水中的抗生素

何義亮 趙肖榮：水中的抗生素：無藥可用的未來？

 

● 何義亮   趙肖榮  

 

　　

　　 學者簡介：何義亮，上海交通大學環境科學與工程學院教授、博士生導師

　　 采訪者：趙肖榮，愛思想網學術觀察員，上海交通大學科學史與科學文化研究院博士研究生、上海科技報科學文化版編輯

　　 愛思想網受權發布，轉載須取得授權。

　　

　　 編者按：由上海交通大學環境科學與工程學院教授、博士生導師何義亮主持承擔的國家“水體汙染控製與治理” 重大科技專項（簡稱“水專項”）“東江上遊典型集水區水環境風險控製技術集成與綜合示範”課題，以東江這一飲用水源型河流為研究對象，通過布點采樣和檢測分析，在水體以及沉積物中檢測出了包括磺胺嘧啶、諾氟沙星、環丙沙星、頭孢氨苄、強力黴素等十餘種抗生素，並檢出多種類型的抗性基因！

　　 這些抗生素是從哪兒來的？在水源水中檢出的抗生素會進入到自來水中嗎？我們天天在“吃藥”嗎？抗性基因又是什麽？它和近年來頻見報端並引起高度關注的“超級細菌”又是什麽關係？

　　

　　 來源：抗生素濫用

　　

　　 問：近年來，有關水中檢出抗生素的消息經媒體報道，逐步進入公眾的視野，引發關注。自然水體中檢出抗生素、抗性基因，遠非某條河流的特殊現象，而是一個普遍現象。自然水體中的抗生素是從哪裏來的呢？

　　

　　 何義亮：自然水體中的抗生素，大致有幾個排放源頭：

　　 一是規模化養殖場

　　 二是醫院

　　 三是抗生素生產廠

　　 四是居民生活汙水

　　 其中規模化養殖場和醫院是兩個主要源頭，這與抗生素的兩大主要用途密切相關。抗生素目前在全球範圍內主要用於人類治療疾病以及規模化的畜牧養殖業。作為上個世紀科學史上最重大的發現之一，抗生素將人類的醫學水平帶入一個空前的時代。對抗生素的適度適量、合理規範使用，是為了造福人類。水體中的抗生素殘留、抗性基因，主要來源於人類對抗生素的濫用。

　　

　　 問：抗生素濫用早已不是一個新鮮的話題，它也是一個全球性的問題。由於歐美對抗生素濫用采取了一係列遏製措施，尤其是歐盟的“限抗令”實施後，取得了一定的成效。那麽，在我國抗生素濫用的情況大致是怎樣的？造成濫用的原因是什麽？

　　

　　 何義亮：抗生素濫用是一個非常複雜的問題，很難巨細無遺地羅列抗生素濫用的所有細節。一般我們將超時、超量、不對症使用或未嚴格規範使用抗生素的行為都視為濫用。

　　 我國既是抗生素的生產大國，也是抗生素的消費大國。有專家2015年調查推算，我國年產抗生素原料大約為21萬噸，18萬噸為自用，其中48%用於治療人類疾病，52%用於畜牧養殖業。我國抗生素人均年使用量為138克，是美國的10倍。畜牧養殖業年消耗抗生素9.7 萬噸，是美國的9至10倍，是歐盟的25倍。這些抗生素中的絕大部分最後都直接或間接排放到水環境中。

　　 討論抗生素濫用的原因，還是要從抗生素的兩大消費場所醫院和畜牧養殖場入手。我國醫院實行“以藥養醫”的盈利模式，醫生對病人的風險回避意識，病人不願意依靠自身抵抗力對抗一些“自限性”疾病等現實問題，都會造成抗生素濫用。畜牧養殖業使用抗生素是為了預防和治療動物疾病、縮短動物生長周期。雖然我國法律法規要求，要推進畜禽養殖的標準化，科學、規範使用獸用抗生素，包括適時適量，禁止人用抗生素用於動物，嚴格執行屠宰前的“休藥期”等等，但由於監管不力、執業獸醫缺乏等，這些規定很難落實到位。

　　

　　 問：抗生素在進入到自然水體中後，會進入到我們飲用的自來水中嗎？

　　

　　 何義亮：抗生素是飲用水中的新興汙染物，目前，飲用水中的新興汙染物主要是藥品、個人護理品以及內分泌幹擾物三大類。環境科學家對這類新興汙染物的關注，才十來年的時間。在世界範圍內，相關的排放標準、法律法規約束尚付闕如。在我國，由於給水處理廠的傳統工藝並不能完全去除這些痕量（殘留濃度通常為十億分之一甚至萬億分之一）的新型汙染物，更先進的技術還未普及。水源中抗生素殘留穿透自來水工藝，進入自來水的風險是存在的。

　　

　　 風險：細菌的耐藥性

　　

　　 問：由於水中抗生素的殘留濃度很低，通常用“納克”（1納克=0.000001毫克）這樣的痕量來描述，對此，曾有人計算喝上數噸自來水攝入抗生素的量可能還抵不上吃一顆抗生素藥片，並以此判斷水中抗生素無害，是這樣嗎？我們應該如何看待水中抗生素對環境的潛在風險呢？

　　

　　 何義亮：以喝多少水來計算攝入抗生素的量，可以說是一個很簡單的數學題。以這樣一個簡單的數學對應關係來理解水中抗生素的風險，是受了“劑量致毒”這一傳統觀念的誤導。環境中的新興汙染物，包括抗生素殘留、抗性基因、擬激素類物質，潛在風險與致害機製是完全不同的。

