导致这一系列问题的根本原因正是抗生素耐药性。抗生素耐药，是指微生物对一种或多种原本有效的药物产生抵抗能力，即微生物对药物的敏感性降低，导致正常剂量的抗生素无法发挥应有的杀菌效果，甚至完全无效。
抗生素耐药基因在环境中的传播扩散示意图。
"如果把抗生素比作长矛，细菌的耐药基因就相当于盾，能够防御抗生素的进攻。"复旦大学附属第五人民医院医院感染管理科副主任技师申春梅说，细菌对环境具有较强的适应能力，产生耐药性是其进化过程中自然选择的结果。人类社会对抗菌药物的滥用，正在加速细菌耐药性的产生，导致临床可选择的抗生素越来越少。这不仅抬高了医疗成本，也增大了患者的健康风险。
中国细菌耐药监测网的最新报告显示，2023年上半年，耐药菌株检出率呈上升趋势。其中，被世界卫生组织列为抗菌药物耐药"重点病原体"的鲍曼不动杆菌，检出率更是升至78.6%-79.5%，刷新历史最高值。世界卫生组织相关数据显示，2019年，感染耐药性细菌直接造成127万人死亡，间接死亡人数达500万；预计到2050年，每年将新增约1000万直接死亡人数，与2020年全球死于癌症的人数相当。
世界卫生组织前总干事陈冯富珍博士曾指出，随着多重耐药菌的不断增加和播散，普通感染也可能成为致命威胁。"这并非危言耸听，当人类遭遇无药可用的困境时，即便是微不足道的伤口或是呼吸道感染，也可能带来致命后果。"她说。
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自然环境成传播"中转站"
近年来，如何破解耐药性问题成为医学领域面临的重大挑战之一。相关研究围绕耐药分子遗传基础、转移机制等方面展开，以期深入理解微生物或细胞如何发展出抵抗能力，进而开发出新型药物、药物组合、疗法以及替代治疗手段，应对现有药物失效的问题。
值得重视的是，即使个体从未使用过抗生素，耐药情况也可能出现。"耐药的是细菌，而不是人体。"张皓进一步解释，耐药的主体是微生物本身，换句话说，人体仅仅是新型耐药病菌的宿主。这意味着，耐药性的产生不仅和个体有关，更和人类群体及环境密切相关。
在个体层面，长期不当使用抗生素可导致细菌基因突变，进而产生耐药性。耐药菌株在群体中通过接触传播，使得整个群体都面临耐药性风险。而更容易被忽视的是，环境中残留的耐药性基因，会加速耐药菌株的产生与扩散。
2002年，朱永官在追溯土壤中的砷污染时，意外发现土壤中的动物粪便里也存在耐药基因。在养猪场、养鸡场，为了让动物快速生长并防止其感染肠道疾病，饲料中会添加铜、锌、砷和抗生素等，这些重金属及抗生素耐药基因会通过动物粪便排放到环境中。
"耐药基因是遗传信息，可以被复制。"朱永官敏锐地意识到，不同于过去研究的化学污染，由于添加抗生素导致细菌耐药的生物污染可能是一个更加严重的环境污染问题。很快，朱永官逐渐把研究重心从砷调整到耐药基因上，当时这一领域的相关研究在国际上尚属空白。
"环境中的耐药基因与医学中的耐药基因一样，都是一段核苷酸序列，编码耐药性状。但这些耐药基因可以在'人-动物-环境'间扩散，并可能转移到病原菌中，使病原菌形成新的或者多重耐药表型，从而影响抗生素疗效和人类健康。"朱永官团队成员、中国科学院城市环境研究所研究员苏建强介绍。
此前，医学领域和动物养殖业已针对耐药基因开展大量研究。而朱永官团队开展的研究主要关注环境中的耐药基因，其复杂性体现在耐药基因在环境中的持久性存留、传播和扩散等多个环节。
"过去，我们主要关注医学领域和动物养殖业抗生素的使用情况，忽略了环境中的抗生素残留问题。实际上，河流、土壤甚至饮用水中都能检测到微量抗生素，自然环境成为耐药基因传播的'中转站'。"苏建强说，环境在细菌耐药过程中扮演着不容忽视的角色，因此，解决耐药性问题不仅需从临床治疗着手，更应将视角扩展到环境，以全面应对这一问题。
