作者：自然雜誌的娜奧米·盧比克（Naomi Lubick）
南普拉特河流域發源於落基山脈的原始溪流，向東流經科羅拉多州高原，那裡點綴著牧牛場、羊牧場、奶牛場以及人類汙水處理廠。在對整個景觀進行首次定量調查中，研究人員繪製了人類活動如何影響流域內抗生素耐藥基因濃度的地圖。
弗吉尼亞理工大學布萊克斯堡分校的艾米·普魯登（Amy Pruden）和她的同事追蹤了兩個整合子——可以被微生物交易或在環境中獨立存在的遺傳元件——分別稱為sul1和tet(W)，它們分別賦予磺胺類和四環素類抗生素的耐藥性。這兩類藥物都在動物和人類中使用。
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在一年多的時間裡，研究人員對流域內的十個地點進行了取樣，包括相對原始的上游地區和人類活動下游的地區。該團隊對流入河流的89個水處理廠和100個動物飼養場進行了表徵。南普拉特河接收來自丹佛等地的處理後的廢水，在2月份，一年中最乾燥的時候，其流量可能主要由廢水組成。
普魯登表示，在受人類影響的地點，sul1抗生素耐藥基因的含量比流域內更原始地區的“自然背景”高出1,000-10,000倍。sul1的濃度與上游廢水處理廠和動物的數量和位置之間也存線上性相關關係。
但是，tet(W)與人類活動之間沒有明顯的關聯，tet(W)的濃度也不符合之前對河流沉積物中四環素類抗生素的測量結果，後者可能導致微生物群落中區域性耐藥性的發展。
研究小組推測，sul1基因更“混雜”，或者說更容易被環境中的細菌吸收並傳播，而tet(W)則更受限制。機械運輸方式可能會主導其在環境中的移動，例如附著在沉積物上。
背景耐藥性
耐藥基因自然存在於環境中；史前冰樣本顯示，在30,000年前的阿拉斯加永久凍土中，TetM與猛獁象DNA並存。這種背景使得對“抗生素耐藥基因的自然發生和人為負荷，以及這些基因的來源進行表徵非常重要，而且最好以定量的方式進行”，正如普魯登的團隊對南普拉特河所做的那樣，瑞典哥德堡大學的約阿基姆·拉爾森（Joakim Larsson）說，他曾在印度和瑞典追蹤抗生素和耐藥基因。
愛荷華州愛荷華市美國地質調查局的達納·科爾平（Dana Kolpin）表示，這些發現突出了抗生素耐藥基因的複雜問題，隨著處理後的廢水在水資源稀缺的地區得到更廣泛的應用，這個問題將繼續受到關注。但他告誡說，儘管普魯登的模型有助於理解南普拉特河流域系統，“你不能推斷到所有流域，因為所有流域都是獨一無二的”。
普魯登和其他研究人員可能很快有機會追蹤這些風險：她和她的同事最近完成了一項未發表的亞利桑那州弗拉格斯塔夫廢水研究，表明可能攜帶抗生素耐藥性的微生物在處理廠相對徹底的方法中存活下來，並在將處理過的廢水輸送到其他地方的管道中繁榮生長。科學家們還在處理過的廢水中檢測到磺胺類和另一種抗生素的耐藥基因——今年晚些時候，這些廢水將在附近的滑雪勝地轉化為雪，該地位於一個相對原始的流域的一部分。