图1 采用强化水解预处理技术的土霉素药厂（a：1000m3/天，b：800m3/天）
在国家自然科学基金项目（批准号：21590814、21437005、21277162、51178449、20877085）等资助下，中国科学院生态环境研究中心杨敏研究员团队近20年来，一直致力于抗生素生产废水处理系统的研究，发现制药废水处理系统是抗生素抗性发展的热区，单一的抗生素就会导致环境细菌产生多重耐药性。
世界卫生组织已将抗生素抗性列为本世纪健康领域的最大挑战之一。阐明抗生素胁迫下环境中耐药性发展机制,提出有效的耐药性阻断策略是环境科学领域的前沿科学问题。
该团队率先针对土霉素等典型抗生素生产废水处理系统开展研究，综合应用分离筛选与高通量测序技术及生物信息学手段，在细菌群落水平上揭示了不同类型抗生素压力下，废水处理系统中抗性发展机制的差异。研究发现，I型整合子在链霉素压力下主导活性污泥微生物群落中氨基糖苷类抗性基因的水平转移，质粒（pAeca1和pAeca2）和Tn3家族转座子（Tn6433）在土霉素压力下四环素类抗性基因tet(E)的水平转移中发挥着重要作用，而对宿主细菌的选择是替加环素压力下抗性发展的主要机制。
根据抗生素药效官能团易水解的特性，该团队研发出基于强化水解的预处理技术，可定向破坏抗生素活性官能团，消除生物处理抗性发展驱动力，阻断耐药性环境传播。相关技术在河北省两个土霉素生产废水处理系统工程改造中得到成功应用（图1），实现抗生素减排919吨/年，抗性基因消减83%。
系列研究成果发表在《环境科学与技术》[Environ. Sci. Technol. (2020, 54(11), 6781-6791) ]、《水研究》[Water Res. (2020, 183, 116088; 2020, 187, 116408) ]、《环境国际》[Environ. Int. (2020, 140, 105816)]、《化学工程杂志》[Chem. Eng. J (2020, 391,123626)]等杂志上，获授权专利6项。并应世界卫生组织（WHO）邀请作为责任专家参与《关于防止感染和减少抗生素耐药性传播的水、环境卫生、个人卫生和废水管理技术导则》的编制，为全球制药业的耐药性传播风险管理提供指导。