《中国生态六讲》连载之十五:警惕食物链中的抗生素
作者:蒋高明

《中国生态六讲》连载之十五

警惕食物链中的抗生素

蒋高明

本文载《中国生态六讲》,中国科学技术出版社,北京,2016





抗生素,顾名思义,是抵抗其他生命的要素。在自然界中,抗生素是由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物,所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次生代谢产物,是一类能干扰其他生物细胞发育的化学物质,如大蒜产生的大蒜素能够杀死很多微生物,这些抗生素都是天然的。

抗生素的主要功能是抑菌或杀死病毒。自从了解了这一基本功能后,人类开始大量合成抗生素。临床常用的抗生素,可从转基因工程菌培养液中提取获得抗生素,或者人类知道了抗生素的分子结构以后,直接用化学方法合成或半合成抗生素。这就使得抗生素的数量猛增,目前已知的各种抗生素不下万种。

抗生素以前称抗菌素,事实上它不仅能杀灭细菌,对霉菌、支原体衣原体螺旋体立克次氏体等其他致病微生物,也有良好的抑制和杀灭作用。如果不加限定,通常将抗菌素称为抗生素,这就是说抗生素是用来杀菌的。通俗地讲,抗生素就是用于治疗各种非病毒感染的药物。

在西医语境里,他们认为很多疾病是细菌等微生物作怪,能够找到杀死它们的微生物,就能够治病。然而,事物总是一分为二的,抗生素能够杀死有害微生物,也能够杀死有益微生物,但是那些被人类定义为有害的微生物,会产生强烈的抗性对抗人类施加的各种抗生素,直到某些药物不起作用,这就诱导出了“超级细菌”等医学难题。

超级细菌”对现代医学带来严峻考验,人类正进入后抗生素时代,普通病菌感染再度成为致命因素。感染“超级细菌”患者的死亡率大约是感染不耐药细菌患者的两倍。

抗生素之危害

中国是抗生素使用大国,也是抗生素生产大国,年产抗生素原料大约21万吨,出口3万吨,其余自用(包括医疗与农业使用),人均年用量138克(美国仅13克)。

据卫计委细菌耐药监测结果显示,全国医院抗菌药物使用率高达74%,居全球之首。在美英等发达国家,医院里抗生素使用率仅为22%-25%。中国的妇产科长期以来都是抗生素滥用的重灾区,上海市长宁区中心医院妇产科多年的统计显示,青霉素的耐药性几乎达到100%。而中国的住院患者中,抗生素的使用率则高达70%,其中外科患者几乎人人都用抗生素,比例高达97%。

抗生素的副作用主要有以下几方面:

神经系统毒性反应。会引起耳鸣、眩晕、耳聋等,会引起神经肌肉阻滞,表现为呼吸抑制甚至呼吸骤停,还可能引起精神病反应等。

造血系统毒性反应。可引起再障性贫血粒细胞缺乏症或造成血小板减少,嗜酸性细胞增加等。

肝、肾毒性反应。可致转氨酶升高,引起肾小管损害。

胃肠道反应。可引起胃部不适,如恶心、呕吐、上腹饱胀及食欲减退等,甚至可致胃溃疡。长期服用抗生素可导致错杀体内正常的益生菌群,造成肠道失调,从而引起多种肠道功能异常及不良反应。

抗生素可致菌群失调,导致吸收不良综合,使婴儿腹泻和长期体重不增等。

抗生素的过敏反应一般分为过敏性休克、血清病型反应、药热、皮疹、血管神经性水肿和变态反应性心肌损害等。

中国感染性疾病占全部疾病总发病数的49%,其中细菌感染性占全部疾病的18%-21%,也就是说80%以上属于滥用抗生素,每年有8万人因此死亡。中国是世界上滥用抗生素最严重的国家。

水环境中的抗生素

水中哪里来的抗生素呢?人类的饮用水源,原本不可能有抗生素存在的。遗憾的是,现在人类喝的自来水中也难逃抗生素的影响。

水中的抗生素首先来自抗生素工厂的排放。北京师范大学水科院副院长王金生团队发现,全国的主要河流,海河、长江入海口、黄浦江、珠江、辽河等河流的部分点位中都检出了抗生素。高抗生素含量地区往往与周围分布有抗生素厂有关。其中在沈阳抗生素厂附近的排水沟,6-氨基青霉烷酸的数值高达178纳克/升。另外两种抗生素,氨苄西林和阿莫西林的数值也在100纳克/升以上。

