《基于机器学习的溯源方法揭示了人类活动对家庭饮用水中抗生素抗性基因污染的贡献》

  • 来源专题:水环境治理与保护
  • 编译者: 王阳1
  • 发布时间:2023-11-06
  • Abstract

    Although the presence of antibiotic resistance genes (ARGs) in drinking water and their potential horizontal gene transfer to pathogenic microbes are known to pose a threat to human health, their pollution levels and potential anthropogenic sources are poorly understood. In this study, broad-spectrum ARG profiling combined with machine-learning-based source classification SourceTracker was performed to investigate the pollution sources of ARGs in household drinking water collected from 95 households in 47 cities of eight countries/regions. In total, 451 ARG subtypes belonging to 19 ARG types were detected with total abundance in individual samples ranging from 1.4 × 10?4 to 1.5 × 10° copies per cell. Source tracking analysis revealed that many ARGs were highly contributed by anthropogenic sources (37.1%), mainly wastewater treatment plants. The regions with the highest detected ARG contribution from wastewater (~84.3%) used recycled water as drinking water, indicating the need for better ARG control strategies to ensure safe water quality in these regions. Among ARG types, sulfonamide, rifamycin and tetracycline resistance genes were mostly anthropogenic in origin. The contributions of anthropogenic sources to the 20 core ARGs detected in all of the studied countries/regions varied from 36.6% to 84.1%. Moreover, the anthropogenic contribution of 17 potential mobile ARGs identified in drinking water was significantly higher than other ARGs, and metagenomic assembly revealed that these mobile ARGs were carried by diverse potential pathogens. These results indicate that human activities have exacerbated the constant input and transmission of ARGs in drinking water. Our further risk classification framework revealed three ARGs (sul1, sul2 and aadA) that pose the highest risk to public health given their high prevalence, anthropogenic sources and mobility, facilitating accurate monitoring and control of anthropogenic pollution in drinking water.

    key words:resistance gene pollution、machine-learning-based source-tracking、 drinking water 

  • 原文来源:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135423011223
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