2025年1月，Julián O. Ovis-Sánchez团队在《Bioresource Technology》发表题为“Antibiotic resistance reduction mechanisms during thermophilic anaerobic digestion of microalgae-bacteria aggregates”的研究论文，揭示了高温厌氧消化（55°C）在降解微藻-细菌聚集体（MABA）中抗生素抗性基因（ARGs）和抗性细菌（ARB）的关键机制，为废水处理中抗生素抗性污染控制提供了新策略。废水处理厂（WWTP）是ARGs和ARB的重要储存库，传统工艺难以有效去除，而微藻-细菌系统虽具潜力，但其生成的MABA中ARGs浓度可能更高。研究团队通过对比高温（55°C）与中温（35°C）连续厌氧消化（AD）发现，高温条件显著提升了甲烷产率（97.0 vs. 61.4 NmL CH₄/gVS），并实现ARB对数削减1.1-1.7（氨苄西林、环丙沙星等），ARGs总丰度降至19.5 ppm（中温为36.9 ppm）。结合宏基因组分析，高温AD通过微生物群落选择（减少γ-变形杆菌等潜在宿主）、移动遗传元件（MGEs）限制（噬菌体丰度降低）及功能适应性（孢子形成相关基因上调）协同降低抗性风险。

本研究首次阐明高温AD通过多机制协同作用高效削减MABA中的抗生素抗性，为废水处理厂污泥资源化提供了低风险路径。团队计划进一步优化HRT（水力停留时间）与预处理策略，提升ARGs去除效率，并探索该技术在发展中国家分散式废水处理系统中的应用潜力。结合宏基因组与深度学习技术，未来将加速抗性基因宿主识别与动态监测网络的构建。

图1：高温与中温AD对ARB和ARGs的去除效果

高温AD显著降低多种抗生素抗性细菌（ARB）浓度（A），并减少ARGs多样性（B）。28种ARGs亚型在MABA中被检出，高温消化后仅剩9种，磺胺类基因（sul1、sul2）表现出较高持久性。

图2：高温AD对移动遗传元件（MGEs）的抑制作用

高温条件下，噬菌体和整合/切除模块（含转座酶基因）丰度显著降低（p < 0.05），抑制ARGs的水平转移。MABA中MGEs总量为2515 ppm，高温消化后降至1961ppm。

图3：高温AD驱动的微生物群落与功能重塑

高温消化后，古菌（如Methanosarcina）占比提升至3.7%，Thermodesulfovibrionia和Synergistia类细菌富集（A）；功能预测显示孢子形成基因（sigE、spoIIP等）显著上调（B），增强菌体耐热性并限制MGEs传播。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2025.132037

DOI: 10.1016/j.biortech.2025.132037