有记者调查发现,山东鲁抗医药股份公司的外排污水中,某种抗生素含量甚至达到了53688纳克/升,这些含抗污水最终进入京杭大运河济宁段。我国污水处理厂对抗生素根本无法处理,自来水中的抗生素污染几乎不可避免。

珠江广州段受到抗生素药物的污染非常严重,脱水红霉素、磺胺嘧啶、磺胺二甲基嘧啶的含量分别为460纳克/升、209纳克/升和184纳克/升,远远高出了欧美发达国家河流中100纳克/升以下的含量。

其次,水中的抗生素也来自规模化养殖场。2013年中国使用抗生素达 16.2 万吨,其中52%为兽用抗生素;在36种常见抗生素中,兽用抗生素高达84.3%。试想,这么多的抗生素,不可能全部利用,事实上,大部分都排放到环境中,造成污染。

广东是生猪大省,在肇庆市鼎湖区莲花镇,粗略估计,药店超过30家。记者发现,药品种60%-70%都是抗生素类药物,买主主要是周边大大小小的养殖场。

那些来自猪场、鸡场的没有经过任何净化的养殖废水正在成为水土环境中主要的抗生素污染源。除了治疗猪鸡等动物的病以外,很大一部分抗生素用于饲料添加剂中,就是所谓促生长用,甚至在一种牲畜身上投用十几种抗生素。

药店老板告诉记者,镇上的养殖户几乎都需要买抗生素药物来防止因发病而导致的牲畜死亡,而进入牲畜体内的抗生素,大部分都通过粪便进入河流、土壤,成为隐形的污染。

第三个来源是医院。病人大量使用的抗生素,会通过医院的下水道进入环境。

第四个抗生素来源是生活污水。蔬菜上残留的抗生素清洗后通过下水道进入环境。

按照人口密度对比线来划分,人口较为密集的东部抗生素排放量密度是西部流域的6倍以上,京津冀、珠三角、长三角地区,环境中抗生素的浓度最高。其中,阿莫西林等7种抗生素在流域水环境中的浓度高于1000纳克/升。十年来,中科院广州地化所应光国团队对全国58个河流流域进行调查,获取了36种抗生素在全国的使用量和排放量。“滥用”和“惊人”是应国光研究员描述中国抗生素使用现状的“热词”。

尽管排放到环境中的抗生素是微量的,危害不那么直接。但危害是持续性的,会导致的整个微生物系统的耐药性,比如青霉素,过去被称之为“神药”,挽救了很多人的生命,而现在青霉素对大部分人都已经不管用了。究其原因,就是细菌长期适应了抗生素环境,产生了耐药性,这种耐药性在很大程度上是由抗生素污染造成的。另外,抗生素环境污染是慢性中毒,它对生殖系统,对内分泌系统构成危害,其表现是非急性的,比其他有机污染物更可怕。

水、土壤和食物中都检出了抗生素,抗生素污染正在我们的身上得到显现。2015年4月,复旦大学公共卫生学院的研究显示:江浙沪受检的1000名儿童中,至少有58%的儿童尿液中检出抗生素,而这些抗生素的来源正是环境与食品。

生态失衡、环境恶化,制造了大量病人,工厂化养殖让那些抵抗力较强的饲养动物也疾病缠身。人和动物生病都要用抗生素,于是抗生素工厂业务繁忙,但排放在废水中的抗生素最终进入到环境尤其水环境中,又会让人畜致病,这就形成了一个恶性循环。

食物中的抗生素

由于水环境中含有抗生素,那么我们的食物中就不可避免地会出现抗生素。

先来看抗生素鸡。工厂化养殖造成鸡的生长环境非常恶劣,非常容易生病,死亡率很高,养鸡场不得不使用大量的抗生素。一只速成鸡短短一生(45天左右)所吃的抗生素高达18种。由于养鸡场每天使用大量的抗生素,导致一些病菌对抗生素产生耐药性,到养殖后期就有越来越多的鸡死亡。于是有的养鸡场为了缩短养殖周期,还要给鸡喂食一种特效药物地塞米松。

再来看抗生素猪。在所有饲养动物中,除了鸡,可能就是猪身上的抗生素最多了。德国食品领域近日又爆发了“抗生猪”丑闻。2015年2月10日,中央人民广播电台中国之声“全球华语广播网”报道,在德国,超市中有25%的生鲜猪肉含有对多种抗生素具有耐药性的细菌。可见,即使发达国家,也很难监管抗生素的滥用。

