冰川古老细菌携带耐药基因 科学家警示气候变暖风险

问题:古老微生物显示“先天耐药”,挑战传统认知。 罗马尼亚科学院布加勒斯特生物研究所等机构研究人员在罗马尼亚一处冰洞中钻取约25米冰芯,从冰层样本中分离获得多种细菌菌株并开展基因组测序。有关成果近日发表于国际期刊《微生物学前沿》。研究团队对其中一株嗜冷菌SC65A.3进行药敏测试,在覆盖10大类、28种临床常用或储备用抗生素的检测中,该菌株对其中10种药物表现出耐药性,涉及利福平、万古霉素、环丙沙星等常用于感染治疗的药物;同时,此菌株也被报告对甲氧苄啶、克林霉素、甲硝唑等呈耐药表型。研究还显示,该菌株携带百余个与耐药性相关的基因,并表现出抑制多种多重耐药菌生长的能力以及潜在可用于生物技术开发的特殊酶活性。上述发现提示,耐药性并非完全由现代抗生素使用“催生”,其在自然环境中可能早已通过长期演化形成。 原因:极端环境压力与微生物“生存竞争”驱动耐药基因积累。 业内普遍认为,抗生素耐药性与抗生素不合理使用、医疗及养殖领域过度暴露等因素高度相关,但该研究提供了另一重要视角:在缺乏现代药物选择压力的古老冰冻环境中,微生物仍可能通过基因突变、基因获得与调控适应等机制形成对外源化合物或同类拮抗物质的防御能力。冰洞长期低温、营养匮乏、紫外辐射与氧化应激等条件,可能促使微生物维持更强的修复体系与防御网络;同时,微生物间的生态竞争往往伴随天然抗菌物质的产生与对抗,从而推动耐受与排除机制的进化。研究人员据此提出,能在寒冷环境中长期存活的菌群可能构成耐药基因的“天然储库”,其遗传信息在封存状态下得以长期保存。 影响:为全球耐药治理提供新证据,也带来气候变化情境下的新隐忧。 抗生素耐药性被世界卫生领域视为威胁公共健康的重要挑战之一。此次研究从时间尺度上拓展了对耐药起源的理解:耐药性可以早于现代药物使用而存在,说明仅从“用药压力”解释耐药演变并不完整。更值得关注的是——在全球变暖背景下——冰川与永久冻土消融速度加快,历史封存的微生物及其耐药基因有可能进入现代生态系统。一旦这些遗传元件通过水平基因转移等途径与当代细菌发生交换,可能增加环境微生物与病原菌耐药谱的复杂性,抬升感染防控成本与公共卫生风险。另外,SC65A.3能够抑制多种多重耐药菌的现象也提示,古老微生物或蕴含新的天然抑菌物质、酶体系与代谢路径,对研发新型抗感染策略、筛选新靶点和新工具具有启发意义。 对策:以“源头—监测—研发—治理”联合推进风险管控与创新转化。 一是加强对冰冻圈与洞穴等极端环境微生物的基础调查与长期监测,建立样本标准化采集、鉴定、基因信息共享与生物安全评估体系,厘清耐药基因谱系与传播潜势。二是将环境维度纳入耐药治理框架,推动医疗、农业与环境部门协同,完善抗生素使用管理、污水与养殖排放治理,降低耐药基因在环境中的富集与扩散机会。三是强化生物安全与风险沟通,对高风险样本的实验操作、保存与运输制定更严格规范,避免研究活动本身造成非预期扩散。四是面向药物与生物技术创新,利用多组学与结构生物学等手段系统解析其耐药机制与拮抗能力,在可控前提下挖掘具有应用潜力的酶、代谢物与抑菌因子,为新型药物和诊断工具提供候选资源。 前景:从“发现耐药”走向“理解演化”,为应对耐药危机打开更宽视野。 该研究把抗生素耐药问题置于更长的自然演化时间轴之上,有助于回答耐药基因从何而来、如何维持、在何种条件下更易传播等关键科学问题。随着全球对耐药威胁的关注持续上升,未来相关研究或将更聚焦于古老微生物与现代微生物之间的遗传连通性、冰冻圈消融后的生态后果评估,以及在严格生物安全框架内的应用转化路径。通过把基础研究、公共卫生和生态治理贯通起来,才能在不确定性增加的气候与环境变化背景下提升人类社会对耐药风险的前瞻防控能力。

冰层中沉睡五千年的微生物既敲响了抗生素耐药危机的警钟,也打开了自然宝库的密钥。这项研究深刻揭示,人类与微生物的博弈从来不是单向度的对抗,而是在亿万年的进化长河中相互塑造的过程。当科学家的目光投向更深远的时间维度,或许能找到破解当代医学难题的原始密码。