一项最新研究发现,微塑料作为细菌形成的黏性生物膜的理想宿主,可能助长了危险的抗生素耐药性超级细菌的增殖。
微塑料与生物膜的关系
波士顿大学材料科学与工程专业的博士生Neila Gross表示:“微塑料就像木筏,单独存在的细菌可能无法在河流中游泳,但在微塑料上的生物膜中,它们可以被传播到许多不同的环境中。”生物膜是细菌从其自身废物中形成的保护性三维结构,就像一个装甲和绝缘的房子,这种黏稠的物质使细菌能够安全地生活、繁衍和复制。
该研究发现,虽然许多表面都可以承载生物膜——例如牙齿上的牙菌斑——但塑料似乎提供了一种特别强的结合力,吸引了最多产的细菌。
抗生素耐药性的增加
研究指出,生物膜的效果非常显著,它们可以将抗生素耐药性提高到正常水平的数百到数千倍。该研究的资深作者、波士顿大学生物医学工程和全球健康教授Muhammad Zaman表示:“生物膜非常难以去除,因为它们非常粘稠,并且允许细菌对抗生素等敌人的任何抗菌攻击作出反应。一旦发生这种情况,问题就变得非常难以管理。”
Zaman还指出:“我们发现微塑料与它们如何导致抗菌素耐药性之间的联系是真实的,并且不仅仅限于一种抗生素。它的影响范围广泛,影响了许多常用抗生素,这确实非常令人担忧。”
实验发现
这项发表在《应用环境与微生物学》杂志上的研究分析了微塑料和玻璃上的由大肠杆菌(E. coli)形成的生物膜。在实验室的试管中,研究人员将这些生物膜暴露于四种广泛使用的抗生素:环丙沙星、多西环素、氟喹诺酮和氨苄西林。这些都是用于治疗多种细菌感染的广谱抗生素。
研究发现,当大肠杆菌的生物膜在微塑料上时,它们比在玻璃球上生长的生物膜生长得更快、更大,并且更具抗生素耐药性。Gross表示,微塑料上生长的E. coli的抗生素耐药率非常高,以至于她多次重复了测试,使用了不同类型的微塑料和抗生素组合,结果仍然一致。
此外,Gross指出,即使从微塑料上移除,在微塑料上生长的大肠杆菌仍保留了形成更强生物膜的能力。她表示:“这些细菌不仅对抗生素具有耐药性,而且它们还更擅长创造生物膜。微塑料促进细菌成为更快、更好的生物膜形成者,这确实令人担忧。”
进一步研究的必要性
英国普利茅斯大学环境肝脏病学教授Shilpa Chokshi表示,虽然这些发现很有趣,但还需要进一步验证。她说:“这是一项实验室研究,使用了E. coli和四种抗生素在受控条件下进行的,这并不能完全复制现实世界的复杂性。需要进一步的研究来评估这些影响是否转化为人类感染或环境设置。”