抗生素将淹没佛罗里达州陷入困境的橙色果园

在接下来的一个月左右，佛罗里达州的橘子树将在白色的花朵中爆发，标志着另一个柑橘季节的开始。但今年，不同的东西将在风中飘荡。农民正在准备用数十万公斤的两种常见抗生素喷洒他们的树木，以对抗柑橘绿化，这种细菌疾病已经杀死了佛罗里达柑橘树十多年。

美国环境保护署(EPA)正在允许种植者使用链霉素和土霉素作为常规处理，每年多次喷洒树木，从今年春天的“第一次冲洗”开始。该州的种植者最终可能会使用多达44万公斤的毒品。尽管这些用于人类医学的化合物过去已经喷洒在其他作物上，并且有限量地应用于柑橘园，但这种应用的规模使得研究人员和公共卫生倡导者感到震惊。

“他们正在进行有限监测的巨大实验，”爱荷华市高级分析师Steven Roach说道，他是一个研究和倡导团体联盟，已经正式反对美国环保署的计划。

食品生产商要求增加抗生素的使用是一个令人惊讶的时刻。十多年来，围绕农业抗生素的政策对话一直侧重于减少。欧盟于2006年禁止在食用动物中使用这些药物作为生长促进剂，美国于2017年效仿。这些举措部分是因为抗生素在家畜中的使用效果良好：化合物引起出现抗性细菌可以污染肉类并通过粪肥传播到环境中。

公共卫生研究人员担心喷洒计划可能会刺激某些人类病原体的抵抗力。这是一个合理的担忧;例如，用于控制荷兰郁金香病的杀真菌剂，在免疫系统受损的人群中引发了耐药性曲霉病的上升。对于柑橘，研究图片是模糊的：一些小规模的测试和一些以前的剂量表明使用抗生素几乎没有什么害处 - 但也只有有限的证据表明药物会有很大的好处。

然而，种植者愿意尝试任何事情。柑橘绿化(也称为黄龙病，由CandidatusLiberibacter asiaticus引起)使佛罗里达柑橘产业陷入瘫痪：疾病到来之前几乎一半的产量已经被废弃，据估计，该州90%的土地已经被废弃了。柑橘树被感染了。“绝望的程度很高，”佛罗里达州柑橘研究与发展基金会(CRDF)首席运营官Rick Dantzler表示。

在这一点上，这两种药物已经在监管过程中发挥作用。含有土霉素的产品于12月获得美国环保署的批准，尽管1月份联邦停产对链霉素的最终批准已被搁置，但种植者可以在去年的紧急声明中使用它。

缺乏证据

关于在作物环境中长期使用这些药物的公开科学很少。“迄今为止尚未进行过任何研究，至少没有提交给EPA的研究，这些研究考察了这种用途是否会导致更大的阻力，”非营利组织中心的资深科学家Nathan Donley说。华盛顿奥林匹亚的生物多样性。

批评者特别胆怯，因为也没有令人信服的证据表明喷洒会使祸害陷入困境。这种疾病通过侵入性木虱昆虫传播，并通过树皮下的血管组织移动，这是一种难以进入的循环系统。自2016年以来对柑橘作物的紧急应用表明，抗生素可以减缓疾病进展，使种植者能够从受感染的树木中获得更多的收获。但这些药物并没有消除绿化。“没有银弹，”佛罗里达州Tequesta的AgroSource首席执行官兼总裁Taw Richardson表示，该公司生产一些可喷涂的产品。

更重要的是，没有人能够培养Ca.L. asiaticus在实验室里。因此，研究人员不得不依靠温室和田地的测试来评估抗生素控制疾病和抵抗风险的能力。

一项关于17项田间试验的AgroSource报告发现，喷洒的树木叶片损失减少了约30%，早期果实减少了20%(见go.nature.com/2hea1tu)。但由CRDF在线发布的48个现场试验汇编更为模棱两可(见go.nature.com/2u6dksg)。这些试验显示，无论树木果实产量多少，树木是否早期落叶或树木看起来更好还是更差，经过处理和未经处理的树林之间没​​有显着差异。

