细菌生物膜相关感染的防治方法研究进展.pdf

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1、第40卷第5期2010年5月中国海洋大学学报PERIODICAL0F0CEANUNIVERSITY0FCHINA40(5)：107～111May，2010综述细菌生物膜相关感染的防治方法研究进展+段高飞1’2，韩峰1，李京宝1，于文功r(1．中国海洋大学医药学院，山东青岛266003；2．中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛266003)摘要：细菌生物膜是由附着于惰性或者活性实体表面的细菌和包裹着细菌的水合性基质所组成的结构性细菌群落。生物膜无处不在，绝大多数细菌在条件合适的情况下都能形成生物膜。生物膜内的细菌具有极强的耐药

2、性，是浮游细菌的100～1000倍，给人类健康带来了严重的危害，因此如何防治细菌生物膜就成为目前研究的热点。目前已发现某砦物理方法和化合物能抑制细菌粘附和细菌生物膜形成，其中一些有可能在将来成为治疗细菌生物膜相关感染的有力武器。本文对这些细菌生物膜防治办法作一归纳综述。关键词：细菌生物膜；耐药性；防治中图法分类号：Q93文献标志码：A文章编号：1672—5174(2010)05—107-05在自然界、工业生产环境以及人和动物的体内外，绝大多数细菌是附着在有生命或无生命物体的表面，以生物膜方式生长，而不是以浮游方式生长。细菌生物膜

3、(Bacterialbiofilm，BF)是由附着于惰性或者活性实体表面的细菌和包裹着细菌的水合性基质所组成的结构性细菌群落[1]。大多数细菌在条件合适的情况下都能形成生物膜，抵御不利的外界环境和宿主的免疫防御。细菌生物膜无处不在，几乎涉及到人类生存的各个方面。据NIH统计，超过80％的细菌性疾病与细菌生物膜有关。一些致病菌在人体内外和医疗材料表面形成生物膜是引起慢性感染性疾病反复发作和难以控制的主要原因。例如，细菌可在人体组织如牙齿、牙龈、皮肤、肺、尿道及其它器官的表面形成生物膜，引起诸如肺囊性纤维化感染、弥漫性泛细支气管炎、

4、牙周炎、慢性前列腺炎、胆道感染、心瓣膜性心内膜炎等疾病；细菌还能黏附到大多数医疗器械的材料表面并形成生物膜，如静脉导管、导尿管、人工心脏瓣膜、隐型眼镜等；此外，生物膜细菌还可污染与人类健康相关的设施，如供水系统、空调系统和食品加工设备等，由此造成传染病的流行。细菌生物膜已成为全球关注的重大难题，如何防治细菌生物膜及其相关危害日益成为目前研究的前沿和热点。目前细菌生物膜的防治主要分为物理清除、化学清除、生物清除等3个方面。本文结合本实验室工作，重点论述在医药领域细菌生物膜防治方面的研究进展。1细菌生物膜的物理清除目前常用的物理清除

5、方法主要有机械清除、超声波、电击等。日常生活中有很多过程都是1种机械清除细菌生物膜的方法，例如刷牙就是1个典型的例子一摩擦去除牙菌斑，还有其它许多清洗擦拭过程在某种程度上都是在对抗细菌生物膜。早在1990年代就有人对超声波结合抗生素使用对微生物的作用进行了研究，发现超声波能够明显加强庆大霉素对铜绿假单胞菌、大肠杆菌的杀菌效力[2]。继而又就超声波对生物膜的作用展开了细致的研究，包括作用的菌株、联合使用的抗生素种类、超声的强度、频率、持续时间以及是否使用脉冲超声等等。研究发现较低强度和频率的超声更能增强抗生素的杀菌效力，超声处理6

6、h即可完全杀灭14h龄的生物膜[3]，动物模型结果也表明超声波对抗生素的杀菌效果具有明显增强作用【4J。另外，Rabinovitch等人还曾将生物膜暴露在仅有6V电压的环路中几分钟，发现阴极和阳极的生物膜菌体分别减少了10000倍和100倍【5]，这说明电击法也许可以成为治疗细菌生物膜相关感染的又一有效方法。2细菌生物膜的化学清除现已发现的大多数细菌生物膜清除剂的作用机理各不相同，它们或通过影响细菌生物膜生成的某个或·基金项目；国家高技术研究发展计划(863)(2007AA091506)；青岛市科技攻关项目(05—2-JC-56

7、)资助收稿日期：2009—12—16；修订日期：2010-03—17作者简介：段高飞(1982一)，女，博士，从事海洋多糖水解酶研究。E-mail：gaofeiduan@hotmaiLcoin·-通讯作者：E-mail：yuw966@OtIC．educn中国海洋大学学报多个过程而抑制生物膜的生成，或促进诱导生物膜菌体发生放散。本实验室在细菌生物膜方面所做的工作也主要集中在这一方面。根据这些物质本身化学性质的不同，将它们分为以下几大类，并举例介绍。2．1天然产物现已发现很多天然产物成分对生物膜防治有很好效果。北美洲水果酸果蔓(Cr

8、anberry)果汁中的高分子量原花青素可以抑制泌尿病原性大肠杆菌菌毛的贴附，从而防止尿路感染[61；果汁的不可透析部分可以抑制许多口腔细菌的簇集，从而防止链球菌，牙龈卟啉菌等细菌生物膜形成，但对菌体本身的生长没有影响[7]。Hu等人从柿树属植物Diospyro