浅谈中药有效成分对细菌生物被膜的影响作用

浅谈中药有效成分对细菌生物被膜的影响作用

摘要：为了了解我国关于中药有效成分对细菌生物被膜的研究，通过阅读大量

的文献，对该方面的研究有了一定的了解。

关键词：细菌，生物被膜，中药，有效成分

（一）前言

细菌生物被膜（或称细菌生物膜Bacterial biofilm，BF），根据《Annu Rev Microbiol》等权威期刊所归纳发表的定义，生物薄膜是指细菌粘附于接触表面，分泌多糖基质、纤维蛋白、脂质蛋白等，将其自身包绕其中而形成的大量细菌聚集膜样物。多糖基质通常是指多糖蛋白复合物，也包括由周边沉淀的有机物和无机物等。除了水和细菌外，生物被膜还可含有细菌分泌的大分子多聚物、吸附的营养物质和代谢产物及细菌裂解产物等，大分子多聚物如蛋白质、多糖、D N A、R N A、肽聚糖、脂和磷脂等物质。是细菌为适应自然环境有利于生存的一种生命现象,由微生物及其分泌物积聚而形成。

在特定的条件下，细菌可以形成生物被膜，包被有生物被膜的细菌称为被膜菌。被膜菌无论其形态结构、生理生化特性、致病性还是对环境因子的敏感性等都与浮游细菌有显著的不同，尤其对抗生素和宿主免疫系统具有很强的抵抗力，从而导致严重的临床问题，引起许多慢性和难治性感染疾病的反复发作。细菌生物被膜粘附在各种医疗器械及导管上极难清除，以至引发大量的医源性感染。

被膜菌的耐药机制是多方面的，并且因微生物个体的不同，其机制也不尽相同。目前关于细菌生物被膜的耐药机制研究比较认同于以下３个解释。

1营养限制学说

营养限制学说，即被膜菌生长速度减慢、生物被膜内营养物质、氧气的消耗以及代谢废物的聚集都可促使细菌进入一种非生长状态，也称为饥饿状态。这种状态下的细菌对抑制其生长的抗生素几乎完全不敏感。但是也有研究表明，在控制微生物生长速度时，处于相同生长速度的被膜菌株和浮游菌株，耐药性仍然有较大的差别，因此单独用被膜菌的生长速度来解释其耐药性，显然还不能得到满意的结论。

2抗生素渗透障碍学说

抗生素渗透障碍学说，细菌生物被膜一个很明显的特征就是细菌密度高，细菌之间的空间狭小，并能合成数量和成分与浮游细菌差别很大的胞外基质。不溶于水的胞外多糖是其中的主要成分，构成被膜菌生长的外环境，其三维生物被膜结构能够对被膜菌形成有效的保护。生物被膜中大量的胞外基质以及菌株之间的狭小空间，成为阻碍抗生素穿透生物被膜的一道屏障。在这种状态下，抗生素只能杀灭生物被膜表面的浮游细菌，而不能充分渗透到深部细菌以形成有效的浓度。这些细菌形成菌囊样结构，成为慢性感染的重要原因。

3被膜菌独特的表型结构学说

被膜菌独特的表型结构学说，在生物被膜形成菌中，研究最为深入的是铜绿假单胞菌。铜绿假单胞菌独特的生物学特性，与其生物被膜形成及高耐药性密切相关。在铜绿假单胞菌生物被膜形成过程中，细胞间信号传导系统(LasR~LasI信号系统) 起关键作用，该系统主要参与细菌生物被膜的分化，细菌密度感应系统是细菌通过监测其群体的细胞密度来调节其特定的基因表达，以保证生物被膜中营养物质的运输和废物的排出，避免细菌过度生长而造成空间和营养物质缺乏。酰化高丝氨酸内酯

(acyl-homoserine lactone,AHL)已被证实为生物被膜内细胞间主要的信号传递分子。通过体外研究发现，细菌群体感应系统健全的细菌能够产生有效抗菌的生物被膜；而群体感应系统缺陷的细菌，则不能产生完全的生物被膜，如果在群体感应系统缺陷的细菌中加入AHL，则细菌就又恢复了产生完整生物被膜的能力。如果在群体感应系统健全的细菌中加入群体感应拮抗剂，则形成结构稀松的不完整的生物被膜。

（二）研究概况

目前，我国对细菌被膜的研究很多，特别是在中药有效成分对细菌生物被膜的研究方面取得了可喜的成绩，先将几年来我国的研究状况做一个简单的介绍：

1黄连解毒汤对体外白念珠菌生物被膜形成的影响【1】

有学者采用结晶紫染色法和MTT法评价白念珠菌生物膜的体外生长动力学，微量稀释法检测黄连解毒汤对白念珠菌悬浮菌及其生物膜的以及作用以及药物包被对白念珠菌生物膜形成作用。结果显示，生物膜内白念珠菌数量随培养时间的延长而增加。黄连解毒汤对白念珠菌悬浮菌的最低抑菌

浓度50%（MIC

50）为3.125mg/ml，对生物膜的SMIC

50

与SMIC

80

分别为3.125

和6.25mg/ml。药物包被浓度在1.56mg/ml以上时对其生物膜形成的抑制作

用有显著性。这些研究表明：黄连解毒汤对体外白念珠菌生物膜具有明显的抑制作用。

2盐酸小檗碱对表皮葡萄球菌生物被膜形成抑制作用【2】

廖璞，马永鹏等学者为了研究盐酸小檗碱对表皮葡萄球菌形成生物被摸所需基因的抑制作用和生物被膜形成前后蛋白质分子的表达差异，采用构建表皮葡萄球菌生物被膜阳性模型你，用快速银染法鉴定盐酸小檗碱作用前后表皮葡萄球菌生物被膜形成情况，以1000ug/ml盐酸小檗碱、3mg/ml 万古霉素、环丙沙星和红霉素分别处理生物被膜模型，采用real-timePCR 方法检测药物作用前后葡萄球菌icaA基因和agr基因的表达变化；用改良双向电泳技术对500ug/ml盐酸小檗碱作用前后细菌的总蛋白质进行分离。结果发现在合适的培养条件下，表皮葡萄球菌生物被膜形成阳性，表皮葡萄球菌生物被膜模型构建成功。盐酸小檗碱对icaA基因和agr基因表达存在抑制作用，与未经药物处理组比较，P均<0.05；其中对agr基因抑制作用不及万古霉素、环丙沙星及红霉素（P均<0.05），各药物处理组对icaA 基因的抑制作用无统计学意义。通过电泳分离，共得到23各差异表达的蛋白质分子，其中13个仅在药物处理组表达升高，有10个仅在非药物处理对照组表达升高。由此可以得出这样的结论：中药单体盐酸小檗碱对表皮葡萄球菌形成生物被膜关键基因的表达具有弱的抑制作用，通过二维电泳分离得到的差异表达蛋白分子为后续细菌耐药机制的研究奠定基础。

3鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌生物被膜作用的研究【3】

官妍，汪长中等老师为了为表皮葡萄球菌生物被膜引起的感染提供新的治疗途径，利用XTT减低法评价鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌初始粘附及生物被膜内细菌代谢的影响，镜下观察该药对表皮葡萄球菌生物被膜的形态

学影响，结果发现鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌生物被膜的AMIC

50和SMIC

80

分别为62.5和1000mg/L质量浓度鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌早期粘附有抑制作用；500mg/L质量浓度的鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌生物被膜的形态有显著影响。由此，他们得出结论：鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌生物被膜的形成及粘附均具有抑制作用。

4牡丹皮水煎剂对体外白念珠菌生物被膜的抑制作用【4】

汪长中，程慧娟，官妍等老师采用体外构建白念珠菌生物膜并采用XTT 减低法评价牡丹皮水煎剂对白念珠菌成熟生物膜影响以及包被生物材料胡菌生物膜形成的影响，结果显示，牡丹皮水煎剂对白念珠住悬浮菌的MIC

为1.56mg/ml；对白念珠菌生物膜SMIC

50与SMIC

80

分别是3.12和6.25mg/ml；

药物包被96孔板对白念珠菌生物膜形成有一定的抑制作用由此可以表明目的皮水煎剂对体外白念珠菌生物膜有较强的抑制作用。

5没食子酸抑制白念珠菌生物被膜作用的研究【5】

汪长中，程慧娟，官妍等老师采用XTT减低法评价没食子酸对白念珠菌生物膜及粘附性的影响；镜下观察没食子酸对白念珠菌生物膜的形态学影响；细胞毒实验监测该药的毒副作用。结果：没食子酸抑制白念珠菌生物

膜最低药物浓度SMIC

50，SMIC

80

分别是500，10000mg/L；100,1000mg/L的没

食子酸对白念珠菌的早期粘附及菌丝生长有抑制作用；没食子酸对人细胞毒性较弱。由此，这些老师得出这样一个结论：没食子酸对体外白念珠菌生物膜有较强的抑制作用。

6连翘苷和黄芩苷对表皮葡萄球菌生物膜抑制作用的研究【6】

为了得到表皮葡萄球菌生物膜引起的干染的新的治疗途径，官妍，汪长中，程慧娟等老师采用体外构建表皮葡萄球菌生物膜，XTT减低法评价连翘苷和黄芩苷对表皮葡萄球菌初始粘附及生物膜内细菌代谢的影响，显微镜下观察用药后表皮葡萄球菌生物膜形态和结构改变。结果显示：连翘苷和黄芩苷对表皮葡萄球菌生物膜的早期粘附均无抑制作用；连翘苷对表皮葡萄球菌生物膜菌的SMIC

50

为31.25ug/ml，而黄芩苷对表皮葡萄球菌生物膜代谢无影响；在显微镜下观察，连翘苷使部分表皮葡萄球菌被膜的形态发生改变，而黄芩苷对其形态影响不显著。他们得出的结论为：连翘苷对表皮葡萄球菌生物膜的初始粘附阶段无抑制作用，对生物膜菌的代谢和生物膜形态菌有显著影响；黄芩苷对表皮葡萄球菌生物膜无显著作用。

7苦参碱对表皮葡萄球菌生物被膜作用初探【7】

官妍，汪长中，程慧娟，马越等老师通过中药有效成分苦参碱对表皮葡萄球菌生物被膜抑制作用的研究，为表皮葡萄球菌生物被膜引起的想感染提供新的治疗途径。采用XTT减低法评价苦参碱对表皮葡萄球菌初始粘附及生物被膜内细菌代谢的影响，镜下观察该药对表皮葡萄球菌生物被膜的

形态学影响。结果表明：苦参碱对表皮葡萄球菌生物被膜菌的SMIC

50和SMIC

80

分别为62.5mg/L和500mg/L；1000mg/L浓度的苦参碱对表皮葡萄球菌早期粘附有抑制作用；250mg/L浓度的苦参碱对表皮葡萄球菌生物被膜的形态有显著影响。由此可见，苦参碱对表皮葡萄球菌生物被膜的形成与粘附均有抑制作用。

除了上述这些研究之外，还有很多关于对细菌真菌生物被膜的研究，比如官妍，汪长中，程慧娟等老师的中药复方百肤青对细菌阴道病生物膜渗

透性的影响【8】和中药水体物对白念珠菌生物膜抑制作用的研究【9】，靳嘉巍、张力、查锡良等的葡萄糖对葡萄球菌生物被膜形成的影响及调节机制的研究【10】，何敏、廖璞等的盐酸小檗碱对表皮葡萄球菌生物被膜形成及相关基因表达的抑制作用【11】，但是，要对生物被膜有一个更深刻的认识，还需要我们有更进以步的研究和努力。

参考文献

[1] 汪长忠，程慧娟，徐颖，等。黄连解毒汤对体外白念珠菌生物被膜的影响。上海中医药杂志，2008,42（2）：63-65

[2] 廖璞，马永鹏，等。盐酸小檗碱对表皮葡萄球菌生物被膜形成抑制作用。临床检验杂志，2011,29（4）272-275

[3] 官妍，汪长中，等。鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌生物被膜作用的研究。中国药学杂志，2011,46（10）:733-737

[4] 汪长中，程慧娟，官妍，等。牡丹皮水煎剂对体外白念珠菌生物被膜的抑制作用。微生物学杂志，2009,29（2）：67-71

[5] 汪长中，程慧娟，官妍，等。没食子酸抑制白念珠菌生物被膜作用的研究。中国中药杂志，2009，34（9）1137-1139

[6] 官妍，汪长中，程慧娟，等。连翘苷和黄芩苷对表皮葡萄球菌生物膜抑制作用的研究。中国微生态学杂志，2010,22（10）：886-893

[7] 官妍，汪长中，程慧娟，马越，等。苦参碱对表皮葡萄球菌生物被膜作用初探。卫生学通报，2011,38（1）91-96

[8] 官妍，汪长中，程慧娟，等。中药复方百肤青对细菌阴道病生物膜渗透性的影响。辽宁中医杂志，2007，34（2）236-237

[9] 官妍，汪长中，程慧娟，等。中药水体物对白念珠菌生物膜抑制作用的研究.中国微生态学杂志，2009,21（11）965-969

[10] 靳嘉巍、张力、查锡良，等。葡萄糖对葡萄球菌生物被膜形成的影响及调节机制的研究。微生物学报，2005，45（3）：431-435

[11]何敏，廖璞，伊一兵，左帜健。盐酸小檗碱对表皮葡萄球菌生物被膜形成及相关基因表达的抑制作用。第三军医大学学报，2009,31（19）：1872-1875

细菌生物膜研究进展 (1)

