抗生素耐药性是21世纪全球最重要的公共卫生挑战之一，抗生素抗性基因可以通过增殖和水平转移在环境中持久存在与传播。环境中抗生素抗性基因的来源、分布及传播机制是当前研究的一个重要领域。本书围绕环境中抗生素耐药性的来源、传播、风险等主题，简明扼要地概括和总结了抗生素及抗生素抗性基因的相关概念、研究历史及现状。本书基于抗生素抗性基因及耐药细菌在集约化养殖、人用抗生素、制药业等重要来源中的分布研究，讨论了抗生素抗性基因在不同环境介质中的传播过程及机制；着重探讨了环境中抗生素抗性基因从“源”到“汇”的传播途径及潜在健康风险；对目前抗生素抗性基因的主要研究方法、健康风险评价及控制手段等若干前沿问题进行了概述。
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前言
第一章 抗生素、抗性基因和耐药细菌 1
第一节 抗生素的来源和使用 2
一、抗生素的起源和发展 2
二、抗生素的分类及作用机理 4
三、抗生素的使用现状 8
四、环境中的抗生素 9
第二节 抗生素抗性基因的出现及传播 13
一、耐药细菌的发现 13
二、细菌的耐药机制 15
三、环境中抗生素抗性基因的产生 18
四、抗生素抗性基因在环境中的传播 20
第三节 超级细菌 23
参考文献 26
第二章 抗生素的生态毒理效应 31
第一节 概述 31
第二节 抗生素的暴露途径 31
一、水环境 31
二、土壤环境 32
第三节 抗生素的分子生态毒理 33
一、细胞色素P450 酶系 33
二、谷胱甘肽硫转移酶 34
三、抗氧化酶系及氧化损伤 34
四、热休克蛋白 35
五、DNA 损伤 35
第四节 抗生素的个体生态毒理 36
一、水生生物 36
二、植物 37
三、土壤动物 37
四、微生物 37
五、哺乳动物 38
第五节 抗生素的群落生态毒理 38
一、微生物群落结构的变化 38
二、微生物群落诱导抗性 39
第六节 总结与展望 39
一、抗生素生态毒理效应的评估方法 39
二、复合毒性 40
参考文献 40
第三章 集约化养殖业与抗生素抗性基因 43
第一节 中国集约化养殖业抗生素的使用现状及主要问题 44
第二节 我国集约化养殖业导致的抗生素污染问题 46
一、集约化养殖业废水中的抗生素及抗性基因分布特征 46
二、集约化养殖业畜禽粪便中的抗生素及抗性基因分布特征 47
三、养殖业中重金属与抗生素的共抗性 54
第三节 养殖业畜禽粪便资源化利用途径及产物中的抗生素/ 抗性基因残留 55
第四节 畜禽产品中的抗生素抗性基因和耐药微生物 58
第五节 总结与展望 60
参考文献 61
第四章 人类使用抗生素与抗性基因 66
第一节 中国人用抗生素使用现状及主要问题 67
第二节 我国人用抗生素导致的抗生素污染问题 68
一、医院废水中抗生素及抗性基因分布特征 68
二、城市生活污水抗生素及抗性基因分布特征 71
三、城市垃圾中的抗生素抗性基因 74
第三节 人体抗生素抗性基因暴露的主要途径 76
一、饮用水中抗生素抗性基因分布特征 76
二、空气中抗生素抗性基因分布特征 80
三、食物中抗生素抗性基因分布特征 82
第四节 人体内耐药致病菌的产生及进化 83
一、人体内耐药致病菌 83
二、防治措施 84
第五节 总结与展望 85
参考文献 85
第五章 制药业废水排放与抗生素抗性基因 91
第一节 抗生素生产废水的产生和处理现状 91
一、抗生素生产过程 91
二、抗生素生产废水及其处理技术现状 92
第二节 制药废水生物处理系统中抗生素抗性基因的分布特征 94
一、四环素类抗生素生产废水处理系统中抗生素抗性基因的分布 94
二、大环内酯类抗生素生产废水处理系统中抗生素抗性基因的分布 97
第三节 制药废水排放对受纳河流抗生素抗性基因的影响 98
一、青霉素/ 土霉素在废水处理过程及下游河流中的转化研究 99
二、青霉素/ 土霉素废水处理系统出水对受纳河流细菌耐药性及抗生素抗性基因的影响 103
三、含高浓度氟喹诺酮类抗生素废水排放对受纳河流沉积物耐药性的影响 111
第四节 制药行业废水抗生素抗性基因排放的控制和风险管理 113
参考文献 114
第六章 野生动物中抗生素抗性基因及其传播 120
第一节 野生动物——抗生素抗性基因一个隐藏的库 120
第二节 野生动物中人类致病菌的耐药性 123
第三节 环境/ 家畜- 野生动物- 人类之间抗生素抗性基因的交换 124
一、接触 125
二、水 126
