倪 玲

（廣西壯族自治區(qū)南寧市中醫(yī)醫(yī)院，廣西 南寧 530001）

細(xì)菌生物被膜是細(xì)菌為了適應(yīng)自然環(huán)境、利于生存而特有的生命現(xiàn)象，是細(xì)菌吸附于惰性物體如生物醫(yī)學(xué)材料或機(jī)體粘膜表面后，分泌多糖基質(zhì)、纖維蛋白、脂蛋白等多糖蛋白復(fù)合物，使細(xì)菌相互粘連并將其自身克隆聚集纏繞其中形成的膜樣物[1]。任何病原菌在成熟條件下都可以形成生物被膜，如金黃色葡萄球菌、腸球菌屬、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌和白色假絲酵母菌等。由于生物被膜能通過多種機(jī)制對其膜內(nèi)細(xì)菌具有屏障保護(hù)作用，這樣就可以避免或減少藥物和機(jī)體免疫系統(tǒng)對致病細(xì)菌的處置，同時(shí)膜內(nèi)的細(xì)菌在適宜的條件下又可以從膜內(nèi)擴(kuò)散、游離，引起機(jī)體再次感染，從而給臨床治療帶來困難[2]。

1 生物被膜導(dǎo)致感染疾病的特點(diǎn)

細(xì)菌生物被膜是細(xì)菌的一種生活方式，可以使細(xì)菌具有極高的耐藥性和免疫逃逸能力，是發(fā)生慢性持續(xù)性感染以及感染難以治愈的重要原因[3-6]。細(xì)菌生物被膜的相關(guān)感染，主要包括生物醫(yī)學(xué)材料相關(guān)感染和某些慢性感染性疾病。由于生物醫(yī)學(xué)材料，如中心靜脈導(dǎo)管、氣管插管、人工關(guān)節(jié)等廣泛的使用，生物醫(yī)學(xué)材料相關(guān)感染發(fā)病率有所增高。某些慢性感染性疾病如慢性骨髓炎、細(xì)菌性心內(nèi)膜炎由于生物被膜的產(chǎn)生而導(dǎo)致感染遷延不愈, 治療極為棘手[7]。 生物被膜引起感染的特點(diǎn)主要有：（1）相對靜止和發(fā)作階段的相互轉(zhuǎn)化過程，使病情反復(fù)，轉(zhuǎn)為慢性；（2）由于耐藥出現(xiàn)，抗菌藥物剛開始用時(shí)治療效果顯著，隨后其療效明顯下降；（3）導(dǎo)致疾病的微生物主要來自皮膚表面和所處環(huán)境，主要病原微生物包括葡萄球菌、腸道菌、假單胞菌屬、變形桿菌屬等[8]。

