基于污水流行病学的全国重点城市医疗用抗生素使用水平研究

China produces and consumes the largest amount of antibiotics on the world. Overuse of antibiotcs of therapeutic purposes could enhance the resistance of pathogens, posing severe threat to human health. However, monitoring antibiotics abuse is not an easy undertaking. Wastewater-based epidemiology (WBE) is a potentially effective approach to monitor antibiotics use. This approach measures the concentrations of drug residues or its metabolites in wastewwater and back-calculates drug consumptions by taking account of the flow rates of wastwater treatment plants, population served, as well as correction factors that account for excretion rates and stabilities of the drugs. Based on the previous work performed to estimate illicit drug abuse via WBE, this project aims to estimate anitiobics use in major cities across China via WBE. The regional and temporal variation of antibiotics use will be revealed. In particular, antibiotics use will be compared to those in Britain, Italy, Australia, etc. to examine the extent of antibiotics abuse in China.

中国是抗生素的生产和使用大国。在治疗过程中过量使用抗生素会导致人体病原菌耐药性增强，进而严重威胁人类健康。但是医疗用抗生素的滥用监测存在诸多困难。污水流行病学方法是是监测抗生素滥用水平的一条新途径。这种方法通过测定污水中药物或其代谢产物的浓度，根据药物或其代谢产物的排泄率，结合污水流量和污水厂服务区人口，可以反推污水厂服务区内药物的使用量。 这种方法之前主要用于监测毒品的滥用。在本课题中，申请人将在通过污水流行病学监测毒品滥用的基础上，通过采集全国36个所有省会、直辖市和计划单列市的污水，测定其中代表性抗生素的浓度，研究污水中这些抗生素的稳定性，建立计算抗生素用量的模型，推算这些主要城市抗生素的使用水平，分析其区域差异和年纪变化，评价不同城市抗生素管理措施的有效性，并和英国、意大利等国家用同样方法得到的抗生素使用水平进行比较，掌握我国抗生素真实的滥用水平。

我国是抗生素的使用大国，滥用抗生素药物的现象十分严重, 准确估算抗生素的实际用量具有重要意义。本课题通过对全国范围内污水厂进水的监测，探索基于污水的人群抗生素用量的评价途径，建立城市人群抗生素用量计算方法，以直辖市和省会城市为研究对象，揭示人群抗生素使用水平和使用类型的空间差异。发现大部分物质的负荷有显著的地理分布差异。通过污水流行病学的方法估算8种抗生素的使用量，2017年我国主要城市8种抗生素的总平均使用量分别为1170.0 ± 452.1 mg/1000 inhabitant/d。我国北方地区抗生素使用总量上高于南方地区，而在东西部地区之间不存在显著差异。2017年全国8种抗生素的人均使用量均远低于医学公报统计数据推算的人均使用量，说明相当一部分抗生素实际上并没有被使用。通过采集常熟市第一人民医院住院部的生活污水，测定了CIP、Des-CIP、罗红霉素(Roxithromycin, RTM)和去甲基罗红霉素(N-demethyl roxithromycin, N-RTM)的排泄率参数，发现Des-CIP和RTM的排泄率很低，在估算它们的用量时会带来较大的误差，因此需要研究这两种抗生素是否有排泄率较高且在污水中稳定的代谢产物，以作为估算它们用量的标志物。为提高污水流行病学估算结果的准确性和可靠性，本研究通过蒙特卡罗模拟法来评估不确定性，结果表明代谢产物在污水处理厂进水中的浓度、污水处理厂进水口流量和污水处理厂服务区人口给估算结果带来的不确定性基本相同，均在20%~30%之间，而稳定性参数对于估算结果的影响较小。