三、土壤 126
第四节 野生动物对抗生素抗性基因传播的影响 127
第五节 野生动物可用于环境中抗生素抗性基因污染的监测 129
第六节 研究展望 130
参考文献 131
第七章 土壤中抗生素抗性基因及其传播 136
第一节 土壤中抗生素抗性基因的来源 136
一、内在抗性 136
二、外源输入 138
第二节 土壤中抗生素抗性基因的传播和影响因素 140
一、土壤中抗生素抗性基因的传播 140
二、土壤中抗生素抗性基因传播的影响因素 141
三、多抗性的共选择现象 143
第三节 土壤中抗生素抗性基因污染的模型预测 145
第四节 土壤中抗生素抗性基因污染的削减对策 146
第五节 研究展望 147
参考文献 148
第八章 水环境中抗生素抗性基因及其传播 153
第一节 我国水环境中抗生素抗性基因污染现状 154
一、养殖业对水环境抗生素抗性基因的影响 157
二、污水处理厂对水环境抗生素抗性基因的影响 158
第二节 抗生素抗性基因在水环境中的增殖扩散 161
一、抗生素抗性基因在水环境中的增殖 161
二、水环境抗生素抗性基因的水平转移 161
第三节 水环境中抗生素抗性基因削减对策 167
一、加强水环境中抗生素的降解研究 167
二、加强污水处理系统处理工艺的改进 168
三、加强管理兽药抗生素的使用 169
参考文献 170
第九章 空气中抗生素抗性基因和传播 175
第一节 空气中抗生素抗性基因的来源和分布 176
一、空气中抗生素抗性基因的来源 176
二、空气中抗生素抗性基因的分布 180
第二节 空气中抗生素抗性基因扩散和传播的影响因素 183
一、空气中抗生素抗性基因扩散的影响因素 184
二、空气污染物对抗生素抗性基因水平转移的影响 185
第三节 空气中抗生素抗性基因的暴露 188
一、空气中抗生素抗性基因的传播途径 188
二、空气中抗生素抗性基因的吸入暴露量 190
第四节 总结与展望 193
参考文献 194
第十章 环境中抗生素抗性的研究方法 200
第一节 基于表型的环境抗生素抗性研究方法 200
一、微生物的分子水平——转录组和蛋白质组 200
二、微生物个体水平 201
三、微生物群落水平 201
第二节 基于基因型的环境抗生素抗性研究方法 202
一、DNA 杂交 202
二、PCR 方法 202
三、DNA 芯片 204
四、宏基因组学 205
第三节 抗生素抗性基因研究的新方法——单细胞测序技术 207
一、单细胞测序技术的主要流程 207
二、单细胞测序技术在抗生素抗性基因研究中的应用 210
第四节 抗性基因水平基因转移的研究方法 211
一、抗性基因水平基因转移的影响因子 212
二、抗性基因水平基因转移的途径 213
三、抗性基因水平基因转移的研究方法 214
参考文献 215
第十一章 环境抗生素抗性基因污染的健康风险 221
第一节 危害识别 223
一、抗生素抗性基因多样性 223
二、抗生素抗性基因风险等级 224
第二节 剂量- 反应关系评估 226
一、抗生素抗性基因功能验证 226
二、水平基因转移 226
第三节 暴露评估 228
一、抗生素抗性基因的定量 229
二、环境介质与暴露途径 229
第四节 风险特征 230
参考文献 231
第十二章 环境抗生素抗性基因污染的控制 235
第一节 污水处理对抗生素抗性基因的控制作用 236
一、初级处理单元对抗生素抗性基因的削减 238
二、生化处理单元对抗生素抗性基因的削减 238
三、消毒对抗生素抗性基因的削减 239
四、人工湿地对抗生素抗性基因的去除 240
第二节 污泥处理处置对抗生素抗性基因的控制作用 240
一、污泥中的抗生素抗性基因 241
二、污泥堆肥对抗生素抗性基因的影响 241
三、污泥消化对抗生素抗性基因的影响 242
第三节 畜禽废弃物中抗生素抗性基因的控制 243
一、畜禽废弃物好氧处理对抗生素抗性基因的影响 243
二、畜禽废弃物厌氧处理对抗生素抗性基因的影响 244
三、畜禽废弃物土地利用对抗生素抗性基因的影响 244
第四节 其他环境中抗生素抗性基因的控制 245
一、垃圾转运填埋对抗生素抗性基因的影响 245
二、空气中的抗生素抗性基因的控制 246
三、环境因素对抗生素抗性基因的影响 246
第五节 研究展望 247
参考文献 247
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