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瑞典棕熊牙石細菌 DNA 揭抗藥性傳播隨 50 年代抗生素興起增加

瑞典的棕熊在 1900 年代初期因被人類捕獵與農民衝突而幾乎消失,後來的保育工作慢慢地將棕熊群族帶回來,同一時間竟造就意想不到的發現。最新刊於 Current Biology 的研究分析瑞典棕熊牙石 DNA ,顯示在 1950 年代引入抗生素後,這些藥物幾乎立即滲透到瑞典最偏遠的森林中,令學界更了解抗生素抗藥性的傳播。

世衛早已表明,抗生素抗藥性對全球健康、糧食安全和發展的最大威脅之一。

為了收集樣本,挪威科技大學博物館微生物學家 Jaelle Brealey 長時間檢查瑞典國家博物館收藏、可追溯到 1842 年的熊頭骨,尋找牠們牙齒上牙石或牙菌斑的明顯變色。

Brealey 的團隊將 82 隻棕熊牙石刮到鋁箔片上進行基因分析,揭示生活在該些棕熊口腔中的多種細菌群落,而團隊在當中發現了抗生素抗藥性基因,顯然有細菌對環境中的抗生素作出反應演化。

團隊又指,在 1951 年引入抗生素後,抗菌素抗藥性似乎在瑞典各地中爆發。與全球上大部分地區一樣,瑞典也廣泛使用該些藥物,例如在農場中會被用來治療牲畜疾病並促進牠們更快的增長。到 1970 年,瑞典每年已生產超過 40,000 公斤的抗生素。

棕熊的牙齒亦記錄了這段歷史,在 1951–1970 年間,牙石樣本中的細菌含抗生素抗藥性基因數量,是抗生素時代之前的兩倍。有参與研究的烏普薩拉大學遺傳學家 Katerina Guschanski 指出,當人類開始使用抗生素時,抗生素就會進入環境,而抗生素抗性基因的普遍傳播可能會影響人類健康,創造出即使是用最強藥物治療後也能存活的細菌。

令團隊驚訝的是,即使是距離人類居住區域外數百公里的熊,其牙石中的有抗生素抗藥性細菌量也幾乎與距離人類更近的熊一樣多。研究並未說明情況是如何發生的,但 Guschanski 和 Brealey 推測農場徑流可能污染了水源,或者飢餓的棕熊可能以含有抗生素的獵物為食,無論是何種情況,抗藥性細菌都遍布瑞典。

斯德哥爾摩古遺傳學中心古遺傳學家 David Díez del Molino 指,使用歷史樣本來獲取無法通過任何其他方式獲得的資訊是關鍵,尤其是了解生物如何隨著時間的推移對環境污染作出反應。

瑞典於 1986 年限制在禽畜中使用抗生素,並於 1995 年開始規範人類和動物的抗生素銷售。該國的抗生素生產和使用隨後大幅下降,趨勢也出現在柬熊身上:生活在 2000 年代中期的棕熊顯示出較少的抗生素抗藥性標記。

對 Guschanski 而言,這是大自然可以治癒的標誌。她說:「我們總是認為人類把一切都搞砸,但當人類做正確的事情時,就有機會扭轉這種影響。」

來源:
Science, Antibiotic resistance has spread to the deep, dark forest, bear teeth reveal, 25 August 2021

報告:
Brealey, J.C., Leitão, H.G., Hofstede, T. & et al. (2021). The oral microbiota of wild bears in Sweden reflects the history of antibiotic use by humans. Current Biology. doi: 10.1016/j.cub.2021.08.010

文/Alan Chiu

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