生物通报道：来自军事医学科学院卫生学环境医学研究所，安徽大学等处的研究人员发表了题为“Nano-alumina promotes the horizontal transfer of the multiresistance genes mediated by plasmids across genera”的文章，发现纳米氧化铝（Nano-alumina）能促进耐药基因横向转移，从而增加抗生素的耐药性，这为目前常用纳米材料的使用提出了一个警告。相关成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。

文章的通讯作者是卫生学环境医学研究所环境卫生与卫生工程研究室主任、国际水质联合会会员李君文教授，李君文教授主要研究方面包括水环境病毒学安全检测等。

纳米科技在日常生活发挥了越来越重要的作用，而且在基础研究方面，也解决了不少问题，比如纳米抗癌药物制剂，或者近期比较热门的纳米测序技术。但是也有研究证明，纳米管有可能会刺穿细胞，导致细胞引发免疫反应，造成更多炎症反应，给细胞带来伤害，比如近年来国内山东大学的研究人员提出纳米材料对生殖系统存在潜在危害的新观点等。

在这篇文章中，研究人员则发现水中的氧化铝纳米颗粒可能增加细菌的抗生素耐药性。纳米材料正在越来越多地用于消费类商品和水处理工艺中，这带来了对水中残留的纳米材料的潜在危险的担忧。

自2003年起，Science、Nature等期刊相继撰文，讨论纳米尺度物质的生物学效应以及对环境和健康的影响，为了弄清楚到底纳米材料是否会破坏细菌膜，把遗传物质输送到动物或植物的细胞中，研究人员深入分析了纳米材料是否会影响细菌之间的耐多药基因的转移。

结果研究人员发现尽管几种类型的纳米材料能促进基因在细菌之间的转移，而作用最显著的是纳米氧化铝：纳米氧化铝增加了移动的遗传物质从埃希氏大肠杆菌向沙门氏菌转移的数量，是未经处理的细胞之间的200多倍。纳米氧化铝也促进了在其它细菌种类和细菌株之间的遗传物质输送。

电子显微镜显示纳米氧化铝破坏细菌细胞膜并且促使细胞之间形成桥状连接——这是其参与到细菌之间的遗传物质输送的最初步骤之一。这些纳米颗粒还影响了管理着基因输送过程的基因的表达。

之前的研究已经表明为一种在生物医学具有广阔应用前景的纳米材料：碳纳米管的生物安全性问题受到国际学术界的高度重视，而这项研究也指出了纳米氧化铝在促进耐药基因横向转移方面的作用，因此未来在确定纳米材料应用的时候，还需要慎之又慎。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Nano-alumina promotes the horizontal transfer of the multiresistance genes mediated by plasmids across genera

Antibiotic resistance is a worldwide public health concern. Conjugative transfer between closely related strains or species of bacteria is an important method for the horizontal transfer of multidrug-resistance genes. The extent to which nanomaterials are able to cause an increase in antibiotic resistance by the regulation of the conjugative transfer of antibiotic-resistance genes in bacteria, especially across genera, is still unknown. Here we show that nanomaterials in water can significantly promote the horizontal conjugative transfer of multidrug-resistance genes mediated by the RP4, RK2, and pCF10 plasmids. Nanoalumina can promote the conjugative transfer of the RP4 plasmid from Escherichia coli to Salmonella spp. by up to 200-fold compared with untreated cells. We also explored the mechanisms behind this phenomenon and demonstrate that nanoalumina is able to induce oxidative stress, damage bacterial cell membranes, enhance the expression of mating pair formation genes and DNA transfer and replication genes, and depress the expression of global regulatory genes that regulate the conjugative transfer of RP4. These findings are important in assessing the risk of nanomaterials to the environment, particularly from water and wastewater treatment systems, and in the estimation of the effect of manufacture and use of nanomaterials on the environment.

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