近日，我院于鑫教授团队在环境领域高水平期刊Water Research上发表了题为“Dormancy induced by Oxidative Damage during Disinfection Facilitates Conjugation of ARGs through Enhancing Efflux and Oxidative Stress: A Lagging Response”的论文。论文系统的阐述了氧化损伤对休眠细菌抗生素耐药基因（ARGs）接合转移的滞后促进效应并探讨其机理。通过比较已报道氧化消毒瞬时效果的相关文献，本文提出供体细菌的休眠等级是评价其是否能促进ARGs接合转移的关键。本文的研究结果对阐明氧化消毒后ARGs的传播潜力评价和消毒工艺优化提供了理论依据。

研究背景

细菌抗生素耐药性已成为世界性的公共卫生威胁之一。基因突变、水平基因转移（HGT）和垂直基因转移（VGT）构成了三种已知的可富集抗生素耐药性的途径。特别是通过接合、转化和转导作用介导的HGT，已经被认为是细菌获得ARGs的最重要策略。人们普遍认为，滥用和过度使用抗生素治疗人类和牲畜的细菌感染是导致其HGT的主要原因。此外，越来越多的证据表明，非抗生素化学品，如人造甜味剂、纳米材料、离子液体和消毒剂，也可以显著加速HGT过程。其中，消毒作为饮用水和污水处理厂的最后一道工序，在灭活各种病原微生物以实现水的可持续安全方面起着至关重要的作用。目前，关于消毒对细菌属内ARGs接合转移的影响存在争议，需要进一步系统地解释其相关的机制。同时，以往的研究大多关注消毒后细菌对HGT的瞬时作用，而对这一进程的滞后影响目前探讨较少。

图文摘要

主要研究结果

该论文选择UV、氯和UV/氯3种不同消毒方式，对其可能引起的HGT发生行为进行研究，结果表明，（1）氧化消毒可在短期内诱导细菌休眠状态，降低HGT的发生频率，但也可以触发细菌的“滞后反应”，显著提高体系中ARGs的接合转移频率。（2）多机制探讨发现，外排作用增强和氧化应激激活在ARGs的增殖和传播中起主要作用，而细菌细胞膜通透性和质粒接合转移调节系统仅协助该滞后反应的调控。（3）供体菌的休眠水平是评价其是否能促进HGT过程的关键。因此，准确划分细菌活性水平和优化消毒剂量对控制水处理中ARGs的繁殖和传播尤为重要。

研究团队

论文的通讯作者为于鑫教授和冯明宝副教授，第一作者为博士生叶成松。该研究得到国家自然科学基金委和厦门市科技局的资助。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118798