306 中国医学文摘耳鼻咽喉科学 NEWS AND REVIEWS/November 2009, Vol.24, No.6 专题论坛 抗生素的合理应用 EATURE 1 生物膜的概念 细菌生物膜是指在多聚糖、蛋白质和核酸等组成的基质内相互粘连粘附于物体表面的细菌群体[1]。生物膜可以由一种或几种细菌混合生长而成。乳酸乳球菌与萤光假单胞菌混合形成的生物膜就是一个典型的例子。乳酸乳球菌自身不易形成生物膜，但可以提供给萤光假单胞菌乳酸作为养料，而萤光假单胞菌帮助乳酸乳球菌固定在物体表面，并且消耗氧气为乳酸乳球菌这一厌氧菌提供更合适的生长环境[2]。 生物膜的生命周期分为附着、生长和分离3部分。附着阶段，物体表面的血清蛋白和其他物质作为连接物介导细菌的附着；生长阶段，细菌通过分裂并在物体表面定植，生成聚合物基质，使得生物膜形成三维结构，并形成隧道，这些隧道帮助营养物质的交换以及废物的排出，并调节生物膜内的pH 值。生物膜中的细菌对氧气和营养的需要有所减少，废物通过其内的管道得以排出。生物膜内细菌间的紧密接触为携带耐药基因的质粒的交换和对密度感应分子的交流提供了良好环境。生物膜内的细菌间更利于质粒、酶和其他分子的交换，通过化学信号进行交流。生物膜的形成需要细菌间的化学信号进行协调。使得细菌能感知到周围细菌的存在并对环境变化作出相应的反应。这一过程称为密度感应（quorum-sensing ）。虽然不同细菌的生物膜有其特异性，但均具有一些普遍的结构特征。生物膜中细菌形成的微菌落间具有间隙空位（interstitial voids ），液体可在这些间隙中流动，使得营养物质、气体和抗菌药物得以扩散。生物膜的结构随着外部和内部的改变而持续变化。 2 生物膜与临床 99%的细菌以生物膜的形式生活，美国疾病控制与预防中心估计至少65%的人类细菌感染与生物膜有关[3]。生物膜已经被证实与慢性中耳炎、中耳胆脂瘤、慢性腺样体炎[1]等疾病相关。Pawlowski 等[4]于2005年在耳蜗植入体上发现了细菌生物膜。Cryer 等[5]于2004年发现一些慢性鼻窦炎手术治疗后症状仍持续 细菌生物膜研究进展 郑波 [关键词]　生物膜（Bio ?lms ）；抗药性，细菌（Drug Resistance ，Bacterial ） 郑波 北京大学第一医院临床药理研究所，北京　100034 广东人，副教授，副主任医师，主要从事细菌耐药机制和抗菌药物合理应用的研究工作。Email ：doctorzhengbo@https://www.sodocs.net/doc/4316715244.html, 的患者鼻窦中存在生物膜，这些患者主要为铜绿假单胞菌感染。Ramadan 等[6]于2005年对5位慢性鼻窦炎患者进行黏膜活检，对标本进行扫面电镜检查均发现有生物膜的存在。此外，生物膜已被证实与下列感染有关：慢性前列腺炎、导管相关感染、人工关节感染、牙周病、心内膜炎以及囊性纤维化患者的假单胞菌肺炎等。 3 生物膜与抗菌药物耐药 生物膜内细菌对抗菌药物的敏感性较游离状态时显著降低，最低可降低1000倍。其原因包括生物膜的结构阻止了药物的传输或生物膜中的细菌的生理学改变等。以前一直认为生物膜介导的对抗菌药物耐药的原因是抗菌药物难以渗透入生物膜。但一些研究否认了这一假设。研究显示喹诺酮类可以很快的渗透到铜绿假单胞菌和肺炎克雷白杆菌生物膜的深部[7，8]，四环素可很快的渗透到大肠埃希菌生物膜内，万古霉素可以很快渗透到表皮葡萄球菌生物膜内。目前唯一得到证实的是氨基糖苷类药物，由于生物膜中的基质带负电荷，而氨基糖苷类带有正电荷，因此氨基糖苷类药物难以渗透到生物膜的深部[9]。 生物膜对β内酰胺类耐药性增加的机制之一是细菌产生的β内酰胺酶在生物膜表面基质内聚集，可达到很高的浓度，能迅速的将渗透进生物膜内的β内酰胺类抗生素水解掉，有效保护深部细菌不被β-内酰胺类抗菌药物灭活[10]。有研究证实氨苄西林会被肺炎克雷白杆菌生物膜表层中聚集的β内酰胺酶快速水解。 生物膜造成的缺氧环境也增加了对抗菌药物耐药性。一项在囊性纤维化患者生成的铜绿假单胞菌生物膜的研究显示氧气仅能渗透到生物膜的25%深度。铜绿假单胞菌在厌氧条件下比在有氧条件下对抗菌药物的敏感性明显降低[11]。 由于很多抗菌药物对繁殖期细菌杀伤作用更强大，如青霉素类、头孢菌素类和碳氢霉烯类等。在生物膜深部的细菌受氧气、营养物质缺乏的影响及可能存在的密度感应系统的调控，使得细菌的生长、繁殖速度下降，影响抗菌药物对其作用。因此在抗菌药物作用下，生物膜中相对敏感的细菌会被杀死，但耐药菌会持

考点3 生物膜系统结构与功能统一性的理解及应用

考点3生物膜系统结构与功能统一性的理解及应用 题组一细胞膜的结构与功能 1．(2016·全国丙，1)下列有关细胞膜的叙述，正确的是() A．细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的 B．细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同 C．分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象 D．膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的 答案 C 解析主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧，以保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，A错误；细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同，例如细胞膜上有糖蛋白，线粒体膜上有与有氧呼吸有关的酶等，B错误；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，D错误。 2．(地方卷重组)判断下列关于细胞膜的结构和功能的相关叙述： (1)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇，而功能主要由膜蛋白决定(2010·山东，4AB)(×) (2)蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离过程未体现生物膜的信息传递功能(2013·天津，1A)(√) (3)在A、B、C三图中，靶细胞对信息的接受具有相似的结构基础——受体，其化学成分为蛋白质，因其具有特定的空间结构而具有特异性(2012·上海，64改编)(√) 题组二生物膜系统的结构与功能的联系 3．(地方卷重组)判断下列相关叙述： (1)叶肉细胞内O2的产生一定发生在生物膜上，而[H]的消耗、ATP的生成和水的产生不一定发生在生物膜上(2016·四川，1改编)(√) (2)真核细胞具有一些能显著增大膜面积、有利于酶的附着以提高代谢效率的结构，如神经细胞的树突(2013·山东，1A)(×) (3)膜蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关(2014·江苏，3C)(√)

