整形外科患者感染抗生素耐药细菌，没有人知道原因。康涅狄格州的微生物学家在水蛭的肠道中找到了答案。他们今天在mBio上发表的研究证明，在环境中发现的微量抗生素可以促进细菌耐药性。

来自分子和细胞生物学系的UConn微生物学家Joerg Graf非常熟悉水蛭胆。多年来，他检查了数以千计的内容。他研究了细菌如何在不使动物生病的情况下在动物的消化道内生活，水蛭是一个完美的研究案例;其中只有两种主要类型的细菌，关系相对简单。由医疗供应商筹集的水蛭，在欧洲捕获的水蛭，吸收了他们从康涅狄格州校园W地下的池塘里聚集的学生，格拉芙知道他们所有人，以及他们所有的怪癖。

他认为他也知道消化系统中的细菌。但在2011年，他得到了一个令人讨厌的惊喜。他的一名研究生Sophie Colston在种植细菌方面遇到了麻烦。它是一种气单胞菌，通常在水蛭中表现很好。他们将气单胞菌菌株喂给水蛭，然后检查菌株在肠道中的生长情况。这次，气单胞菌菌株出了问题。Lidia Beka是他实验室的另一名研究生，他追求的是这项事业。

“由于某种原因，它在原生栖息地生存艰难，”贝卡说。

与此同时，整形外科医生开始报告患者感染了对环丙沙星耐药的气单胞菌的问题，环丙沙星是一种重要的抗生素。所有患者均接受了水蛭治疗，以改善手术部位的血流量。嗜水气单胞菌是一个庞大而多样化的群体，其中许多可以靠血液生存，这意味着如果它们进入伤口就会引起感染。但通常他们很容易用环丙沙星治疗，并且医院里没有Cipro抗性气单胞菌的来源。抗药性气单胞菌必须来自水蛭 - 但是如何?这些动物在特种农场饲养，饲喂受控制的饮食，并且仅对一名患者使用一次。

“如果没有去过医院，没有看过病人，这些水蛭就会含有耐Cipro的细菌，”格拉夫说。当格拉芙收到水蛭时，他将它们放在装满奶酪布的罐子里，并将罐子放在冰箱中以模拟冬天。

当水蛭从冷藏中出来时，它们很饿。他们想要血。而且他们对它的来源并不挑剔。水蛭是平等的机会吸血鬼。因此，当疯牛病爆发使人们不喜欢使用牛血时，欧洲一位主要的医疗水蛭农民改用喂养水蛭家禽血液。

那次转换给了格拉芙和他的实验室一个线索。如果鸡血被抗生素污染怎么办?他们分析了喂养家禽血液的农场水蛭的肠道内容，并发现了cipro兽医类似物ciprofloxacin和enrofloxacin的痕迹。但是，抗生素的含量却很低。每毫升约0.01微克，比细菌浓度低400倍，以便被认为是“抗性”。尽管如此，来自其他农场的水蛭 - 其内毒素的测试菌株仍然生长良好 - 在它们的肠道中没有任何可检测的抗生素。

如此低水平的Cipro，百分之一微克，真的可以选择抗生素抗性吗?格拉夫和贝卡及其同事决定找出答案。他们从受抗生素污染的水蛭中分离出气单胞菌菌株，并测序其基因组。两位同事，Matt Fullmer和peter Gogarten证实，它们含有三位DNA，两个带有突变的基因和一个质粒，是抵抗Cipro所必需的。具有DNA复制必需基因的突变在生物学上是昂贵的。如果它们对生存有用，细菌只能保留它们。

事实上，当Cipro抗性气单胞菌与气单胞菌的试验菌株一起在干净的实验室培养基或水蛭内生长时，试验菌株在它们上面生长。但如果混合物中加入少量抗生素，低至0.01微克/毫升，则以Cipro抗性品种为主。

“这是第一次在自然环境中观察到这种低水平的抗生素。在临床断点以下100倍的抗生素水平使抗性细菌超过敏感细菌一百万倍!”格拉夫说。这是令人担忧的，因为环丙沙星和相关药物在环境中不会很好地分解。他们坚持不懈。它们存在于医院废水，药物制造商和农场的污水中，甚至有时也存在于污水中。而且，显然，在家禽血液中。

美国的家禽养殖场禁止使用抗生素，但欧洲则没有。而且由于医院，制药和污水废水中的抗生素含量如此之低，这些其他来源通常是不受管制的。但正如Graf，Beka及其同事的研究表明，这些低水平很重要。如果我们不清理废物处理方法，我们就有可能使一些最重要的抗生素变得毫无用处。