农场废水模型显示足浴是抗生素耐药性的根源

新研究绘制了农场废水流量图，并揭示了粪浆中抗生素耐药性细菌激增的位置，结果表明奶牛使用的铜和锌蹄浴池中的水会引起波动。

诺丁汉大学的研究人员开发了数学模型并进行了农场研究，以探索废水流动和管理实践对粪浆中抗菌素耐药性(AMR) 的影响。这项研究首次调查了农场布局、与农场不同区域相关的农场实践的影响，以及这些可能对农场中 AMR 的出现和传播产生的影响。

观察到头孢菌素耐药大肠杆菌的暂时波动，并将其归因于农场活动，特别是将用过的铜和锌足浴液排入泥浆系统。研究结果已发表在npj 抗菌素和耐药性上。

结果强调了农场特定的减少抗菌素耐药性污染的机会，除了减少抗生素的使用外，还包括仔细处置或回收废弃的抗菌金属。

如果储存不当，牛浆可能会成为抗生素耐药基因和细菌的环境污染源，并最终通过水或农作物进入人类。

诺丁汉大学之前的模型研究表明，如果浆料罐在没有进一步添加废物的情况下放置至少 60 天，就会减少抗生素抗性细菌(ARB) 的传播，因为细菌会在恶劣的环境中死亡。研究人员还注意到，有时耐头孢菌素的大肠杆菌会出现峰值。

“我们最初发现，对于抗菌药物抗性基因的传播来说，浆槽并不像我们想象的那么可怕，事实上，如果将其放置一段时间，细菌就会在如此恶劣的环境中死亡。然而，同样有趣的是，我们看到了一种特别有问题的耐药细菌——大肠杆菌的波动。

“当我们利用计算机建模和农场研究进一步调查这一问题时，我们发现，将锌和铜足浴盆中的水排入泥浆池与大肠杆菌数量的激增之间存在直接的相关性，”诺丁汉大学生物科学学院计算生物学教授多夫·斯特克尔 (Dov Stekel) 说。

除抗生素外，其他抗菌剂如金属(铜和锌)和其他化学品(如福尔马林、消毒剂)在全球农场中广泛使用，特别是用于预防牲畜跛行的足浴。

“众所周知，金属和其他抗菌剂(例如福尔马林和戊二醛)对抗生素耐药性具有共同选择作用，这意味着即使抗生素降解后，ARB 也可能持续存在于浆液中，”副教授乔恩·霍布曼 (Jon Hobman) 博士说生物科学学院微生物学系。

斯特克尔教授补充道：“通过这种方式绘制抗生素耐药性细菌图谱，我们可以了解其确切来源，更重要的是了解其在农场中的传播路径。我们希望这些信息能够帮助开发废水管理实践，以缓解这一问题。”

诺丁汉大学的工程师已开始研究如何去除牛足浴废水中的铜和锌，发现层状双氢氧化物成功去除了牛足浴废水中的铜和锌。这是首次成功研究从市售牛足浴粉混合溶液中去除铜和锌。