港大工程學院研究團隊今日(14日)公布,成功利用全港基因數據研發一項嶄新的基因組追蹤方法,能夠精準追蹤耐藥細菌和耐藥基因在本港不同環境中的流動與傳播途徑,為未來的公共衞生防護策略提供了關鍵的啟示。

研究由港大土木工程系教授張彤領導,團隊主要針對城市水體中常見且可產生抗生素耐藥性的大腸桿菌(E. coli)展開分析。研究目標在於追蹤細菌菌株本身以及攜帶耐藥基因的質粒(小型基因片段),以深入了解耐藥性在人、動物與環境之間傳播的機制。

團隊採用了納米孔長讀長測序技術(Nanopore long-read sequencing),對一年內收集到的1,016個大腸桿菌樣本進行分析。這些樣本涵蓋了多種細菌類型、耐藥基因及環狀質粒,使研究人員得以進行全港範圍內的高解析度比對分析。

研究結果顯示,來自不同來源的細菌在基因上具有高度相似性。其中,研究人員識別出142組相同的菌株同時存在於人體與環境水體之中。更值得注意的是,團隊還確認了195個同時存在於人類、動物及環境中的質粒,強烈顯示耐藥基因能夠透過可移動DNA進行傳播。此外,實驗室實驗亦證實,部份質粒具備在細菌間轉移的能力,為跨界傳播提供了實證支持。

此研究將複雜的基因數據轉化為實用工具,建立了一個創新的量化框架,用以測量細菌與耐藥基因在不同環境間的連通性。研究總結指出,城市水體已成為細菌與耐藥基因在人、動物與環境之間混合傳播的交匯點。

研究第一作者徐曉慶博士稱,微生物耐藥不僅關乎基因分布的位置,更關乎它們在彼此連通的環境之間如何移動。她指出,透過量化人類、動物與環境水體之間的生態連通性,這項研究有助於解釋耐藥性傳播途徑,並為未來更一體化的監測與干預策略提供依據。

研究團隊稱,研究結果對公共衛生領域至關重要。當環境相互連通時,耐藥性在人與環境間雙向傳播的速度將會加快。研究支持建立一個綜合監測系統,整合污水、環境及臨床數據,以協助決策者能夠及早預警並優先處理高風險的質粒與菌株。這種方法也適用於其它城市,有助於建立標準化的基因組監測框架,從而以「同一健康」理念來評估及防控抗生素耐藥風險。

此項研究獲得教資會主題研究計劃(Theme-based Research Scheme, TRS)資助。研究成果已發表於國際權威期刊《自然-通訊》(Nature Communications),論文題為「Ecological connectivity of genomic markers of antimicrobial resistance in Escherichia coli in Hong Kong」。 @

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向每位救援者致敬 
願香港人彼此扶持走過黑暗
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