霧霾、耐藥菌與抗生素

張田勘

瑞典哥德堡大學抗生素耐藥性研究中心主任Joakim Larsson團隊在國際期刊《Microbiome（微生物）》雜志發表論文指出，在他們選取的空氣樣本中，北京空氣中的微生物群落含有的已知抗生素耐藥性基因種類最多，平均有64.4種。而且，北京霧霾是唯一“含有幾種針對碳青霉烯類抗生素的耐藥性基因”的樣本，而這種抗生素被廣泛用于治療很多重大疾病。

細菌的耐藥性與致病性是什么

對于研究中提到的“北京霧霾含有最多種類的抗生素的耐藥基因”，我們應該如何理解呢？這恐怕需要多種視角、多種維度的解讀。

對此，北京市衛生計生委解釋稱，在我們周圍的環境中，有大量的細菌存在，不僅在空氣中，在口腔、鼻腔、呼吸道、胃腸道，都存在細菌或真菌，大量細菌和我們是共生共存的關系。細菌的耐藥性和致病性是完全不同的概念。耐藥性的增加不意味著致病性的增強。

換句話說，霧霾中的耐藥菌（基因）不會對人體帶來直接影響。同時，北京霧霾中出現耐藥細菌基因并非北京或中國獨有，很有可能是一種世界普遍存在，具有全球性。這也意味著問題更具有普遍性。

論文的作者——瑞典哥德堡大學抗生素耐藥性研究中心主任Joakim Larsson教授本人也對此提出了自己的看法。

Larsson教授說，北京霧霾樣本中檢測出的抗生素耐藥基因都是細菌基因，它們使細菌對抗生素產生耐藥性，只有出現在有活性的致病性細菌中時才會成為問題，不會對人類產生直接影響。而北京霧霾樣本中的細菌是否具有活性還有待進一步研究。

再進一步看問題，細菌致人患病需要多種條件，一是人的免疫力下降，二是人體內菌群此消彼長（機會菌感染），三是有外傷，導致細菌易于感染等。以此觀之，霧霾中的耐藥菌（基因）需要同時滿足幾個條件才有可能對人有害（致病），即耐藥菌在空氣中具有活性、耐藥菌具有致病性和空氣中的這些細菌的密度足夠高。

目前來看，北京霧霾中的耐藥菌（基因）要同時滿足這些條件相當困難，因此，對人和其他生物的有害作用還難以體現。另外，霧霾中不僅包含有耐藥菌株，還裹挾了大量的其他微生物，包括細菌，這些細菌與人是一種共生共存的關系，即便一些細菌具有致病性，只要不給予它們機會（如免疫力低下），就不會致人患病。

霧霾中的微生物會致病嗎

盡管霧霾中的耐藥細菌不會直接使人患病，但是，在某些情況下還是可以引起某些人群的患病，并且造成耐藥基因在人群和生物體（如家畜和野生動物）之間的傳播，造成更為復雜的醫療問題。

2014年清華大學生命學院朱聽課題組在《環境科學與技術》雜志上發表了《嚴重霧霾天氣中北京PM2.5與PM10污染物中的可吸入微生物》論文，指出北京大氣懸浮顆粒物中包含1300多種微生物。在這些微生物中，細菌占八成以上，另外還有少量的古細菌和病毒。

具體情況是，PM2.5裹挾的微生物中，古細菌占0.8%，病毒占0.1%，真核菌占13%，細菌占86.1%；PM10裹挾的微生物中，古細菌占0.8%，病毒占0.1%，真核菌占18.3%，細菌占80.8%。顯然，PM2.5裹挾的細菌更多，因此，攜帶對碳青霉烯類抗生素有耐藥性的細菌更多。而北京或者說中國的霧霾以PM2.5居多，并且有更小尺寸的顆粒，如PM0.1。PM2.5能吸入到肺泡，造成不可逆的傷害；PM0.1是超細顆粒物，更可以進入肺泡、血液和神經系統，造成的危害更大。

當然，這1300多種微生物絕大多數是不致病的，但是也含有極少量可能致病或致過敏微生物的DNA序列。例如，其中有一種肺炎鏈球菌，其DNA序列相對豐度為0.02%～0.08%，盡管它對健康人群的危害很小，但可能讓易感人群感染肺炎。這些易感人群包括：體弱人群，即免疫功能低下、營養不良者、老年人；病人，如慢性心肺疾病、糖尿病等慢性病患者、住院病人、ICU和機械通氣病人（后三者的肺炎發病率分別為普通住院病人的5倍、13倍和43倍）；嬰幼兒（肺炎是我國5歲以內小兒第一位死因）。

“無藥可用”的擔心是多余的嗎

長期以來，世界衛生組織一直呼吁減少使用抗生素，無論是對人還是對牲畜，以防細菌對抗生素產生耐藥性，從而讓人類陷入患感染性疾病后無藥可用的困境，同時世界衛生組織預測，耐藥細菌可能通過水體、土壤、人與人和人與動物的鏈條進行傳遞。大量的研究已經證明，細菌的耐藥基因傳播可以通過垂直和橫向兩大方式進行，前者即是將耐藥基因遺傳給下一代，后者則是通過直接接觸、質粒傳遞等方式把耐藥性傳遞給異種菌株。

研究發現，細菌耐藥基因的橫向傳遞主要通過水體，例如污水處理廠混有多種細菌，細菌之間很容易進行耐藥性基因的交換。但是如今在霧霾中發現耐藥細菌，意味著細菌耐藥基因也可以通過霧霾或空氣污染而傳播。

在北京的空氣中發現了針對碳青霉烯類抗生素的耐藥性基因使問題變得更為棘手。碳青霉烯類抗生素是抗菌活性最強的一類非典型β-內酰胺抗生素，廣泛應用于呼吸系統感染、敗血癥等病癥上，是治療嚴重細菌感染最主要的抗菌藥物之一，也是人類抗御細菌性感染疾病的最后一道防線。

即便霧霾中的耐藥菌不會引發人們患病，但是如果人們因其他原因患上感染性疾病，以及因為免疫力低下染上傳染病，這些耐藥性細菌也會趁需而入，并且耐藥基因也可通過污染空氣轉移到引發人們患病的細菌身上，這時人們能使用的藥物就有限，或者是無藥可用。

這樣看來，如果世界各地的霧霾中都含有大量活的耐藥菌株，那么人們對于“今后或許無抗生素可用”的擔心便并非杞人憂天了。從更為嚴謹和前瞻性的意義上來看，Larsson等人的研究無疑再一次向人類敲響了警鐘。