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1、环境中四环素类抗生素的污染及其对人体健康的影响2013级七年临床周博洋指导教师公共卫生学院施致雄副教授摘要：四环素类抗生素进入人体后，难以被肠胃吸收，约75%以母体化合物的形 式被排入污水。然而，现有的工艺只能部分去除四环素类抗生素，从而导致仍有 相当数量的活性成分进入自然环境中。进入到环境中的抗生素会发生降解反应 (抗生素的降解是指抗生素通过生物或非生物的过程使其从大分子化合物转化 为小分子化合物，并最终转化为水和二氧化碳的过程)，但很难得到完全降解， 而是产生一系列代谢及降解中间产物，这些产物往往具有更大的毒性。同时，环 境中的四环素类抗生素普遍残留还会诱导微生物逐渐对其产生抵抗性，造成抗
2、药 性菌群的富集及抗性基因(antibiotic resistance genes，ARGs)的产生。作为近年来 日益受到关注的潜在环境生态危险源，四环素类抗生素的研究日益增多。本文在 总结相关研究的基础上，对抗生素使用状况进行分析(包括但不限于四环素类抗 生素)，阐明四环素类抗生素污染现状，探讨四环素类抗生素对人体健康的危害， 为抗生素的合理使用提供参考。关键词：四环素类抗生素污染人体健康合理用药Abstract:For Tetracycline antibiotics(TCs) , it is difficult to be absorbed by the stomach,which le
3、ads to a result that about 75% of TCs will be discharged into the sewage in the form of parent antibiotics.However, the sewage process can only partially remove the tetracycline antibiotics, which leads to a considerable number of active ingredients into the natural environment.Antibiotics in the en
4、vironment will produce degradation reaction, however, instead of being completely degraded, a series of metabolism and the degradation intermediate are produced, which tend to have greater toxicity.Moreover, tetracycline antibiotics in the environment will gradually induce microorganism to possess r
5、esistance,which cause tow bad effects:drug-resistant bacteria enrichment and resistance gene (antibiotic resistance genes, ARGs). As a potential environmental hazard,TCs have attracted increasing attention in recent years. Based on the summary of related research,this paper analysis the usage of ant
6、ibiotics(including, but not limited to TCs), clarify the tetracycline antibiotics pollution status, and investigate the tetracycline antibiotics harm to human health, to provide reference for rational administration of drug(antibiotics)Key words:Tetracycline antibiotics(TCs) ; pollution ; human heal
7、th ; rational administration of drug近年来，PPCPs作为一种新兴污染物日益受到人们的关注oPPCPs,全称是 Pharmaceutical and Personal Care Products，即药品及个人护理 用品，不仅包括处方药和生物诊断试剂，而且还包括营养品、香水和 防晒剂等1。药品及个人护理用品与人类的生活密切相关，它们在 环境中是普遍存在的。其中，抗生素是一种环境中典型的PPCPs残 留污染物2。抗生素(antibiotics)是由微生物(包括细菌、真菌、放 线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活 性的一类次级代谢产物，能干
8、扰其他生活细胞发育功能的化学物质， 现抗生素的种类已达几千种。四环素类抗生素(Tetracycline)是由放线菌产生的一类广谱抗生 素，包括金霉素、土霉素、四环素及半合成衍生物甲烯土霉素、强力 霉素、二甲胺基四环素等，其结构均含并四苯基本骨架。四环素类抗 生素能够抑制细菌蛋白质的合成，因此被广泛用于细菌感染疾病的治 疗。当四环素类抗生素进入人体后，难以被肠胃吸收，约75%以母体 化合物的形式被排入污水。然而，现有的工艺只能部分去除四环素类 抗生素，从而导致仍有相当数量的活性成分进入自然环境中34。进 入到环境中的抗生素会发生降解反应(抗生素的降解是指抗生素通过 生物或非生物的过程使其从大分子