“似乎有许多种植者停止使用该产品，但仍有一些种植者认为他们正在获得显着的效益，”Dantzler说。

这些研究很难解释。田间试验充满变量：它们在商业林中进行，其中包含不同年龄的树木，不同的砧木和嫁接元素，种植者可以自由选择用哪种添加剂稀释活性化合物并鼓励它们粘在树上。

这种异质性延伸到少数关于抗生素抗性的研究。“每个人都在采用不同的方法，测量不同的东西，”罗马联合国粮食及农业组织食品安全和质量官员Jeffrey LeJeune说，该组织一直在研究向环境中释放抗生素。Dantzler说他希望CRDF有远见以系统的方式研究疗效。他说，到现在为止，它已经得到了答案。“事实上，我们只有基于种植者调查汇编的轶事证据。”

不要伤害

学术研究人员不同意生物危害或抗生素耐药性会产生多大影响。

佛罗里达大学盖恩斯维尔分校的微生物学家Graciela Lorca正在寻找柑橘绿化的替代疗法，他警告称抗生素比种植者认为的更具破坏性。“这些抗生素真的是广谱的，它们会杀死大量的细菌，”她说。这包括树木内和树上的微生物，这些微生物对于预防其他疾病或促进树木健康非常重要。

但加州大学河滨分校的植物病理学家James Adaskaveg认为风险很小。由于预期柑橘绿化到达加利福尼亚州的商业树林，他一直在大学的实验果园中对未受影响的树木进行抗生素试验。(与佛罗里达州一样，加利福尼亚州已寻求紧急豁免，允许在商业柑橘树上使用抗生素。但到目前为止，发现被感染的树只是非商业树木。)

Adaskaveg的研究尚未发表，尽管结果已发送给EPA。他说他在未经感染的柑橘树叶子和根部周围的土壤中采样柑橘种植者将采用柑橘种植者的一种时间表 - 在两种药物之间交替减少细菌适应的可能性。他发现细菌的整体数量或混合没有变化，也没有出现耐药性上升。他建议也许抗生素长期不能保持有效，因为它们被雨水冲刷掉，被阳光降解或被土壤中的酶变性。

弗吉尼亚州斯托克韦尔是俄勒冈州科瓦利斯市美国农业部的一名植物病理学家，并与LeJeune共同撰写了2018年关于抗生素环境影响的白皮书(见go.nature.com/2tbv6hi) -树木喷洒比牲畜饲喂的风险小。“你在土壤中发现的微生物与你在粪堆中发现的微生物非常不同，”她说。“而且粪便中的这些微生物所接触的抗生素的数量会比你在喷洒的树上或下面的土地上更高，并且更持久。”

但这也是一个假设。药物是否能够长期控制感染，以及它们是否同时引起抗药性，在佛罗里达州或加利福尼亚州开始喷洒之前无法得知 - 即便如此，除非有进取的科学家测量其影响，否则几乎无法理解。

美国环保署已经制定了一些规则来降低出现阻力的风险。喷涂每年限制几次;农场工人必须穿全套防护服;并且不能用未施肥的粪肥施肥。它还规定了重新评估该计划的七年期限，这是通常对农业化学品征收的时间的一半。

3月13日，Donley的团队和非营利性联合会美国公共利益研究小组向美国环保署发出了45,000名反对这些措施的人签署的请愿书。除非心脏发生规则性改变，否则喷洒可能会增加。但科学家正在寻求其他解决方案，包括改进杀虫剂或生物控制以杀死昆虫载体，营养支持以保持树木更健康，更有针对性的传递机制，例如将药物直接注入树木的血管系统。

长期的希望是，科学家可以培育出一种具有抗细菌保护作用的树木。但这不会很快发生，丹兹勒说。“在我们到达那里之前，不幸的是我们距离它还有几年的时间，我们必须找到一些方法来保持这个行业的活力。”