细菌生物膜造模步骤

Polymicrobial infections in mice. Bacterial cultures were grown overnight and then subcultured the following day into fresh media appropriate for each bacterium.Three milliliters of each culture was pelleted and washed three times with phosphate-buffered saline (PBS) to remove residual medium and toxins. Bacterial suspensions were diluted in PBS to give a final concentration of 2×106 to 3×107 CFU/ml (as determined by serial dilutions and plating of the PBS suspensions of bacteria). The polymicrobial infections for the young and aged diabetic mice were separated into eight experimental groups, as shown in Table2. One hundred-microliter samples of each bacterial suspension (2×105 to 3×106 CFU), singly or in combination, were injected subcutaneously into the inner thighs of the mice, as previously described (7). Each experimental group (Table2) was comprised of 24 mice. At 1, 8, and 22 days postinjection, eight mice from each experimental group were euthanized by cervical dislocation following the induction of deep anesthesia with 100% CO2 gas. Six mice were used for the determination of the number of CFU in the injection area; the remaining two mice were used to assess the pathology of the injection site. Blood from all mice was removed from the caudal vena cava and/or directly from the heart and placed in blood vials containing EDTA. These samples were sent to a reference labo-ratory (Ani Lytics, Inc., Gaithersburg, MD) for determining complete blood cell counts. From six of the mice, the tissue surrounding the area at the site of injection was excised and the spleens were removed. Each sample was homogenized using a tissue homogenizer and resuspended in a final volume of 1 ml of PBS. Appropriate dilutions were plated on a selective medium specific for growth of each of the three organisms used. E. coli-containing samples were plated on eosinmethylene blue agar (Becton Dickinson, Cockeysville, MD) and incubated aerobically at 37°C overnight. B. fragilis-containing samples were plated on Bacteroides bile esculin agar (Becton Dickinson, Cockeysville, MD) and incubated anaerobically at 37°C for approximately 2 days. C. perfringens-containing samples were plated on either tryptose-sulfate cycloserine agar base (EM Science, Gibbstown, NJ) or Shahidi Ferguson Perfringens agar base (Becton Dickinson, Sparks,MD) and incubated anaerobically at 44°C for 8 to 12 h. The remaining two mice were necropsied, and the area of injection and spleens were examined for pathological changes in the infection. Five-micron-thick sections of the abscess area were stained with hematoxylin and eosin and mounted on microscope slides. Experim ental protocols involving mice were examined and approved by the Virginia Tech Institutional Animal Care and Use Committee.

浅谈中药有效成分对细菌生物被膜的影响作用

浅谈中药有效成分对细菌生物被膜的影响作用 摘要：为了了解我国关于中药有效成分对细菌生物被膜的研究，通过阅读大量 的文献，对该方面的研究有了一定的了解。 关键词：细菌，生物被膜，中药，有效成分 （一）前言 细菌生物被膜（或称细菌生物膜Bacterial biofilm，BF），根据《Annu Rev Microbiol》等权威期刊所归纳发表的定义，生物薄膜是指细菌粘附于接触表面，分泌多糖基质、纤维蛋白、脂质蛋白等，将其自身包绕其中而形成的大量细菌聚集膜样物。多糖基质通常是指多糖蛋白复合物，也包括由周边沉淀的有机物和无机物等。除了水和细菌外，生物被膜还可含有细菌分泌的大分子多聚物、吸附的营养物质和代谢产物及细菌裂解产物等，大分子多聚物如蛋白质、多糖、D N A、R N A、肽聚糖、脂和磷脂等物质。是细菌为适应自然环境有利于生存的一种生命现象,由微生物及其分泌物积聚而形成。 在特定的条件下，细菌可以形成生物被膜，包被有生物被膜的细菌称为被膜菌。被膜菌无论其形态结构、生理生化特性、致病性还是对环境因子的敏感性等都与浮游细菌有显著的不同，尤其对抗生素和宿主免疫系统具有很强的抵抗力，从而导致严重的临床问题，引起许多慢性和难治性感染疾病的反复发作。细菌生物被膜粘附在各种医疗器械及导管上极难清除，以至引发大量的医源性感染。 被膜菌的耐药机制是多方面的，并且因微生物个体的不同，其机制也不尽相同。目前关于细菌生物被膜的耐药机制研究比较认同于以下３个解释。 1营养限制学说 营养限制学说，即被膜菌生长速度减慢、生物被膜内营养物质、氧气的消耗以及代谢废物的聚集都可促使细菌进入一种非生长状态，也称为饥饿状态。这种状态下的细菌对抑制其生长的抗生素几乎完全不敏感。但是也有研究表明，在控制微生物生长速度时，处于相同生长速度的被膜菌株和浮游菌株，耐药性仍然有较大的差别，因此单独用被膜菌的生长速度来解释其耐药性，显然还不能得到满意的结论。 2抗生素渗透障碍学说

