近日，澳大利亚昆士兰大学环境健康科学联盟（
Queensland
Alliance for Environmental Health Sciences
）在《
Nature
Water
》杂志上发表了一篇题为
“
澳大利亚污水中抗菌剂分布的全国性调查及其社会经济相关性
”
的研究论文。该研究利用液相色谱
-
串联质谱（
LC-MS/MS
）技术，调查了澳大利亚全国
50
个污水处理厂入水口中抗菌剂及其代谢产物的分布及其人均质量负荷，并深入分析了这些抗菌剂的分布与当地人群社会经济状况之间的相关性。研究还探讨了不同人群的抗菌剂消费行为，为澳大利亚抗菌剂的管理提供了重要的补充信息和新的思路
。
抗菌剂的发现和应用在现代医学、农业和水产养殖中发挥了关键作用，但由此引发的抗菌素耐药性（
AMR
）已成为全球公共健康的重大威胁。
2019
年，
AMR
导致了全球
500
万例死亡，预计到
2050
年这一数字将增至
1000
万例。抗菌剂消费是
AMR
的重要推动因素，因此监测其使用情况对加强抗菌剂管理至关重要。研究显示，澳大利亚作为发达国家，其人均抗菌剂使用量在过去几年中显著增加，并且在经济合作与发展组织（
OECD
）国家中名列前茅。虽然澳大利亚已经实施了严格的抗菌剂管理政策，但社区中不当的抗菌剂使用仍然普遍，且现有监测体系（如药物福利计划
PBS
和退伍军人药物福利计划
RPBS
）无法全面捕捉所有抗菌剂的消费情况。同时，畜牧业中使用的抗菌剂残留在食品中，导致人们通过饮食摄入兽用抗菌剂
。
污水分析作为一种近实时监测药物和环境污染物的方法，能够弥补现有监测的不足。然而，目前针对澳大利亚抗菌剂的污水分析研究较为零散且数据较为陈旧。本研究旨在利用污水分析，调查澳大利亚全国范围内抗菌剂的使用情况及其空间分布趋势，并结合
2021
年人口普查数据，探讨人口社会经济因素对抗菌剂使用的潜在影响。研究通过对
50
个污水处理厂的样本进行液相色谱
-
串联质谱（
LC-MS/MS
）分析，检测了
102
种常用抗菌剂及其代谢产物，进而揭示抗菌剂使用的社会、人口和经济驱动因素
。
图文导读
本研究共检测到
41
种抗菌剂及
15
种转化产物（
TPs
），涵盖β
-
内酰胺类、喹诺酮类、磺胺类、大环内酯类、四环素类、唑类、林可酰胺类和氨基糖苷类等抗菌药物。每个样本中最少检测到
17
种分析物，最多可检测到
39
种，其中有
22
种分析物在
80%
以上的样本中被发现。所有
56
个检测到的分析物中，除氨基糖苷类外，均实现了定量，浓度范围为低于检测限到
20
μ
g/L
不等，其中阿莫西林酸的中位浓度最高，为
6.2
μ
g/L
。
研究发现，许多β
-
内酰胺类抗菌剂（如阿莫西林、头孢氨苄）及喹诺酮类抗菌剂（如环丙沙星）的浓度超过其无效应浓度（
PNECs
），对抗菌素耐药性（
AMR
）构成潜在风险。此外，磺胺吡啶（磺胺类代谢产物）在废水中的高浓度表明其对
AMR
控制策略的重要性。研究首次监测了澳大利亚污水中的抗菌剂转化产物（
TPs
），共检测到
15
种
TPs
，其中阿莫西林酸和青霉素
V
酸的浓度显著高于其母体化合物，提示抗菌剂在水环境中的不稳定性。某些
TPs
如乙酰化磺胺甲恶唑和羟基甲硝唑因其在环境中的再转化特性，可能对
AMR
产生更大影响，需引起重视。
此外，研究还检测到
6
种兽用抗菌剂，推测其来源于食品中残留的兽药。然而，这些兽药的浓度均低于其
