC[42]形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。Zn2+可以與VAN[43]、CIP[44]以及β-內(nèi)酰胺類[45]抗生素結(jié)合并且促進(jìn)其水解失活。金屬離子和抗生素形成的絡(luò)合物一般和抗生素官能團(tuán)，金屬離子類型和含量以及水環(huán)境的影響有關(guān)。Cu2+和Al3+都能形成與TC的絡(luò)合物，并且當(dāng)Cu/TC物質(zhì)的量比增加到1以上時，TC與Cu2+的絡(luò)合位點將由BCD環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)锳環(huán)[46]。Zn2+還可以與VAN形成絡(luò)合物，降低環(huán)境中Zn2+含量。Brillault等[47]測定了CIP與金屬離子的表觀，金屬得電子能力順序與金屬的絡(luò)合能力基本一致[48]。其中，Zn2+和Al3+的不一致可能與其離子半徑有關(guān)，由于兩者的得電子能力相差不大，而Al3+較小的半徑減少了其絡(luò)合時的空間位阻，導(dǎo)致其具有更大絡(luò)合能力。除此之外，在不同pH的水環(huán)境條件下，Cu2+可與CIP形成不同的絡(luò)合物。這些絡(luò)合物通常比單獨的金屬離子或抗生素具有更高的毒性，對藻類的生長有更強(qiáng)的抑制作用，例如Cu2+和CTC的共存[49]就可以形成對蛋白核小球藻有毒性的復(fù)合體。

除了絡(luò)合作用外，重金屬作為有毒實體，也可以幫助抗生素殺死細(xì)菌，抗生素和重金屬的疊加效應(yīng)也對水環(huán)境中的生物產(chǎn)生影響。此外，金屬的存在增加了喹諾酮和四環(huán)素抗生素與RNA靶點的親和力，從而提高抗生素活性[50]。OTC和Cu2+的同時存在[51]對土壤微生物群落的功能多樣性有顯著的負(fù)面影響。當(dāng)Pb2+與磺胺類抗生素共存時，對發(fā)光菌的急性毒性急劇上升[52]。全霉素顯示強(qiáng)烈的鋅依賴活性，只有在Zn2+存在的環(huán)境中才能發(fā)揮最大作用[53]。另外，Zn2+與妥布霉素(TO)、頭孢他啶(CAZ)或CIP這3種抗生素共存時，可以增強(qiáng)抗生素的抗菌作用[54]。因此，雖然環(huán)境中的重金屬可以對抗生素的活性和細(xì)菌對抗生素的敏感性產(chǎn)生不利的影響，但同時這些金屬也可以對抗生素產(chǎn)生協(xié)同增效的作用。

3 水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中重金屬對細(xì)菌耐藥性的影響(The effect of heavy metals on bacterial antibiotic resistance in aquaculture environment)

低濃度的金屬陽離子作為某些金屬蛋白的必需成分，雖然對正常細(xì)菌細(xì)胞功能至關(guān)重要，但在高水平時是有毒的。甚至，在更高的水平上，這些金屬為耐藥性提供了選擇壓力，這反過來又會由于金屬之間的遺傳和生理聯(lián)系而驅(qū)動對抗生素的耐藥性。關(guān)于重金屬及其耐藥性產(chǎn)生的情況在某些方面與抗生素污染相似[55]。此外，對有毒重金屬和金屬類物質(zhì)的抗性基因(metal resistance genes, MRGs)也被認(rèn)為是很古老的[56]。

重金屬與環(huán)境細(xì)菌中抗生素耐藥性的發(fā)展密切相關(guān)。許多研究表明環(huán)境中重金屬的存在，會導(dǎo)致ARGs和耐藥菌的豐度增加。Zhang等[57]的研究表明，0.2～1 mg·L-1三價砷作用6 h后，耐藥菌即可快速實現(xiàn)共選擇，同時耐藥基因和可移動遺傳元件(mobile genetic elements, MGEs)的相對豐度增加。Zhou等[58]通過對廣東省3個鴨魚養(yǎng)殖場的土壤、水和沉積物樣本進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)Cu2+和Zn2+與多種ARGs類型有顯著相關(guān)性，并證明了Cu2+和Zn2+與特定的ARGs的豐度呈現(xiàn)正相關(guān)。Li等[59]通過試驗表明，重金屬富集對微生物群落、ARGs和MRGs有顯著影響。重金屬也可以促進(jìn)抗性質(zhì)粒的水平轉(zhuǎn)移而促進(jìn)ARGs擴(kuò)散，Lu等[60]通過實驗證明，Ag+促進(jìn)了質(zhì)粒攜帶的ARGs在細(xì)菌屬間的偶聯(lián)轉(zhuǎn)移，并且在濃度為1 μg·L-1和10 μg·L-1時的轉(zhuǎn)移頻率最大，不是完全的正相關(guān)關(guān)系。Devarajan等[61]在日內(nèi)瓦湖不同地區(qū)的沉積物剖面中，使用定量PCR對樣品中ARGs(blaTEM、blaSHV、blaCTX-M、blaNDM和aadA)進(jìn)行鑒定同時發(fā)現(xiàn)糞便指示菌和假單胞菌屬等指示細(xì)菌的豐度與沉積物中有機(jī)物和金屬濃度密切相關(guān)，并且在湖泊富營養(yǎng)化后受污水處理廠污染的沉積物中，鑒定出豐富的ARGs。也有研究表明，即使環(huán)境中不含抗生素，依然存在ARGs的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)移，這與重金屬有著密切聯(lián)系[62]，這也可以解釋細(xì)菌耐藥表型與基因型大部分情況下不對應(yīng)的現(xiàn)象。此外，由重金屬促進(jìn)的細(xì)菌總生理狀態(tài)的變化而導(dǎo)致抗生素耐藥性的現(xiàn)象也已被發(fā)現(xiàn)。如圖2所示，生物膜是將細(xì)菌嵌入在聚合物基質(zhì)中表面的附著結(jié)構(gòu)，細(xì)菌產(chǎn)生生物膜后會引起對抗生素抗性的增強(qiáng)[63]，例如Cd2+可以增加鏈球菌生物膜形成能力，從而增強(qiáng)耐藥性[64]。此外，雙組分信號系統(tǒng)是一種跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，與多種細(xì)菌耐藥性的形成密切相關(guān)[65]。在重金屬刺激下，它可以通過介導(dǎo)細(xì)菌體內(nèi)各種生理途徑適應(yīng)環(huán)境、感應(yīng)體內(nèi)外變化，從而在調(diào)控細(xì)菌耐藥方面發(fā)揮重要作用[66]。