生物膜耐药机制

细菌生物膜的耐药性机制的研究近况 随着抗生素的广泛应用,细菌对抗生素产生的耐药现象日益加重, 给临床抗感染治疗带来了极大的挑战。近年来细菌对抗生素的耐药现象日益严重, 随着对生物膜研究的深入,发现细菌对抗生素的耐药性不仅与耐药菌株的大量产生有关,亦与致病菌在体内形成生物膜有关。近些年来,对细菌生物膜的基础研究和临床研究成为国内外细菌耐药研究热点,本文在前人的研究基础上,对生物膜的耐药机制作综述,为了更好指导临床治疗方案。 细菌生物膜(Bacterial Biofilm ,BF) 是细菌在生长过程中为适应生存环境而不可逆的粘附于非生物或生物表面形成的一种与浮游细胞(plank tonic cell)相对应的生长方式,由细菌和自身分泌的胞外基质组成。BF的耐药机制不同于浮游菌，有效浓度的抗菌药物能迅速杀死浮游生长的细菌和BF表面的细菌，但对BF深处的细菌却难以有效杀灭。当细菌以BF形式存在时耐药性明显增强(10一1000 倍),抗生素应用不能有效清除BF,还可诱导耐药性产生。BF通过多种机制参与耐药形成, 不同机制间还存在协同作用[1]。 1 抗菌药物渗透障碍 BF中的细菌合成的胞外基质及水不溶性胞外多糖等物质构成的细菌生物膜独特三维结构,是BF 细菌的保护装置,成为抗菌药物向BF 和BF 细菌菌体内渗透的天然屏障。BF的物理性阻碍作用,降低了菌体内抗菌药物的浓度,从而表现出耐药性。改变金黄色葡萄球菌胞外多糖中特定季铵盐疏水键长度,增加其疏水,该菌株的耐药性亦增高;若去除疏水基质,则对多数抗菌药物敏感。此外,胞外多糖所带的负电荷,可与带正电荷的抗菌药物结合,而阻止药物的进一步渗透。氟化喹啉虽易穿透生物膜,但也不能完全清除细菌生物膜内的细菌。这一现象表明,BF 阻止抗菌药物渗透,只是其耐药机制的一个方面[2]。 2 特殊的微环境药物活性调节与生物膜中细胞的生长速度密切相关，抗生素对快速生长细胞更有杀伤力。生物膜中的营养成分、代谢产物浓度、渗透压和氧浓度等，自外向内呈梯度下降。这种特殊微环境和营养条件，使其中的细菌生长速度较游离菌和浮游菌明显缓慢。深层的细菌很难获得养分和氧气，代谢产物难以排出而堆积，因此，这些生物膜菌代谢活性很低，甚至处于休眠状态，菌体较小，不进行频繁的细胞分裂，对各种理化刺激、应激反应及药物均不敏感。Schauder等[3]发现当使用抗生素治疗时，生长快速的外层或表层细菌最敏感，首先被杀死；生长缓慢者敏感性下降，大部分被杀死；而生长停滞者则不敏感，待抗生素治疗停止后，残存细菌利用死亡细菌作为营养源迅速繁殖形成新的生物膜，这使感染反复发作，难以控制。 3 BF特殊的生物膜表型生物膜细菌与浮游菌相比,出现了生物膜环境所特有的基因表达模式,即对生长表面的粘附触发了部分细菌亚群基因表达的变化, 使其生物学行为也随之改变, 这称为生物膜表型。生物膜特有的表型能够激活其耐药机制。目前从mRNA 水平和蛋白水平寻找生物膜状态和浮游状态下基因表达的差别,是生物膜研究的一个热点。白色念珠菌拥有的编码外排泵的MDR 基因和耐药性相关基因——CDR 基因家族, 在生物膜中表达均有增强, 可能引起细胞膜上外排泵数目增多或活性增强, 导致生物膜中的菌株出现耐药性。而人工敲除细菌中的这些耐药性基因, 所培养的浮游菌株耐药性下降, 生物膜菌株耐药性却没有明显下降,表明耐药性并不是单一的耐药性基因所控制的

国内外感染伤口细菌生物膜处理方式的研究进展

国内外感染伤口细菌生物膜处理方式的研究进展 细菌生物膜是感染伤口迁延不愈，手术及局部给药治疗效果不佳的主要原因之一。目前临床上普遍使用的处理伤口细菌生物膜的方法有局部机械清创法、负压疗法、局部药物等，虽具有一定的治疗效果，但细菌生物膜仍是目前临床治疗慢性感染的棘手问题。近年来，国内外学者提出了一些新的治疗方法及理念，如光动力学治疗、低能量光疗、乙酸及抗菌肽等的使用，本文综述了国内外感染伤口细菌生物膜处理的研究进展，以期为目前生物膜的临床治疗与护理带来启发。 Abstract：Bacterial biofilm is one of the main reasons for the unhealing of infection wound，the poor effect of operation and local administration.At present，the methods of treating bacterial biofilm in clinic are local mechanical debridement，negative pressure therapy，local medicine and so on. Although it has certain therapeutic effect，bacterial biofilm is still a thorny problem in clinical treatment of chronic infection.In recent years，scholars at home and abroad have put forward some new treatment methods and ideas，such as photodynamic therapy，low-energy phototherapy，acetic acid and antimicrobial peptides，etc.This article reviews the research progress of bacterial biofilm treatment in infected wounds at home and abroad in order to bring inspiration to the clinical treatment and nursing of biofilm. Key words：Bacterial biofilm；Infected wound；Photodynamic therapy；Low energy phototherapy；Antimicrobial peptide 傷口细菌生物膜（bacterial biofilm）因其独特的组织结构，对抗生素以及其它一些抗菌物质有着极强的耐药性[1]。美国疾控中心数据表明，65%～80%的伤口感染都与细菌生物膜有关[2]。而细菌生物膜也成为了感染伤口迁延不愈，手术及局部给药治疗效果不佳的主要原因之一。目前临床上普遍用来处理伤口细菌生物膜的方法包括局部机械清创法，破坏菌膜、生物工程替代疗法、负压疗法、局部药物等治疗方法，以上方法虽均具有一定的治疗效果，但细菌生物膜仍是目前临床治疗慢性感染的棘手问题。近年来，国内外医学专家通过对细菌生物膜产生的机制和其对伤口愈合的不利影响，以及如何消除伤口生物膜的方法进行了研究，并提出了一些新的治疗方法及理念，这些会对目前生物膜的临床治疗与护理带来启发，现综述如下。 1细菌生物膜产生的机制及特性 细菌生物膜是微生物有组织生长的聚集体，指细菌不可逆的附着于一个惰性或活性的实体表面，进而繁殖、分化，并分泌一些多糖（EPS）基质，将菌体群落包裹其中而形成的细菌聚集体膜状物。单个生物膜可由一种或多种不同的微生物组成，包括细菌，还包括真菌、病毒、蛋白质、细胞外DNA等多种成分[3]。 生物膜的形成是一个动态[4]的过程，主要分以下3个阶段：微生物附着于创面，EPS的分泌和菌落的形成，以及菌落细胞的成熟与传播。当生物膜内环境

