环境中抗生素残留的人群暴露评估及其对肠道菌群结构和耐药性的影响

Frequent and widespread use of antibiotics causes their continuous release into the environment, leading to human uninterruptedly exposed to antibiotics through ingestion of food and drinking water containing with antibiotic residue, which may have an impact on the structure and antibiotic resistance of human intestinal flora, posing a potential health threat to human. However, current studies mainly focus on the concentration monitoring of antibiotic residues in the environmental, while there are few studies on human exposure assessment of antibiotic residues in the environment and the health effect. Therefore, the present study intends to representatively collect human exposure samples, fully analyze antibiotic residue concentrations, and comprehensively assess human exposure to antibiotic residues in the environment using multi-path cumulative simulation technology. Then based on the SIMulator of the GastroIntestinal tract system (SIMGI) combined with gene sequencing technology, we will study the composition of human intestinal microflora and the development of antibiotic resistance in long-term actual human exposure of antibiotic residues scenarios, to reveal the relationship of “environmental antibiotic residual exposure - intestinal internal exposure - intestinal flora composition and antibiotic resistance”. This study will not only provide a scientific basis for the risk assessment of antibiotic residues in the environment, but also offer help on the establishment of environmental health standard and government supervision for antibiotic residues in the environment.

抗生素频繁广泛的使用使其源源不断地排放到环境中，导致人类通过食用被抗生素污染的食物和饮用水等途径不间断地暴露于环境中残留的抗生素。抗生素对人群的这种长期低剂量的暴露有可能引发人体肠道菌群结构和耐药性的改变，威胁人类健康。但是目前的研究主要集中于环境介质中抗生素残留浓度的监测，鲜见关于环境中抗生素残留的人体暴露评估和健康影响的研究。本研究拟通过人群代表性暴露样品的采集，全面分析样品中抗生素残留的浓度，采用多途径累积模拟技术对环境中抗生素残留的人群暴露水平进行综合评估。再通过肠道微生物模拟培养系统，结合基因测序技术，研究在长期实际暴露水平的暴露场景下肠道菌群变化和耐药性的演变，揭示“环境抗生素残留外暴露—肠道中内暴露—肠道菌群变化和耐药性演变”之间的关系。本研究不仅可以为环境中的抗生素残留的风险评价提供科学依据，同时可以为抗生素残留的环境健康标准的建立和政府对环境抗生素残留的监管提供指导。

抗生素频繁广泛的使用使其源源不断地排放到环境中，导致人类通过食用被抗生素污染的食物和饮用水等途径不间断地暴露于环境中残留的抗生素。抗生素对人群的这种长期低剂量的暴露有可能引发人体肠道菌群结构和耐药性的改变，威胁人类健康。但是目前的研究主要集中于环境介质中抗生素残留浓度的监测，鲜见关于环境中抗生素残留的人体暴露评估和健康影响的研究。.鉴于此，本研究首先建立了涵盖了人类医疗护理和畜牧业养殖最常用的抗生素的监测列表，并分别建立了饮用水中92种抗生素和不同食物基质中85种抗生素的前处理分析方法，然后对深圳市采集的饮用水（n=66）和食物样品（n=150）中的抗生素残留进行了分析，并对环境中抗生素残留的人群暴露水平进行综合评估。再通过肠道微生物模拟培养系统，结合基因测序技术，研究在长期实际暴露水平的暴露场景下肠道菌群变化和耐药性的演变。本研究主要得到以下结论：.（1）在所有的饮用水中共检出了58种抗生素化合物，而在食物样品中共检出49种化合物。.（2）学龄前儿童、青少年和成人可能每天从饮用水和食物中摄入的抗生素混合物的量分别为310、200和130ng/kg-体重/天，最高分别可达530、970和1,400 ng/kg-bw/天。.（3）相比于动物源食物，植物源食物才是环境中抗生素残留人群暴露的主要来源，而饮用水仅贡献了2-4%。.（4）环境中抗生素残留的长期暴露极有可能对人类肠道菌的菌群和功能产生显著影响，这种低剂量抗生素的长期暴露有可能会导致对肠道菌的耐药性带来更高的选择性。但由于SIMGI系统中存在的不确定因素，需要进一步更深入地研究抗生素残留暴露对肠道菌群的影响。.本研究不仅可为我国抗生素的使用现状和管理提供了一定的基础数据，也为环境中抗生素残留的人群健康风险评价奠定基础，为我国抗生素残留的环境健康标准的建立提供了重要的理论支持。