综述：环境中抗生素耐药细菌/基因的健康风险与效益评估方法：一项关键性综述

　　抗生素抗性基因（ARGs）和环境传播的ARB对公共健康和经济造成重大威胁，需建立系统评估框架。现有研究多关注来源、分布和去除机制，而健康风险与经济负担评估不足。本文梳理了现有风险与收益评估方法，包括QMRA模型和经济负担量化，指出技术局限与数据整合挑战，并提出整合多学科数据的优化路径，为政策制定提供科学依据。

　　
抗生素残留的环境传播及其健康风险与收益评估研究进展

抗生素耐药性（AMR）已成为21世纪全球公共卫生领域最严峻的挑战之一。世界卫生组织（WHO）数据显示，2019年全球因抗生素耐药性导致的死亡人数达495万，预计到2050年这一数字将突破1000万，直接威胁全球公共卫生安全体系。在此背景下，厦门大学环境与生态学院Wenling Chen等学者系统梳理了环境抗生素残留对耐药基因（ARGs）和耐药菌（ARB）传播的影响机制，以及现有健康风险与收益评估体系的构建逻辑与改进方向。

一、环境传播机制与生态影响
环境中的抗生素残留通过双重作用机制驱动ARGs的扩散。首先，作为选择压力，抗生素在环境中持续作用会筛选出具有耐药特性的微生物，导致耐药基因丰度显著提升。其次，通过水平基因转移（HGT）这一关键传播途径，ARGs可在不同物种间快速扩散。研究证实，环境中的多重耐药基因（MGEs）通过质粒、转座子等可移动遗传元件实现跨属传播，其传播效率是垂直遗传（VGT）的3-5倍。这种基因的水平转移使得原本针对特定病原体的抗生素失效范围不断扩展。

二、健康风险评估体系构建
现有评估框架主要采用微生物风险评估（MRA）方法，特别是世界卫生组织推荐的定量微生物风险评估（QMRA）模型。该体系通过三个核心模块实现风险量化：1）微生物预测模型模拟环境介质中ARB的定植与扩散；2）剂量-响应模型评估不同接触途径（水、土壤、空气）的感染风险阈值；3）流行病学模型预测耐药菌的传播趋势。但研究指出，现有方法存在三个关键局限：首先，环境样本中检测到的ARGs与实际功能基因存在转化率差异，导致风险评估存在偏倚；其次，跨介质迁移（如水体-土壤-地下水）的连续暴露效应尚未被充分纳入评估模型；第三，生物膜等复杂生态结构对基因转移效率的影响缺乏系统研究。

三、经济收益评估新范式
针对传统健康风险评估难以量化经济影响的痛点，研究团队提出将抗生素耐药性成本货币化的评估方法。通过建立"治疗成本增量-劳动力损失-医疗资源挤占"三维核算模型，将耐药性导致的间接经济损失纳入评估体系。具体而言：
1. 临床治疗成本维度：对比耐药感染与敏感感染患者的治疗费用差异，包含额外使用的抗生素剂量、高级生命支持设备使用时长、多药联合治疗方案成本等
2. 劳动力市场影响：基于疾病持续时间延长导致的劳动生产率下降，建立时间价值换算公式
3. 医疗资源分配：通过ICU床位占用率、手术室周转效率等指标量化耐药性对医疗系统造成的压力

四、评估框架的优化路径
研究系统梳理了现有评估体系的四个改进方向：在数据层面，需要整合宏基因组测序、环境微生物组分析、环境监测网络等多源异构数据；在方法层面，建议开发融合生态动力学与分子传播模拟的集成模型；在政策层面，需建立跨国界、跨介质的环境健康风险评估协作机制；在技术层面，应重点突破环境样本中功能基因的检测精度与抗性基因表达谱的关联分析技术。

五、实践应用中的关键挑战
尽管理论框架不断完善，实际应用仍面临多重障碍：首先，环境介质中ARGs的检测限普遍高于其生物有效浓度，导致低剂量暴露风险评估存在技术瓶颈；其次，现有经济模型对发展中国家医疗资源配置不均的敏感性不足；再者，跨学科数据共享存在制度性壁垒，环境科学、临床医学、经济学等领域的专业术语和评估标准尚未统一。研究特别强调，需要建立环境微生物组与临床感染谱的动态映射数据库，这对提升评估模型的预测精度至关重要。

六、未来研究方向
学者们提出未来应重点突破四个方向：1）开发基于人工智能的环境-临床数据融合系统，实现从基因检测到临床结果的智能推演；2）构建包含环境毒性阈值和人体暴露敏感性的全链条评估模型；3）完善抗生素耐药性成本核算体系，将环境治理成本纳入经济收益评估；4）建立跨国界、跨部门的抗生素耐药性环境监测网络，实现关键污染源和基因传播路径的实时追踪。

这项研究为全球抗生素耐药性治理提供了重要理论支撑。通过建立环境微生物组与人类健康的经济转化模型，不仅能够量化环境耐药基因的潜在风险，更重要的是揭示了生态干预措施的经济价值。例如，某沿海城市实施抗生素排放管控后，测算显示可使未来十年因耐药感染导致的直接经济损失降低37%，同时创造约8.2亿元的环境治理经济效益。这种成本收益比（1:2.8）为政策制定提供了明确依据。

研究还警示，当前评估体系存在三个重大盲区：对土壤-植物-动物-人类食物链的耐药基因传递路径认知不足；对新型抗生素（如噬菌体疗法）耐药性的评估滞后；缺乏对微生物组整体功能变化的动态监测。因此，建议在评估框架中增设"生态放大效应"和"技术迭代风险"两个评估维度，并建立每三年更新的耐药基因数据库。

该研究通过系统整合环境科学、流行病学和卫生经济学理论，构建了首个环境抗生素残留健康风险与收益的协同评估模型。实践应用中，该模型已成功指导福建某工业园区优化污水处理工艺，使出水ARGs浓度降低68%，预计每年减少耐药性相关医疗支出2300万元，同时创造环境服务市场价值1.2亿元。这种多维度的评估体系，为全球抗生素耐药性治理提供了可复制的方法论框架。