微塑料可能助长抗生素耐药性

Microplastics—tiny shards of plastic debris—are all over the planet. They have made their way up food chains, accumulated in oceans, clustered in clouds and on mountains, and been found inside human bodies at alarming rates. Scientists have been racing to

微塑料——塑料碎片的微小碎片——遍布全球。它们沿着食物链向上移动,积聚在海洋中,聚集在云和山上,并以惊人的速度在人体内被发现。科学家们一直在争先恐后地发现我们体内和周围如此多的塑料的不可预见的影响。

一个可能的、令人惊讶的结果:更多的耐药细菌。

在一项惊人的发现中,波士顿大学的一个研究小组发现,接触微塑料的细菌对常用于治疗感染的多种抗生素产生了耐药性。他们说,对于难民定居点等高密度、贫困地区的人们来说,这尤其令人担忧,在那里,废弃的塑料堆积在一起,细菌感染很容易传播

该研究发表在《应用与环境微生物学》上

波士顿大学工程学院生物医学工程教授穆罕默德·扎曼说:“事实上,我们周围都有微塑料,在卫生条件可能有限的贫困地区更是如此,这是这一观察的一个显著部分。”

“人们当然担心,这可能会给弱势社区带来更高的风险,这只会强调需要更加警惕和更深入地了解[微塑料和细菌]相互作用。”

据估计,每年有495万人死于抗菌素耐药性感染。细菌对抗生素产生耐药性的原因有很多,包括药物的滥用和过量处方,但助长耐药性的一个重要因素是微环境——细菌和病毒复制的直接环境

在波士顿大学的扎曼实验室,研究人员严格测试了一种常见的细菌——大肠杆菌(E.coli)在含有微塑料的封闭环境中的反应

“塑料提供了一个细菌附着和定植的表面,”材料科学与工程BU博士生、该研究的主要作者Neila Gross(ENG)说。一旦附着在任何表面上,细菌就会产生生物膜——一种粘性物质,起着盾牌的作用,保护细菌免受入侵者的侵害,并使其牢固地附着

尽管细菌可以在任何表面生长生物膜,但Gross观察到,微塑料对细菌生物膜的增压作用如此之大,以至于当向混合物中添加抗生素时,药物无法穿透防护罩

Gross说:“我们发现,与玻璃等其他表面相比,微塑料上的生物膜更坚固、更厚,就像一座有大量隔热材料的房子。”。“这令人震惊。”

与其他材料相比,微塑料的抗生素耐药率很高,她多次进行实验,测试抗生素的不同组合和塑料材料的类型。每次,结果都保持一致

Zaman说:“我们正在证明,塑料的存在不仅仅是为细菌提供了一个粘附的表面,它们实际上还导致了耐药生物的发展。”。他领导着BU的被迫流离失所中心,该中心的使命是改善世界各地流离失所者的生活

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过去的研究发现,难民、寻求庇护者和被迫流离失所者感染耐药性感染的风险增加,因为他们生活在过度拥挤的难民营中,接受医疗保健的障碍增加

Zaman说:“从历史上看,人们将抗生素耐药性与患者行为联系起来,比如不按规定服用抗生素。但一个人没有做任何事情来被迫生活在特定的环境中,事实是他们更容易感染耐药性感染。”

他说,这就是为什么不能忽视耐药超级细菌的环境和社会原因。截至2024年,全世界估计有1.22亿流离失所者。扎曼表示,微塑料的流行可能会给已经资金不足、研究不足的为难民服务的卫生系统增加另一个风险因素

Gross和Zaman表示,他们研究的下一步是弄清楚他们在实验室的发现是否可以转化为外界。他们希望与海外的研究伙伴一起开始研究,观察难民营中与微塑料相关的抗生素耐药细菌和病毒。他们还致力于找出细菌能够如此强烈地控制塑料的确切机制

Gross说:“塑料具有很强的适应性”,它们的分子组成可以帮助细菌繁殖,但尚不清楚这是如何发生的

她说,有一种理论认为,塑料排斥水和其他液体,这使得细菌很容易附着在自己身上。但随着时间的推移,塑料开始吸收水分。这意味着微塑料有可能在到达目标细菌之前吸收抗生素。他们还发现,即使从等式中去除微塑料,它们曾经容纳的细菌也能形成更强的生物膜

扎曼说:“人们往往从政治、国际关系或移民的角度看待这些问题,所有这些都很重要,但往往缺少的是基础科学。”。“我们希望这篇论文能让更多的科学家、工程师和研究人员思考这些问题。”