生物膜

生物膜 介绍：本文介绍了什么是生物膜以及它们在阻碍伤口愈合过程中所起到的重要作用。此外，还探讨了可能的干预方法，旨在清除或减少生物膜，并预防其在伤口再次形成。 什么是生物膜： 生物膜是一种微生物群落复合体，由细菌和真菌组成。微生物能合成并分泌一种保护性基质，通过它将生物膜牢固的附着在活体或非活体表面。 生物膜是一种动态的异种群落复合体，处于不断变化的状态，它们可能由单一种群细菌或真菌组成，大多数情况下，由多种群组成，比如包含多种多样的菌群。基本上，可将生物膜描述成细菌隐藏在一层厚厚的黏滑的保护层中，保护层由糖类和蛋白质组成。生物膜保护层可保护微生物免受来自外界的危害。 生物膜与伤口有什么联系？ 一直以来都认为生物膜可在医疗器械表面形成，例如导尿管、气管插管、鼓膜通气管、骨科与胸部植入物、角膜接触镜、子宫内避孕器（IUDs）以及缝合线。它们是导致潜在的细菌感染和慢性炎症的主要原因，如牙周炎、囊性纤维化、慢性痤疮以及骨髓炎。 生物膜还常见于伤口，并在某种程度上会延迟伤口愈合进程。通过电子显微镜对慢性伤口与急性伤口的活组织检查发现，60%的慢性伤口含有生物膜结构，而急性伤口只有6%含有生物膜结构。据报道，生物膜是导致多种慢性炎症性疾病的主要因素，那么极有可能几乎所有的慢性伤口上至少有部分创面含有生物膜菌群。 生物膜是如何形成的？ 阶段一：可逆的表面粘附 微生物通常被认为处于孤立的自由漂浮状态（如浮游型）。然而，在自然条件下，大部分微生物倾向于粘附在物体表面上，并最终形成生物膜。最初的粘附是可逆的。 阶段二：永久性表面粘附 随着细菌的繁殖，它们粘附的更加牢固（定植），发生变异，改变基因表达模式以提高生存能力。这通常是一种被称为细菌群感效应（Quorum sensing）的细菌通讯的结果。 阶段三：黏滑保护性基质/生物膜 一旦牢固地附着在表面上，细菌开始分泌一种包围基质，即细胞外聚合物（EPS）。 这是一种保护性基质或称为“黏质物”。这样，小菌落形成最初的生物膜。 EPS的准确成分因所含的不同微生物而异，但通常由多糖、蛋白质、糖脂和细菌DNA 所组成。一般认为存活的或死去的细菌释放的细菌DNA是构成生物膜细胞外聚合物（EPS）基质的重要组成部分。细菌分泌出各种蛋白质和酶帮助生物膜牢固的粘附在伤口创面上。

结核分枝杆菌生物膜研究进展

Hans Journal of Medicinal Chemistry 药物化学, 2018, 6(3), 78-84 Published Online August 2018 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/4316715244.html,/journal/hjmce https://https://www.sodocs.net/doc/4316715244.html,/10.12677/hjmce.2018.63011 Advances on Research of Mycobacterium tuberculosis Biofilms Menglan Gan, Renfeng Wang, Zaichang Yang* School of Pharmacy, Guizhou University, Guiyang Guizhou Received: Aug. 1st, 2018; accepted: Aug. 15th, 2018; published: Aug. 22nd, 2018 Abstract Biofilms refer to a microbial community that is surrounded by a self-generated extracellular po-lymer and attached to the cell surface, but the physiology and genetics definition of the M. tuber-culosis biofilm have not yet been described. Because of its unique physiological state, M. tuberculo-sis biofilms limit the therapeutic effect of anti-tuberculosis drugs, prolong the cycle of tuberculosis treatment, and seriously endanger human health. This article reviewed the formation mechanism, structural composition and related functions and quantitative methods of M. tuberculosis biofilms, and discussed the research ideas of using M. tuberculosis biofilms as novel anti-tuberculosis drugs to shorten the treatment of tuberculosis and provide a new direction for improving the therapeu-tic effect of tuberculosis. Keywords Mycobacterium tuberculosis, Biofilms, Tolerance 结核分枝杆菌生物膜研究进展 甘梦兰，王仁凤，杨再昌* 贵州大学药学院，贵州贵阳 收稿日期：2018年8月1日；录用日期：2018年8月15日；发布日期：2018年8月22日 摘要 生物膜是指被自我产生的细胞外聚合物包裹，并附着在细胞表面的微生物群落，但结核分枝杆菌生物膜*通讯作者。

96孔微量板定量检测细菌生物膜的方法步骤

96孔微量板定量检测细菌生物膜的方法步骤(protocol) 摘要：96孔微量板定量检测法（polystyrene microtiter plate assay）检测细菌生物膜有着许多优势。一方面，在对大批样品快速操作时能保持试验的一致性。另一方面，微量板定量检测法不仅能对细菌形成生物膜定性，而且还能定量计算细菌形成生物被的能力，因此96孔微量板法被广泛应用于定量检测细菌生物被膜的方法。 关键词：生物膜 , 菌膜 相对于其它细菌生物膜体外培养方法而言，微孔板法有着当然的批处理优势，尤其是在对大批样品快速操作时还能保持试验的一致性，使得96孔板，乃至384孔板检测法大量应用于细菌生物膜的研究。微量板定量检测法（polystyrene microtiter plate assay）不仅能定性细菌能否形成生物膜，而且和不同染色方法结合，还能定量计算细菌形成生物被的能力，这对实验室生物被膜研究工作是非常有利的，因此96孔微量板定量检测法是目前实验室广泛应用的定量检测细菌生物被膜的方法。 主要试剂和仪器： 聚苯乙烯96孔板、PBS缓冲液、甲醇、1%结晶紫溶液、33%冰乙酸溶液、酶标仪或分光光度计。 实验步骤： (1) 在96孔聚苯乙烯微孔培养板中每孔加入100μl培养液，接种10μl过夜培养菌液，37°C静置孵育36h； (2)将培养液吸出，每孔加入200μl无菌PBS缓冲液清洗板孔3次；

(3) 每孔加入100μl甲醇固定15min，然后吸出培养孔中的甲醇，自然风干； (4) 每孔加入100μl 1%结晶紫溶液，室温下染色5min； (5) 吸出培养孔中的结晶紫染色液后，用流水把多余的染料冲洗干净； (6) 把培养板倒置在滤纸上除去残余的水，并在37°C烘箱中烘干或室温凉干； (7) 完全干燥后，每孔加入100μl 33%冰乙酸溶液，在37°C培养箱中作用30min以溶解结晶紫； (8) 590nm条件下，用酶标仪测定培养孔中溶液的OD值； (9) 每次试验每种菌株做3个孔的重复，试验数值取3次平均值（D值）； (10) 以未接种菌的培养液作为阴性对照，阴性值的2倍作为界限值(Dc)。 结果判定： 基于D值，菌株可分为3类： （1）强生物被膜形成株（D＞2×Dc）； （2）弱生物被膜形成株（Dc＜D≤2×Dc）； （3）无生物被膜形成株（D≤Dc）。