9、化合物转化为小分子化合物，并最 终转化为水和二氧化碳的过程)，但很难得到完全降解，而是产生一 系列代谢及降解中间产物，这些产物往往具有更大的毒性5。同时， 环境中的四环素类抗生素普遍残留还会诱导微生物逐渐对其产生抵 抗性，造成抗药性菌群的富集及抗性基因(antibiotic resistance genes， ARGs)的产生6。作为近年来日益受到关注的潜在环境生态危险源， 四环素类抗生素的研究日益增多。本文在总结相关研究的基础上，对 抗生素使用状况进行分析（包括但不限于四环素类抗生素），阐明四 环素类抗生素污染现状，探讨四环素类抗生素对人体健康的危害，为 抗生素的合理使用提供参考。一、抗生素
10、的使用状况抗生素除了用于人类和动物感染性疾病的治疗，也被作为促长剂 添加于饲料中在养殖业中大量应用，因此抗生素用途广泛，用量巨大。 根据美国食品药品监督管理局统计数据，美国2014年用于畜牧业的抗 生素达到15.4万吨7。欧盟对于抗生素的使用要求严格，2006年起禁 止抗生素作为促生长剂添加于饲料中8。我国是抗生素生产和使用大 国，在我国，抗生素不合理使用甚至滥用情况普遍存在。据WHO资 料显示，我国抗生素使用率中，门诊感冒患者达75%、外科手术高达 95%、住院患者达80%，其中使用广谱抗生素和联合应用的患者占 58%，远高于国际上规定的抗生素使用率不超过30%的标准9。某医 院对其抗生素使
11、用情况进行分析，结果显示，其抗生素使用率达到了 48.98%。其中使用率最高的科室为儿科，达到100%10。四环素类抗生素由于价格低廉在世界各国特别是发展中国家大 量使用。美国2014年用于畜牧业的15.4万吨抗生素中，四环素类抗生 素占43%7。我国是世界上四环素类抗生素的生产、使用和销售大国， 2008年四环素类药物仅出口量就达1.34万吨11。二、四环素类抗生素污染现状四环素类抗生素使用量巨大，同时其相对稳定，因此其易在环境 中残留。近年来，许多研究证实，环境中残留大量四环素类抗生素， 在水体、土壤中甚至动植物体中均可被检测到。1. 四环素类抗生素在水体中的残留水环境中抗生素的主要污染来
12、源包括医用抗生素、农林牧渔用抗 生素（包括畜用抗生素、水产养殖业用抗生素和林业用抗生素等）、企 业废水中的抗生素等12。水中大量存在的抗生素会导致水体的污染， 使水体中细菌产生耐药性。近年来，关于水体中四环素类抗生素及其 抗性基因的报道已经比较普遍。对上海某养殖场废水中磺胺类和四环 素类抗生素进行定量检测的结果显示，2种四环素类抗生素总量为 294.0376.1rg/L，3种磺胺类抗生素总量为197.7323.0pg/Li3。那广 水等14对我国北方地区水体中抽取13个样品进行四环素类抗生素残 留量检测，结果显示，四环素类抗生素普遍检出，浓度分别达到四环 素1114.27pg/L、土霉素217
13、5.65pg/L、金霉素149.0叩g/L和强力霉素 187.45呻L。刘冲等15检测了 2家城市污水处理厂污水处理系统中四 环素类抗生素耐药菌，结果显示，2家污水处理厂污水处理系统中均 能检出土霉素、四环素、金霉素耐药菌，3种耐药菌的浓度均在加 氯消毒出水中为最小，为0103 CFU/mL，在外排污泥中最大，为 105 107 CFU/mL （CFU，艮P Colony-Forming Units,为菌落形成单 位,CFU/mL指每毫升液体中含有的微生物群落总数）。Zhang16等对四 环素在水中的生物利用度对大肠埃希菌的耐药性进行分析，结果显 示，大肠埃希菌抗生素抗性基因的激活与细胞内四环
14、素类抗生素浓度 成线性关系。2. 四环素类抗生素在土壤中的残留抗生素进入机体后，大部分以原体形式排出体外，从而进入土壤 环境中。在浙北地区畜禽粪便和农田土壤中进行四环素类抗生素残留 量的检测，最终发现，施用畜禽粪肥的农田表层土壤中土四环素的检 出率分别为88%,残留量为0.107mg/kg。施用畜禽粪肥农田表层土壤 四环素的平均残留量为未施畜禽粪肥农田的13倍17。土壤中的抗生 素会对陆生生态环境造成一定影响，例如氧四环素会对土壤呼吸和硝 化作用产生影响，实验结果显示，在呼吸实验中，氧四环素在初始阶 段对土壤呼吸其最高抑制率为20.7%；在实验后期则出现一定激活作 用，最高激活率为218%。在
15、硝化实验中，氧四环素在土壤中对微生 物硝化作用的抑制率为50%18。申龙19等研究了四环素对微生物数 量的影响，结果发现，四环素随着浓度的升高，显著的抑制土壤细菌 的数量。3. 四环素类抗生素在植物体及动物制品中的残留植物会通过吸收作用聚集土壤中的抗生素。常见的蔬菜，如小白 菜、白萝卜对四环素类抗生素有吸收作用，作物组织中抗生素的浓度 随土壤中浓度的升高而增加，表现出显著的正相关。当粪肥中抗生素 浓度由20 mg/kg增加到50 mg/kg时，两种蔬菜体内残留的四环素类 抗生素含量均出现不同程度的增加20。在山东省济南市出售的动物性 食品中，四环素类抗生素均有残留检出，在抽取的272份动物性食
16、品 中，金霉素残留超标率最高，为31. 25 %，四环素残留超标率为 26.10%，土霉素残留超标率为24.26%。三、四环素类抗生素对人体健康的危害1、耐药菌的产生：在抗生素的长期作用下，抗生素抗性基因(ARGs)频率不断升高，机体内会产生大量耐药菌。耐药菌产生后，会通过不同的方式在人与人之间，人与动物之间传播。The drug-resistantLots o+ germs.Aa傍 drug 降引Antibiotcs killIhact$Tia causling the illnessas well good bacteriaprotectiriig th-e body frominfection,Ibnct时la mt now llowd to grew and take 0面ISiQKne bartena give their drug-相s