　　 水體中抗生素殘留、抗性基因的潛在風險大致可以歸納為以下兩點：

　　 一是進入糧食、牲畜、水產、牛奶、蔬菜甚至飲用水中，通過食物鏈富集在人體內，提高人體內細菌的耐藥性，並導致人體內菌群失調。有關研究表明，第一代喹諾酮氟呱酸，已經基本治療不了細菌感染性腹瀉。諾氟沙星、氧氟沙星等對於呼吸係統、泌尿係統感染的治療效果也在逐漸下降。人體菌群失調導致一些現代疾病如兒童肥胖、糖尿病以及胃癌等高發，這是馬丁·布萊澤在《消失的微生物：濫用抗生素引發的健康危機》一書中發出的警告。有關兒童體內被檢出抗生素在媒體上屢見不鮮，複旦大學的一項研究表明，對上海、江蘇和浙江的1000多名8到11歲的學校兒童人群尿樣檢測，近六成檢出一種抗生素，四分之一檢出超過兩種抗生素，這與水中含抗生素有直接關係。

　　 二是抗性基因的傳播機製尚不明確，但提高環境中細菌耐藥性是無疑的。我們在東江的研究，不僅檢測出多種抗生素殘留，還檢測出多種類型的抗性基因。我們試圖揭示抗生素賦存與抗性基因檢出是否存在直接的時空對應關係，結果並不明確。檢出抗生素多的地方未必抗性基因多，相反，抗性基因數量多的地方未必抗生素濃度高，這說明抗性基因在環境中的演變是複雜的。但是抗生素——抗性基因——耐藥性細菌，這個鏈條關係在環境中的傳遞是明確的。

　　

　　 問：“抗生素——抗性基因——耐藥性細菌”，能否具體談談這一鏈條在環境中的演變以及細菌耐藥性的危害？

　　

　　 何義亮：在人類發現和利用抗生素之前，微生物或一些植物在億萬年的進化過程中，一直通過製造天然抗生素，來幹擾環境中競爭對手的細胞發育來獲得生存優勢，而競爭對手會演化針對特定抗生素的防禦係統，生命之間這種攻擊和防禦的係列衍化，既是製造抗生素的原理，也是細菌耐藥性的基礎。

　　 自青黴素於1928年由英國人亞曆山大·弗萊明發現後，抗生素拯救了數以億計的生命。幾乎與利用抗生素同時期，科學家就意識到抗生素導致的細菌耐藥性問題。科學技術的適度開發和利用，需要在人的行為和自然的演化之間把握平衡。釋放到環境中的抗生素殘留需要時間來代謝和分解，抗生素大規模和無節製濫用對自然演化施加了額外的壓力，提高了環境中的細菌耐藥性，也人為壓縮了抗生素藥物的使用周期。一般來說，研發一款新型抗生素需要十年，而細菌耐藥的演化時間卻隻需兩年。

　　 對細菌耐藥性問題的最大擔憂是導致人體致病的“超級細菌”一旦爆發，而現有的抗生素卻無法治愈。在世界範圍內，攜抗性基因的“超級細菌”在感染人體後，因無藥可醫而死亡的病例並不罕見。2010年10月26日，我國首次發現3例攜帶ndm—1基因的“超級細菌”感染患者。最近也有新聞報道，攜帶mcr-1基因的細菌，對有“最後防線”抗生素之稱的粘菌素具有耐藥性，可能正從中國的禽類養殖場傳染給人類，引發擔憂。抗生素被人類利用以來，我們就一直在和耐藥細菌之間展開一場時間的競賽。人類研發抗生素需要時間，如果我們的速度趕不上耐藥細菌的演化，未來，我們將會無藥可用，“醫學重回黑暗時代”的警告，並非危言聳聽。

　　

　　 對策：科學使用抗生素

　　

　　 問：解決水環境中的抗生素汙染，有什麽對策嗎？作為普通公眾，我們能做點什麽呢？

　　

　　 何義亮：解決水環境中的抗生素汙染，需要從源頭上解決抗生素濫用問題。在政府層麵要加大跟蹤、監督與管理。根據衛計委對全國192家三甲醫院的最新監測結果表明，2010年至2015年，全國醫院抗生素平均使用率有明顯下降，說明政府的監管、醫護人員科學使用抗生素的意識都發揮了明顯的成效。規範畜牧養殖業對抗生素的使用，歐美國家一些富有成效的經驗是值得借鑒的。1950年美國食品與藥品管理局首次批準抗生素可作為飼料添加劑，其他國家相繼跟進。後因細菌耐藥性問題， 2006年所有歐盟國家都禁止將抗生素作為飼料添加劑，美國仍然保留這一做法。但美國人用抗生素、獸用抗生素分屬不同部門管理，對人用抗生素、獸用抗生素以及人與動物共用的抗生素有嚴格的界定和管控。未來，全球範圍內，抗生素作為飼料添加劑將會受到越來越多的限製，但是，作為防治動物疾病的抗生素仍有被濫用的風險。

　　 作為普通公眾，我們也要培養科學使用抗生素的意識和習慣，不迷信不濫用抗生素，不隨意丟棄不用或過期的藥物。“見微知著，睹始知終”“勿以善小而不為，勿以惡小而為之”，這些古老的中國智慧，適用於我們每一個人與環境之間的關係。當下，全球變暖、霧霾頻發、抗生素濫用……一係列環境問題，需要我們每一個人的努力！