加拿大研究人员通过将土壤暴露于特定的抗生素，在实验性农田上产生了新的和现有的抗生素抗性机制。该研究发表在美国微生物学会杂志“应用与环境微生物学”上。

“抗生素耐药性是对人类和动物健康的全球威胁，细菌现在可抵抗最后的抗生素，包括碳青霉烯类和多粘菌素，”相应的作者Ed Topp博士说，他是加拿大农业和农业食品部首席研究科学家，伦敦，安大略省，描述研究的动机。

抗生素已经通过施用来自牲畜的粪便进入作物生产系统，这些粪便被赋予抗生素以在拥挤的生产条件下维持健康。当人类废物作为肥料施用时，抗生素也会进入农田，而直接来自牧场的牲畜。(曾经给予牲畜一些不同的抗生素以促进更快的生长，但Topp说，在加拿大和美国，现在的法规禁止这样做，他的实验不包括那些抗生素。)

在这项研究中，Topp及其合作者，包括第一作者，加拿大农业和农业食品客座研究员Calvin Lau博士，在长达16年的时间里将农场暴露于抗生素中。

Topp的研究团队最终从样地中抽取土壤，提取DNA，并将该DNA的大片段克隆到对大多数抗生素敏感的大肠杆菌菌株中。然后，他们将大量的大肠杆菌接种到含有几种抗生素中的一种的培养基上，包括大环内酯类，β-内酰胺类和磺胺类。

“任何生长的菌落都会推测含有克隆的片段，这种片段会产生抗性，”Topp说。“我们从抗生素抗性大肠杆菌中获得了总共36种抗生素抗性基因。”

研究人员将抗性基因与目前已知的抗性基因进行了比较。获得的一些不是新的。其他类似于现有的抗性基因，但不完全相同。一些编码用于多药物外排泵，其是嵌入细菌膜中的多药物抗性机制，其将特定抗生素泵出细菌。并且“在少数情况下，[基因]中的DNA序列与任何已知的DNA序列不同，”Topp说。

在一个例子中，研究人员发现了一种新的基因，该基因赋予对大环内酯类抗生素的抗性，这是一种小的残留脯氨酸的61小肽，Topp说。阻力机制尚未确定。

“这些研究的结果将确定作物污染的风险，环境细菌中抗菌素耐药性的潜在富集，以及抗生素对生态系统提供的许多服务的非目标微生物的影响，”Topp说。例如，如果证据表明来自市政水处理，动物粪便或制药厂的污水在环境中选择抗生素抗性细菌，那么在施用于农田之前可能有理由处理这些废物流。