圖2 雙組分系統(tǒng)和生物膜示意圖Fig. 2 Schematic diagram of two-component system and biofilm

總之，環(huán)境中的重金屬是常見的細(xì)菌應(yīng)激源，它們?yōu)榄h(huán)境菌株的抗生素耐藥性提供選擇性壓力。并且，重金屬脅迫會以多種方式影響基因表達(dá)和細(xì)菌細(xì)胞生理結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)抗生素耐藥性。嚴(yán)重的水體污染讓水產(chǎn)品逐漸成為ARGs的儲存庫和傳播擴(kuò)散的載體，以至于嚴(yán)重威脅了人類健康以及妨礙了相關(guān)疾病的治療。同樣，有機(jī)體存在的環(huán)境反過來也可以影響抗生素的活性和細(xì)菌對抗生素的敏感性，了解環(huán)境因素的影響也是預(yù)測生物體內(nèi)抗生素效果的關(guān)鍵。水環(huán)境由于其促進(jìn)適應(yīng)性和保護(hù)反應(yīng)，通過改變細(xì)菌細(xì)胞生理條件也會影響細(xì)菌對抗生素的敏感性[67]。已經(jīng)有研究表明，營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬和細(xì)菌群落都可能直接或間接地促進(jìn)了海水養(yǎng)殖區(qū)中ARGs的傳播[68]。

4 水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中重金屬與抗生素耐藥性的共選擇(Co-selection of resistance to heavy metals and antibiotics in aquaculture environment)

細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性的方式主要有固有抗性和獲得抗性2種。固有抗性是指細(xì)菌本身就對抗生素具有一定的抗性，其染色體上含有抗性基因，并可以在親子代之間進(jìn)行遺傳。獲得抗性是指細(xì)菌本身對某些抗生素敏感，但是經(jīng)過某些環(huán)境因素的選擇，使細(xì)菌獲得了含ARGs的質(zhì)粒等MGEs，或者直接誘導(dǎo)了基因突變、沉默基因表達(dá)，從而導(dǎo)致該菌在外形結(jié)構(gòu)和生理、生化等方面發(fā)生了變化。同樣重金屬耐藥性是許多暴露于金屬環(huán)境中的微生物的常見表型。重金屬污染的類型和水平與抗生素耐藥性的特定模式之間的聯(lián)系表明，這種共同選擇過程背后有多種機(jī)制。這些共選擇機(jī)制基本分為3種：協(xié)同抗性、交叉抗性和協(xié)同調(diào)控[69]，如圖3所示[70]。

隨著網(wǎng)絡(luò)流量不斷增大，網(wǎng)絡(luò)攻擊也相應(yīng)增加，特別是 DDoS 攻擊事件越來越成為困擾企業(yè)和電信運營商的網(wǎng)絡(luò)安全事件，它對企業(yè)正常運營帶來很大的影響。拒絕服務(wù)即 DoS（Denial of Service），造成 DoS的攻擊行為被稱為 DoS 攻擊，由于攻擊簡單、容易達(dá)到目的、難于防止和追查，逐漸成為常見的攻擊方式，其目的是使計算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)無法提供正常的服務(wù)。DDoS（Distributed Denial of Service）指借助于客戶/服務(wù)器技術(shù)，將多個計算機(jī)聯(lián)合起來作為攻擊平臺，對一個或多個目標(biāo)發(fā)動 DoS 攻擊，從而成倍地提高拒絕服務(wù)攻擊的威力。

圖3 重金屬和抗生素耐藥的共選擇機(jī)制[70]注：MRG表示金屬類物質(zhì)抗性基因，ARG表示抗生素抗性基因。Fig. 3 Co-selection mechanism of heavy metal and antibiotic resistance[70]Note: MRG represents metal resistance genes, and ARG represents antibiotic resistance genes.

