抗生素耐药性的扩散常常被认为是临床抗生素过度使用的问题。但越来越多的证据指出了一个不太明显的驱动因素：农业实践。发表在《自然通讯》上的一项新研究表明，应用于土壤的农药的多样性（不仅仅是它们的存在）通过两种根本不同的生物机制积极丰富了抗生素抗性基因（ARG）。
这一发现对我们如何监管和管理全球农田中使用的数百种农用化学品具有重要意义。
实验
中国科学院及合作机构的研究人员在中国东北额尔古纳森林草原生态交错带生态系统研究站进行了为期三年的随机田间分区试验。他们在 16 种处理组合中创建了 96 个样方（每个样方 4 平方米），并以标准农业剂量施用 0 到 4 种不同的农药。
这四种农药是：氧化乐果（杀虫剂）、嘧菌酯 + 丙环唑（杀菌剂）、毒死蜱（杀虫剂）和精甲霜灵 + 代森锰锌（杀菌剂）——均在全球农业中广泛使用。
为了区分仅存在的细菌和积极翻译蛋白质的细菌，该团队使用了 BONCAT（生物正交非规范氨基酸标记）结合荧光激活细胞分选和宏基因组测序。在农药多样性最高的情况下，活性细菌分数从未处理土壤中的 18.87% 增加到 40.47%。
两种机制，一种结果
主要发现是农药多样性通过两条途径驱动活性 ARG 富集：
低多样性：当仅使用一种或两种农药时，主要机制是通过鲍曼不动杆菌中的外排泵进行共同选择。这种机会性病原体以医院获得性感染而闻名，在低多样性农药制度下大量繁殖。 A 中确定的 604 个 ARG 中。在所有样本中，鲍曼不动杆菌中，37.82% 是跨越五个家族（MFS、RND、MATE、ABC、SMR）的外排泵基因。在低多样性处理下，细菌丰度显着升高，并且与总活性 ARG 水平呈正相关（R2 = 0.12，P = 0.019）。
高度多样性：当同时施用三种或四种农药时，机制发生了变化。细菌群落中活性氧（ROS）和SOS应激反应的升高促进了物种间ARG的水平基因转移（HGT）。这通过培养实验得到了验证。高多样性治疗丰富了一组不同的抗性基因，即对新生霉素、β-内酰胺、四环素、莫匹罗星、截短侧耳素-泰妙菌素、多粘菌素、万古霉素和利福霉素具有抗性的基因，同时增加了可移动遗传元件和毒力因子基因。
是什么让这一点意义重大
虽然不同治疗期间总 ARG 水平没有显着变化，但“活性”ARG 分数却发生了显着变化。这种区别很重要，因为只有活跃表达的抗性基因才会造成直接的临床威胁。与正在积极转录、复制并可能转移到病原体中的抗性基因相比，休眠在土壤中的抗性基因更令人担忧。
该研究还确定了特定的高风险活性 ARG——包括 tolC 和 vatE——它们在较高的农药多样性下得到富集。这些基因赋予对多种药物类别的耐药性，并且已经成为临床关注的问题。
混合物的相互作用是复杂的。在低多样性处理中，某些农药组合（特别是嘧菌酯-丙环唑与精甲霜灵-代森锰锌组合）产生了不成比例的高活性 ARG 水平。 10,000 次 bootstrap 迭代的多因素回归显示，所有四种农药均具有显着的正主效应，而一些双向相互作用是拮抗的，但高阶相互作用（三向和四向）是显着正向的。
局限性和影响
该研究是在中国东北地区的一个现场进行的，因此对不同土壤类型和气候的普遍适用性有限。测试的四种农药虽然很常见，但并不代表全球使用的农用化学品的全部多样性。 BONCAT-FACS 方法捕获翻译活性，但可能会错过休眠但存活的细胞。对于田间试验来说，三年的持续时间虽然较长，但相对于某些农药在土壤中长达十年的持久性来说却很短。
然而，农药多样性（不仅仅是总负荷）通过不同机制驱动耐药性的发现表明，专注于个别农药审批的监管方法可能会错过重要的相互作用效应。单独使用时安全的杀菌剂与杀虫剂一起使用时可能会产生耐药性。
来源
王YF，徐JY，刘Y，等。 “农药多样性驱动土壤中活性抗生素抗性基因富集的不同机制。” 自然通讯（2026）。 DOI：10.1038/s41467-026-75445-3
婷 翻译