弗吉尼亚理工大学 2018年初，土木工程博士生本杰明·戴维斯从波多黎各帕蒂利亚斯的里奥马林河采集水样
信用:弗吉尼亚理工大学 当飓风玛丽亚登陆时，摧毁了多米尼加，圣
2017年9月，洪水和停电对衰弱的土地造成了严重破坏，导致水道被未经处理的人类排泄物和病原微生物污染
致命的5级飓风过后六个月，弗吉尼亚理工大学土木与环境工程教授艾米·普鲁登带领一组弗吉尼亚理工大学的研究人员，包括当时的博士后研究人员玛丽亚·弗吉尼亚·里克尔梅和威廉·罗哈德，收拾行李和实验室用品前往波多黎各
位于加勒比海东北部的美国岛屿领土遭到破坏，其3
400万居民陷入危机
大规模的破坏为研究人员提供了一个重要的机会，来研究废水基础设施的破坏如何导致抗生素耐药性的传播——这是一个日益严重的全球公共健康威胁
在美国化学学会的《环境科学与技术杂志》上发表的一项研究中，弗吉尼亚理工大学的研究人员和国际合作者进一步开发了一种创新的抗生素耐药性监测方法，通过应用基因测序技术来检测受大规模风暴影响的流域中的疾病传播
“这项研究是建立流域抗生素耐药性统一和全面监测方法的关键一步，”世界卫生组织的普鲁登说
托马斯·赖斯土木与环境工程教授
“理想情况下，它可以作为一个基线，用来跟踪与未来风暴相关的干扰和公共卫生问题
" 在过去的十年里，微生物学家和环境工程师普鲁登和她的学生们一起使用下一代DNA测序技术，这是普鲁登的一项专长，来检测军团菌菌株在全国各城镇爆发军团病之前、期间、之后和之外的运行情况，包括密歇根州的弗林特
艾米·普鲁登，弗吉尼亚理工大学研究员
信用:弗吉尼亚理工大学 在国家科学基金会的快速资助下，弗吉尼亚理工大学的研究人员与华盛顿大学在流域建模和地理空间分析方面具有专长的首席研究员克里斯蒂娜·班多拉戈达合作，与环境保护与解释教育中心教授兼主任格拉谢拉·拉米雷斯·托罗以及她在波多黎各圣日耳曼当地美洲大学的研究小组合作
他们一起确定了流域中的三个采样点，这些采样点具有不同的土地使用模式和废水输入水平，对于追踪导致抗生素抗性的细菌基因出现的空间模式是理想的
普鲁登的博士生和论文的第一作者本杰明·戴维斯使用了一种叫做鸟枪法宏基因组DNA测序的方法来检测来自三个流域的河水样本中的抗生素抗性基因，包括通过徒步旅行到流域的上游原始河段和三个污水处理厂的下游收集的样本
宏基因组学是对直接从环境样品中回收的遗传物质的研究
对数据的分析显示，两个人为抗生素抗性标记——与人类对流域的影响相关的DNA序列——与一组不同的抗生素抗性基因相关，相对于那些与人类粪便标记特异相关的基因
污水处理厂对抗生素抗性基因谱的影响界限明显，污水处理厂下游的水平升高，导致流域样本中影响对临床重要抗生素(如β内酰胺类和氨基糖苷类)抗性的基因高度多样化
检测到的一些β-内酰胺类耐药基因与该地区致命的抗生素耐药性感染有关，并显示出能够跨越细菌菌株的证据
β-内酰胺类抗生素抗性基因也可以通过人为抗生素抗性标记比人类粪便标记更准确地预测
研究人员说，虽然飓风玛丽亚之前波多黎各流域抗生素抗性基因的基线水平未知，但类似这样的监测方法可以用来评估未来大风暴对抗生素抗性传播的影响
在不久的将来，许多国际社会可能无法获得复杂的基于宏基因组的监测工具，但单一基因目标的识别，如人为抗生素抗性标记，使得抗生素抗性的流域监测变得更加容易
这种基因可以通过定量聚合酶链式反应直接定量，在不到一天的时间内产生经济、快速的结果
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