協(xié)同抗性，是多個不同的抗性基因位于同一遺傳元件上。在重金屬和抗生素污染的環(huán)境中耐藥菌的富集是通過選擇在染色體或質(zhì)粒上攜帶的MRGs和ARGs高表達(dá)來實現(xiàn)的。黃河底泥中得到的金黃色葡萄球菌，有一存在于質(zhì)粒上的emrA/B基因同時對氨芐西林(AMP)和Cr6+具有抗性[71]。Hasman和Aarestrup[72]在屎腸桿菌(E.faecium)的同一質(zhì)粒中發(fā)現(xiàn)，Cu2+抗性基因tcrB與編碼大環(huán)內(nèi)酯類(erm(B)和糖肽(vanA)的抗性基因相連。同樣，對質(zhì)粒和細(xì)菌基因組序列數(shù)據(jù)庫的詳細(xì)分析揭示了許多MRGs和ARGs共存于一個MGEs上或物理連接在染色體上的實例(表2)。除了質(zhì)粒之外，其他MGEs，例如整合子和噬菌體[73]也會同時攜帶MRGs和ARGs。di Cesare等[74]在3個污水處理廠中進(jìn)行了研究調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了1類整合子與重金屬抗性基因和抗生素抗性基因的豐度相關(guān)。

表2 細(xì)菌中金屬和抗生素耐藥性的協(xié)同抗性Table 2 Co-resistance of metal and antibiotic resistance in bacteria

當(dāng)一個遺傳決定因素能夠同時導(dǎo)致抗生素和重金屬耐藥性時，就會發(fā)生交叉耐藥性。例如，tetL、merE和oprD基因?qū)χ亟饘俸涂股赝瑫r有耐藥性。外排泵系統(tǒng)是常見的交叉抗性系統(tǒng)，但目前除外排泵之外，關(guān)于交叉抗性的研究還較少。

協(xié)同調(diào)控被定義為對細(xì)菌對重金屬和抗生素暴露形成協(xié)調(diào)的反應(yīng)，細(xì)菌通過轉(zhuǎn)錄翻譯等協(xié)同調(diào)控機(jī)制調(diào)控ARGs的表達(dá)，同時增強(qiáng)菌株的耐藥性。Cao等[75]為了驗證重金屬和抗生素的共同抗性機(jī)制比較了在As3+脅迫和非As3+脅迫下的細(xì)菌細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄活性。結(jié)果顯示，在As3+脅迫下，抗生素抗性基因arsD、arsB、arsA和arsC等均有所上調(diào)。這些結(jié)果表明抗生素抗性基因和抗生素可以被As3+共調(diào)控。Berg等[76]研究發(fā)現(xiàn)耐銅分離株對CHL和TC的耐藥率明顯較高。Jo等[77]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過重金屬(Co2+和Cu2+)預(yù)處理后，有7個菌株對卡那霉素(K)、鏈霉素(S)、TC和慶大霉素(CN)的抗性增強(qiáng)。顯然，抗生素和重金屬之間存在一個復(fù)雜的動態(tài)過程。

5 總結(jié)與展望(Summary and perspective)

在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中，有機(jī)和無機(jī)成分的復(fù)合污染是普遍共存的。目前抗生素與重金屬復(fù)合污染問題日益嚴(yán)重，人們對復(fù)合污染逐漸重視，然而現(xiàn)在的大多數(shù)調(diào)查仍然停留在相關(guān)污染的研究調(diào)查階段及抗性基因的定性定量分析階段，目前關(guān)于兩者的復(fù)合污染對細(xì)菌耐藥的影響及防控研究并不多，需要更多的研究來評估復(fù)合污染物對環(huán)境中ARGs增殖和傳播的影響。例如，目前大多數(shù)研究采用的重金屬和抗生素濃度均為亞致死濃度和最小抑菌濃度，而抗生素和重金屬脅迫濃度持續(xù)增加對于ARGs增殖和傳播的影響則鮮有研究。另外，其他有毒物質(zhì)也可能與抗生素耐藥性的共同選擇和傳播有關(guān)，這進(jìn)一步模糊了重金屬的作用，因此，需要對金屬和抗生素之間復(fù)雜的相互關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)的研究，更好地解釋復(fù)合污染的污染特性和污染機(jī)理，以便對抗生素耐藥性的持續(xù)和擴(kuò)散有一個連貫和嚴(yán)格的理解。此外，目前對于重金屬與抗生素污染物的去除有較多的研究，而復(fù)合污染形成的絡(luò)合物研究較少，復(fù)合污染物的處理比單一化學(xué)污染物的處理更為困難，未來還應(yīng)進(jìn)一步開展針對絡(luò)合物去除技術(shù)的研究，挖掘不同技術(shù)對抗生素和重金屬復(fù)合污染去除的綜合手段。