文 献 信 息 

Zhang Y, Li A, Dai T, et al. Cell-free DNA: A Neglected Source for Antibiotic Resistance Genes Spreading from WWTPs[J]. Environmental science & technology, 2017, 52(1): 248-257.

研 究 背 景 

研究以一个大型市政污水处理厂为研究对象，以sulII，tetC，blaPSE-1和ermB四种ARGs为代表，研究细胞相关的和游离的抗生素耐药基因。

方 法 

提取样品中DNA测总浓度；通过qPCR SYBR Green I法对样品中的细胞相关和游离ARGs进行定量，以相对丰度和绝对丰度评估。

研究结果 

图1.污水处理厂和采样点的处理流程。

工艺1 ( P1 )，厌氧-缺氧-好氧；工艺2 ( P2 )，缺氧-厌氧-好氧；工艺3 ( P3 )，厌氧-缺氧-好氧膜生物反应器( MBR )。污水处理厂进水( Inf )、P1、P2和P3 ( P1 - M、P2 - M、P3 - M )的混合好氧单元、P1、P2和P3 ( P1 - Eff、P2 - Eff、P3 - Eff )的出水以及UF和臭氧氧化( UF - Eff、O3 - Eff )的出水，氯化( Cl - Eff )的出水

污水处理厂处理过程中DNA含量的变化

表1.DNA浓度表

整个处理过程中，游离DNA相对稳定的持续存在于废水中.

    处理过程中ARG的丰度变化

表2.污水处理厂样品中胞外游离ARG与细胞相关ARG的绝对丰度比

图2.2016年8月10日采集的样本中的基因丰度。(a)相对丰度和ARG丰度与16S rRNA基因丰度的比值；(b)绝对丰度。

图3.2017年3月17日采集的样本中的基因丰度。(a)细胞相关DNA中的相对基因丰度和ARG丰度与16S rRNA基因丰度的比值；(b)细胞相关DNA中的绝对基因丰度；(c)游离DNA中的相对基因丰度和ARG与16S rRNA基因丰度的比值；(d)游离DNA中的绝对基因丰度。

数据显示，游离DNA中tetC，sulII 和 blaPSE-1 的相对丰度在臭氧化和氯化处理中有一定程度的降低，然而，ermB 的略有增加。P1 / P2-UF-O3-Cl全过程的游离ARG去除率为0.36 log - 2.68 log，远低于细胞相关的ARGs去除率。显示处理过程中废水中游离ARG的持久性。

ARG在储存期间丰度变化

表3.储存25天的样品中胞外游离ARG与细胞相关ARG的绝对丰度比

 25天贮存的P1-Eff和O3-Eff中游离ARG与细胞相关ARG的绝对丰度比分别为8.84％〜608.12％和9.70％〜5004.90％ 。

经过25天的存放，显示排出废水中游离ARG的持续性和低衰减率。

图4.（a）P1-Eff中细胞相关DNA的绝对基因丰度的变化; （b）P1-Eff中的游离DNA; （c）O₃-Eff中的细胞相关DNA; （d）储存期间O₃-Eff中的游离DNA。

两个样品中细胞相关DNA中四种ARG的绝对丰度均随贮存时间的增加而下降或相对趋于稳定。

结果 总结

游离态抗生素抗性基因在总的抗生素抗性基因中的比重随着污水处理的进程不断提高，在污水消毒后达到最大，部分抗生素抗性基因的游离态比重超过细胞态；并在处理后的污水中表现出长期稳定性。