奶品中的抗生素。近年抗生素奶来一度成为公众关注的热点。本来抗生素是用来治疗病牛的,奶牛每到换季时容易患乳腺炎,机械挤奶比人工挤奶更容易让奶牛患乳腺炎,乳企只能注射抗生素使病牛恢复健康。经过抗生素治疗的奶牛,在一定时间内生产的牛奶会残存少量抗生素。

除了上述鸡、猪、奶,人工养殖的鸭、鹅、鱼、黄鳝、螃蟹等面临抗生素污染的风险也很高。越是让动物们生长得快的科学技术,抗生素用量就越多,残留也就越多。

蔬菜中也有抗生素。暨南大学硕士生包艳萍在其硕士论文《珠三角蔬菜中磺胺类抗生素污染特征研究》中,指出我们日常食用的蔬菜中含有8种磺胺类抗生素。抗生素检出率最高的可达75%,平均含量最高达125.78纳克/千克。超市中的蔬菜类磺胺类抗生素的总含量在18.88微克/千克。其中,瓜果类的抗生素含量大于根茎类大于叶菜类;不同等级的蔬菜抗生素含量为:绿色>普通>无公害>有机。

蔬菜中的抗生素来自土壤污染。浙江大学资源与环境学院鲍陈燕等从浙江省杭州、嘉兴和绍兴等3个城市采样发现,蔬菜地表层土壤样品含有4类8种抗生素,分别为土霉素、磺胺二甲嘧啶、恩诺沙星、四环素、磺胺甲噁唑、泰乐菌素、金霉素和磺胺嘧啶。蔬菜地土壤中抗生素的检出率和残留含量与施肥方式密切相关。土霉素的平均含量占8种抗生素总量平均值的67%。蔬菜土壤中的抗生素超标,势必影响到蔬菜中的抗生素含量,对人类食物链造成潜在危害。

研究生和学者们揭示的问题带给我们什么样的思考呢?

动物养殖过程中的抗生素

蔬菜和蔬菜地中的抗生素,来自不合格有机肥的污染。中国农科学院李志强等对天蔬菜地土壤及有机肥中抗生素残留研究发现,集约化养殖场的猪、鸡粪便中金霉素检出率达到78%,最高值达到563.8毫克/千克(干基);四环素和土霉素检出率也高达56%,最高值分别为34.8和22.7毫克/千克。

养殖场里的抗生素通过两种途径进入,一是养殖本身疾病防治与治疗;二是即使动物没有病,抗生素也会添加进饲料里预防疾病。

以速生鸡养殖为例。第2-3天,用抗菌药物,也叫抗生素。通常使用养弗沙星等药,将药溶解到鸡的饮用水中,按说明书的用量再翻倍使用,一般1000只鸡/瓶(100g/瓶);第18天后,鸡很容易得病,要对症下药,用抗生素、抗病毒的药物。第28-29天,还需要加防一次。

鸡容易得肠道性疾病,一得病就几天不下蛋,防病、治病是最要紧的事,所以养殖户购买的饲料里通常添加红霉素、土霉素等。

目前问题的严重性是,人类饲养的绝大部分动物都可能被喂养抗生素,如各种家禽、家畜、鱼类、淡水养殖、海水养殖等。抗生素被广泛应用于农业饲养和渔业养殖中。

尽管有专家指出,动物产品抗生素残留量极低,对人体的直接毒性也很小,但长期食用后可在体内蓄积,会给人体健康带来严重危害。人们经常食用含有抗生素的食品,耐药性会不知不觉增强,一旦患病,再使用这些抗生素则无济于事。

我国抗生素管理分为两块,人用抗生素归国家食品药品监督管理局管理,兽用的则归农业部管理。而在美国,FDA全面管理,无论是动物使用还是人类使用,欧洲也是如此。人用抗生素使用量还有医生把关,动物用抗生素的用量就无人把关,养殖户就是医生,使用量凭个人感觉,至于在饲料里添加抗生素,就更缺乏管理了。

抗生素一定不能滥用,要尽量让病菌少接触抗生素,关键时刻再给予致命一击,以免使病菌整体的耐药性得到提高,最终造成无药可用的局面。现在使用的青霉素针剂里的抗生素浓度,远远高于数十年前刚刚开始应用时的浓度,但治疗效果却不比当年,可见细菌的耐药性已经到了多么可怕的程度。


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