生物膜系统

生物一轮复习导学提纲(8) 必修一：生物膜系统 班级______ 学号_____ 姓名____________ 1．生物膜系统在细胞的生命活动中起着重要的作用。请回答： (1)细胞核的__________使基因的转录和翻译两个过程在时空上分开，细胞核和细胞质之间通过__________实现生物大分子的转运。 (2)脂溶性物质易透过细胞膜，表明细胞膜的主要成分中有__________。通常分泌到细胞膜外的蛋白质需经过__________加工和修饰后，以分泌小泡的形式排出。 (3)红细胞膜内K＋浓度是膜外的30倍，膜外Na＋浓度是膜内的6倍，维持这种K＋、Na＋分布不均匀是由膜上的__________所控制；红细胞膜上糖蛋白的糖支链具有高度的特异性，若去掉这些糖支链，就不会发生红细胞的凝集反应，说明细胞膜表面这些糖蛋白是_______________。 (4)人工生物膜的主要用途有哪些？__________(多项选择)。 A．污水处理 B．食品保存 C．海水淡化处理 D．人造器官材料 (5)与消化酶的合成和分泌有关的细胞器有_____________________________________ 。 2．细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)发生过程和“消化”功能的示意图，分析回答下列 问题。 (1)b是刚形成的溶酶体，它起源于细胞器a；e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡，而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断：a是__________，c是__________，d是__________。 (2)f表示b与e正在融合，这种融合过程反映了生物膜在结构上具有__________特点。 (3)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是__________等。 (4)细胞器膜、__________和__________等结构，共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛的应用价值，如可以模拟生物膜的__________功能对海水进行淡化处理。 3.仔细观察下图，回答下列相关问题：（注：在[ ]中标填上序号）。 （1）此图表示___________细胞的模式图，因为此细胞具有 [ ]___________而没有______________。 （2）如果该图是可以产生分泌蛋白的腺细胞，向该细胞内注射有 放射性同位素3H标记的氨基酸，放射性同位素在细胞器中出现的 顺序依次为[ ]_________、[ ]________及[ ]________。 在此过程中所消耗的能量主要由[ ]___ ____提供。 （3）[ 6 ]_____ _____与_____________形成有关。 （4）可将4中的染色质染成。

2008-植物相关细菌生物膜研究进展

收稿日期：２００８－０４－２９ 基金项目：江苏省农科院院基金（６２１０７３０） 作者简介：杨敬辉（１９７３－），男，云南丽江人，助理研究员，从事植物病害生物防治工作。 河北农业科学，２００８，１２（９）：１－３ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｂｅｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ 责任编辑李布青 在自然环境中生存的细菌结合于固体、液体介质表面或与别的微生物细胞密切接触，以多细胞形式聚集在一起称作生物膜［１］。细菌粘附于寄主表面，彼此间由１个结构复杂的基质包裹，基质通常由不同的胞外多聚物，包括多聚糖、蛋白和ＤＮＡ等组成。生物膜的构型排列很复杂，有些是表面平坦无特征的膜，有些则是由多层细胞聚集形成形状各异的膜，如塔型和彩带型等。 生长于生物膜内的细菌所表现的细胞生理学，与其 分散生长于组织内时所表现的生理学不同［２］。在生物膜 内，细菌能对营养、代谢排泄物的浓度和细菌群体密度作出反应，调节新陈代谢，并能与邻近细胞相接触，参与细胞之间的交流。细菌形成生物膜后增强了对抗生素的忍耐力。生物膜所具有的有益和有害的活性，使其在工业、医药和设施农业上具有重要意义。 虽然许多关于微生物生物膜形成的基础研究大多集中在无生命物质的表面，但很明显在寄主植物与细菌互作过程中，细菌可在生物体表面上形成生物膜。粘附于植物表面的多细胞聚集体被描述为微菌落、聚集体或细 胞簇［３］ 。综述了有关生物膜结构、形成和微生物与陆生 植物结合所形成生物膜特性等方面的研究进展。 １细菌生物膜形成的影响因子 １．１复杂而动态的植物表面环境影响生物膜的形成 陆地环境中蕴藏着丰富而多样的微生物群落，这些 微生物群落能参与资源库的竞争和修整。在复杂而竞争的环境中，植物提供微生物赖以生存的环境。细菌定殖于植物的叶面、根、种子和内部脉管系统，这些类型的组织有特殊的化学和物理特性，这些特性影响了微生物的定殖机会和挑战能力。 陆生环境中水的可利用程度及其饱和水平是多样的，植物与细菌的互作大多经历不同水平的水合作用。此外还依赖于定殖位点、气侯条件和适宜的土壤组成等。植物的叶表面相对干燥，但能被雨水和露水淋湿。植物根围和土壤中种子表面含水量则更依赖于土壤中水的饱和度。水的限制作用能极大的影响生物膜的结构。 因此，特定环境和特定组织内水的饱和水平将极大 的影响生物膜的形成［３］ 。而在每个大的组织类型中又有 不同的微环境，如：植物根的不同部位表现出不同的小生境，生长活跃的根组织在土壤中的分泌率较高，而处 于生长点的根冠细胞则不断脱落［４］ 。不同场所释放的营 养和渗出物质能在很大程度上影响生物膜的产生。植物叶面组织经常含有一腊质层，其在叶片上表面和下表面分布不同。韧皮部和木质部导管在脉管系统中是不同的组织类型，在叶、茎干和根中的韧皮部及木质部组织，其流动性组成，体系结构和空间排列上均不相同。细菌能适应各种小环境，因此，生物膜的形成反映了其定殖场所的自然状态。 １．２细菌在植物表面主动和被动的沉积作用对生物膜形成的影响 微生物沉积作用的被动机制在整个陆生环境中较为常见，如风、雨的飞溅和根围的水流。而趋化性和运动 性是细菌形成生物膜的主动性机制［５］。不同假单胞菌的 植物相关细菌生物膜研究进展 杨敬辉１，文平兰２，陈宏州１，朱桂梅１，潘以楼１ （１．镇江农科所，江苏句容２１２４００；２．句容市农技推广中心，江苏句容２１２４００） 摘要：介绍了不同类型的植物相关细菌生物膜，综述了有关生物膜结构、形成和微生物与陆生植物结合所形成生物膜的特性等方面的研究进展，阐述了植物表面环境、细菌在植物表面主动和被动的沉积作用等对生物膜形成的影响。关键词：微生物；生物膜；群体感应中图分类号：Ｑ９２５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－１６３１（２００８）０９－０００１－０３ ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＢｉｏｆｉｌｍＦｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＰｌａｎｔ!ａｓｓｏｃｉａｔｅｄＢａｃｔｅｒｉａ ＹＡＮＧＪｉｎｇ!ｈｕｉ１，ＷＥＮＰｉｎｇ!ｌａｎ２，ＣＨＥＮＨｏｎｇ!ｚｈｏｕ１，ＺＨＵＧｕｉ!ｍｅｉ１，ＰＡＮＹｉ!ｌｏｕ１（１．ＺｈｅｎｊｉａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ，Ｊｕｒｏｎｇ２１２４００，Ｃｈｉｎａ；２．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｘｔｅｎｓｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｆＪｕｒｏｎｇ Ｃｉｔｙ，Ｊｕｒｏｎｇ２１２４００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅｖｅｒａｌｔｙｐｅｓｏｆｐｌａｎｔ!ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｂａｃｔｅｒｉａｂｉｏ－ｆｉｌｍｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｏｒ－ｍａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｂｉｏｆｉｌｍｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｏｆｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｐｌａｎｔｓｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｐｌａｎｔ!ａｓ－ｓｏｃｉａｔｅｄｂａｃｔｅｒｉａｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇｗｉｔｈｈｏｓｔｔｉｓｓｕｅｓｕｒｆａｃｅｓｄｕｒｉｎｇｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓａｎｄｓｙｍｂｉｏｓｉｓｏｎｔｈｅｂｉｏｆｉｌｍｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｅｒｅｅｌａｂｏ－ｒａｔｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ；Ｂｉｏｆｉｌｍ；Ｑｕｏｒｕｍ!ｓｅｎｓｉｎｇ