PNECs
，表明目前市政污水中的兽用抗菌剂水平对环境是安全的。整体而言，该研究为全面的抗菌剂环境管理提供了数据支持。
图
1 :
澳大利亚污水中抗菌剂种类及其浓度
(PNEC: Predicted
No-Effect Concentration)
通过计算人口标准化质量负荷（
PNML
），发现抗菌剂的中位
PNML
范围为
0.92
至
1500 mg/
天
/1000
人。其中，阿莫西林酸的中位
PNML
最高，为
1500 mg/
天
/1000
人，其次是头孢氨苄（
600 mg/
天
/1000
人）。这些结果与
2021
年澳大利亚的处方数据一致，表明阿莫西林和头孢氨苄是最常用的抗菌剂。喹诺酮类中，环丙沙星的中位
PNML
最高（
170 mg/
天
/1000
人）；磺胺类中，磺胺甲恶唑和磺胺吡啶的中位
PNML
分别为
150 mg
和
350
mg/
天
/1000
人。大环内酯类和林可酰胺类的
PNML
普遍较低，但其高脂溶性可能导致在污水中的低估。研究还发现两种最后手段抗生素，利奈唑胺和万古霉素，分别具有
1.4
和
20 mg/
天
/1000
人的中位
PNML
。
在空间分布方面，小型社区（尤其是人口少于
3
万的地区）中大多数抗菌剂的
PNML
波动较大，偏远地区的
PNML
高于大城市。这与澳大利亚北领地
AMR
流行率的研究结果一致，表明地理位置偏远可能加剧
AMR
的流行。此外，医院床位数较多的地区也显示出较高的抗菌剂
PNML
，暗示医院或住院患者对整体抗菌剂消费的贡献
。
图
2 :
澳大利亚抗菌剂用量的空间分布
通过斯皮尔曼秩相关分析，探讨了澳大利亚
33
种抗菌剂及其转化产物的人口标准化质量负荷（
PNML
）与多种社会经济状态（
SES
）因素之间的关联，包括年龄、收入、教育、职业、住房、种族、健康状况和交通方式。结果表明，某些抗菌剂（如喹诺酮类、米诺环素、氟康唑、甲硝唑等）与多个
SES
指标显著相关，尤其是莫西沙星和氧氟沙星与
30
多个
SES
指标存在强相关。
在收入和教育方面，高收入社区的抗菌剂使用量较高，与一些欧洲国家的情况相反，这可能是由于澳大利亚公众对
AMR
和抗菌剂的认知不足，以及高收入和高学历人群更容易获得医疗服务。在职业方面，管理和专业人士的抗菌剂使用量较高，而司机、劳工和销售人员则较低。住房密度高的地区（如过度拥挤、集体居住）抗菌剂使用量较高，拥有更多车辆的家庭则使用较少。
种族方面，拥有南欧、北非、中东、东亚、东南亚等血统的居民与抗菌剂使用呈正相关，而澳大利亚本土居民则呈负相关。此外，健康状况也影响抗菌剂的使用，患有长期健康问题的人群使用抗菌剂较少，而没有长期健康问题的人则使用较多。交通方面，乘坐公共交通和摩托车通勤的人群抗菌剂使用较多，而使用私人车辆通勤的人则较少。
整体而言，
SES
较高的社区更倾向于使用抗菌剂，这可能是由于他们更容易获得医疗服务，并且对治疗需求更为主动。然而，这种趋势也可能导致抗菌剂的过度使用，增加抗菌素耐药性（
AMR
）的风险。为了实现抗菌剂的合理使用，政府和政策制定者应制定更严格的监管措施，尤其针对高收入人群。同时，还需改善低
SES
群体的医疗可及性，确保他们在需要时能够获得及时、适当的抗菌治疗，从而减少医疗资源的不平等并降低
AMR
风险。
图
3 :
抗菌剂的使用量与澳大利亚人群的社会经济相关性
