2020年2月4日，浙江大学环境与资源学院环境技术研究所陈红教授课题组在Environmental Science& Technology期刊发表了题为“Comprehensive Understanding of the Plasmid-Mediated Colistin Resistance Gene mcr-1 in Aquatic Environments”的研究论文。此研究采用q-PCR、纯种培养、飞行质谱(MALDI-TOF mass spectrometry)和单分子实时测序(single-molecule real-time sequencing)等方法在流域中质粒介导的多粘菌素抗性基因的分布及遗传学背景方面取得重要进展。
多粘菌素具有广泛的抗菌活性，作为抗生素最后一道防线之一，能治疗碳青霉烯类抗性细菌的感染，此前，质粒介导的多粘菌素抗性基因mcr-1的在养殖场中出现引起了全球的关注，并引起了人们对其可能的跨环境传播的担忧。然而，目前还没有通过监测和遗传学角度对水环境中mcr-1进行系统的研究。因此，作者选取浙江省的4个流域作为对象，利用q-PCR的方法检测到4个流域中均有丰富的mcr-1基因，最高水平为1.8×109个基因拷贝数/升。继而还测定了筛选到的阳性质粒的转移能力，在大肠杆菌属内的转移频率为2.76×10-6 ~ 6.11×10-4且多粘菌素抗性的最低抑菌浓度(MICs)为8-16 mg/L。质谱数据显示出在细菌通过接合转移获得耐药质粒后mcr-1的表达使细菌对粘菌素产生耐药性。通过单分子实时测序，获得了6个携带mcr-1基因质粒的遗传信息。这些质粒与猪源和人源大肠杆菌菌株密切相关，支持了mcr-1在自然环境、牲畜和人类之间传播的概念。此外，通过序列比较分析，评价了mcr-1在不同质粒背景中的转移性和稳定性。综上所述，该研究对在水生生态系统中携带mcr-1质粒图谱及其遗传背景信息提供了重要的理论支撑。
浙江大学环境与资源学院为该论文第一和通讯作者的独立研究单位，第一作者为环境技术研究所2017级博士研究生朱琳，通讯作者为陈红教授。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b05919