细菌生物膜与导管伴生感染相关性的研究

细菌生物膜与导管伴生感染相关性的研 究 （作者:___________单位: ___________邮编: ___________） 【摘要】NFDEA目的：探讨细菌生物膜在置入导管伴生感染中的作用。方法：对置入性导管于撤除导管时行导管内细菌检查及分离培养，用结晶紫和阿利新蓝染色法对细菌生物膜进行定位及定量检测，分析导管细菌生物膜形成与导管伴生感染的关系。结果：患者置入性导管细菌生物膜阳性率为61.29% (38/62) ，染色技术可用于观察导管内细菌生物膜形成情况。结论：细菌生物膜形成是置入导管伴生感染的重要致病因素，染色技术简便快速，可作为临床快速诊断的方法。 【关键词】NFDEA生物膜;导管;伴生感染 AbstractNFDEAObjective：To investigate the effect of bacterial biofilm on associated infection of insertion catheter. Methods：The bacteria in insertion catheter were isolated and cultured after removing catheter. The method of staining with Crystal Violet and Alcian Blue was used to localization and quantitation detection of

bacterial biofilm. Then the relationship of bacterial biofilm with associated infection of catheter was analyzed. Results：The positive ratio of bacterial biofilm in insertion catheter was 61.29% (38/62). The staining method can be used to observe the formation condition of bacterial biofilm in insertion catheter. Conclusion：The formation of bacterial biofilm was important pathogenic factor in associated infection of insertion catheter. The staining technique was convenient and fast that can be used in clinical fast diagnosis. Key wordsNFDEAbiofilm; catheter; associated infection 现代医学技术的发展，多种侵入性的医疗器械、生物医学材料广泛应用，如传统的导尿管、子宫节育环、中心静脉导管、新型的人工心脏瓣膜、各种支架、角膜接触镜等，这些器械和材料的应用，在解决了原有医疗问题的同时，许多引发了伴生感染(associated infection)[1]，此种现象在有置入性导管者表现尤为突出有研究发现，细菌容易粘附于塑料输液管内表面，形成细菌生物膜(biofilm)，难以冲洗清除[2]。为了解细菌生物膜与置入性导管伴生感染相关性，我们对医院实施置入性导管进行检查或治疗的患者撤出导管时进行细菌检查、分离培养及生物膜形成的研究，现将结果报道如下。 1 材料与方法 1.1 材料 2009年7月至2010年6月，采集来自沈阳市多家医院病房患者包括导尿管、呼吸机导管及手术的引流管等标本，共62例(临检已

生物膜系统中膜蛋白的结构类型和功能

一、生物膜结构类型 每一个细胞的功能不同，它的生物膜结构也就不同，膜脂和膜蛋白的种类以及相对含量都不同。 1、膜脂 当两亲分子悬浮于水中后，它们会立即重排成有序结构，疏水基因埋在核心以排出水分，同时，亲水基因向外暴露在水中。当磷脂和其它两亲脂分子的浓度足够时就会形成双分子层，这是膜结构的基础。 膜脂还与膜的下列性质有关： ①膜的流动性(fluidity) 包括侧面扩散(Lateral diffusior)、自旋转(Rotahois)和翻转(flip-flop)。 不饱和脂肪含量越高，流动性越强，胆固醇能增加膜的稳定性而不显著影响流动性，因为它有一个刚性结构(环)和一个弹性结构(碳氢链尾巴)。 ②选择透过性 由于高度疏水性，膜酸分子层对于离子和生物性分子几乎是不可透过的，必须借助于膜蛋白。要穿过膜，极性物质必须部分或全部释放出它的水化层(hydratuen spaere)，结合到载体蛋白上跨膜转运或直接通过水性的蛋白通道，跨膜的水分运动是与离子运输相结合的，非极性物质直接沿浓梯度扩散又穿过脂双分子层。 ③自缝合能力(self-sealing) 当脂双分子层被破坏时，它们能立即自动缝合起来。 ④不对称性(asymmentry) 生物膜是不对称的，也就是说双分子层的两上半层的脂的组成是不同的。例如，人的细胞膜外层含有较多的磷脂酰胆碱，和鞘磷脂。膜上大部门的磷脂酰丝氟纹和磷脂酰乙醇胺位于内层。 2、膜蛋白 生物膜的大部分功能需要蛋白质分子。膜蛋白按功能可分为结构组分，激素受体和运输蛋白。 膜蛋白按与膜的位置关系也可分为整合蛋白(integrul)和外国蛋白(peri-pheral) 红细胞膜蛋白研究广泛，以之为例。 红细胞有两类重要的整合蛋白：血型糖蛋白(glycophorin)和阴离子通值蛋白(也称带了蛋白,band3 protein)。 血型糖蛋白是一个引KD的糖蛋白，有131个aa碱基，糖占分子量的60%左右，血型糖蛋白的寡糖链部分就构成了ABO和MN血型抗原。 阴离子通道蛋白(band3 protein)由2个相同的亚基组成，每个亚基由9290a组成，阴离子通道蛋白对于CO2在血液中的运输起着重要的作用。在碳酸酐酶(carbonic anhydrase)的作用下，CO2形成HCO3-离子，后者可以扩散进出红细胞，为了保持细胞的电中性，HCO3-离子的扩散随着CL的交(称chloride shift)。 红细胞膜的外围蛋白主要由血影蛋白(Spectrin)、锚蛋白(ankyrin)和band4.1蛋白组成，外周的主要是保持细胞的双凹饼状，但饼状利用于O2的扩散，血影蛋白是一个血聚体α2β2，与锚蛋白和带4.1蛋白结合。锚蛋白是一个人的球蛋白(215KD)连接血影蛋白与阴离子通道蛋白。带4.1蛋白与血影蛋白和肌动蛋白丝(actin