2 細(xì)菌生物被膜耐藥的相關(guān)機(jī)制

生物被膜的耐藥機(jī)制不同于浮游菌，在生物被膜相關(guān)感染中, 細(xì)菌一部分以浮游菌的形式存在，另一部分以生物被膜的形式存在，有效濃度的抗菌藥物能迅速殺死浮游生長的細(xì)菌和生物被膜表面的細(xì)菌，但對生物被膜深處的細(xì)菌卻難以有效殺滅。臨床資料表明, 在開始形成的最初72h內(nèi)生物被膜對抗菌藥物比較敏感，而生物被膜一旦成熟，所能耐受的抗菌藥物濃度就將大大高于浮游菌的MIC, 甚至達(dá)到浮游菌MIC濃度的1000倍以上[9]。這說明了被膜內(nèi)細(xì)菌的耐藥機(jī)制與單個(gè)細(xì)菌不同，目前認(rèn)為細(xì)菌生物被膜耐藥的機(jī)制可能有以下幾個(gè)方面：（1）生物被膜的屏障作用。生物被膜是阻止抗菌藥物進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部的天然屏障。其細(xì)胞外的糖蛋白分子形成了屏障作用，能夠很好地阻礙酶、補(bǔ)體等大分子和抗菌藥物肽類等小分子物質(zhì)的侵入[10]。（2）產(chǎn)生抗生素外排泵。許多細(xì)菌能產(chǎn)生抗生素外排泵, 這種泵能夠?qū)⒋┻^細(xì)菌外膜的抗生素及時(shí)排出細(xì)菌體外, 從而避免了抗生素與細(xì)菌的接觸。有研究發(fā)現(xiàn)[11]，在銅綠假單胞菌和白假絲酵母菌生物被膜的發(fā)生發(fā)展過程中,其抗生素外排泵的基因表達(dá)高于浮游菌。表明生物被膜的形成可能有助于抗生素外排泵的合成。（3）對抗機(jī)體免疫系統(tǒng)的作用。生物被膜菌不但對抗生素耐藥而且還具有明顯的對抗機(jī)體免疫系統(tǒng)的作用。生物被膜包括細(xì)菌的黏性胞外基質(zhì)起著將細(xì)菌與機(jī)體免疫系統(tǒng)隔開的物理屏障作用，使特異性抗體、致敏性T細(xì)胞、大小吞噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞以及溶菌酶等對細(xì)菌的免疫難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。同時(shí)，機(jī)體產(chǎn)生的大量抗體和相應(yīng)的可溶性抗原形成免疫復(fù)合物沉積在感染病灶周圍，使機(jī)體受到嚴(yán)重的損傷[12]。（4）生物被膜內(nèi)環(huán)境的影響。由于細(xì)菌被膜內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，導(dǎo)致細(xì)菌生長緩慢，氧氣在生物被膜內(nèi)很快被耗盡，使被膜內(nèi)部形成厭氧環(huán)境，而很多抗菌藥物在厭氧情況下對細(xì)菌的抗菌作用就不如有氧環(huán)境強(qiáng)[13]。此外，還有一些研究報(bào)道認(rèn)為細(xì)菌被膜耐藥的機(jī)制與細(xì)菌的傳感效應(yīng)、生物被膜基因的表達(dá)以及產(chǎn)生獨(dú)特的表型有關(guān)。

3 抗菌藥物對生物被膜的作用研究

目前，對于生物被膜相關(guān)感染的治療從單一的抗菌藥物到抗菌藥物的聯(lián)合用藥, 再到分子水平甚至基因水平的調(diào)控等一系列治療理念仍處研究探索階段，其中抗菌藥物、抗菌藥物的聯(lián)合用藥在臨床中應(yīng)用較多。如：大環(huán)內(nèi)酯類藥物中的14元環(huán)大環(huán)內(nèi)酯類紅霉素、克拉霉素、羅紅霉素及15元環(huán)大環(huán)內(nèi)酯類阿奇霉素，可抑制細(xì)菌生物被膜的合成，促進(jìn)抗菌藥物的滲透，而16元環(huán)的大環(huán)內(nèi)酯類(如螺旋霉素)則無此作用[14]。氟喹諾酮類藥物可穿透胞外多糖，對生長緩慢的細(xì)菌有一定的殺菌作用，但不能完全清除生物被膜中的細(xì)菌[15]。大環(huán)內(nèi)酯類與氟喹諾酮類聯(lián)合應(yīng)用可抑制細(xì)菌合成多糖蛋白復(fù)合物，抑制細(xì)菌生被膜的形成，從而提高氟喹諾酮類藥物對細(xì)菌生物被膜的滲透性和對細(xì)菌生物被膜下細(xì)菌的殺菌活性[16]。劉皈陽等[17]以醫(yī)用微孔濾膜為載體成功地建立銅綠假單胞菌生物被膜體外模型，并證實(shí)了大環(huán)內(nèi)酯類藥物如克拉霉素、阿奇霉素可以顯著地促進(jìn)加替沙星對細(xì)菌生物被膜的透過。目前認(rèn)為[2]，氟喹諾酮類與大環(huán)內(nèi)酯類/磷霉素聯(lián)用是目前有效的治療物被膜菌感染的方案。生物被膜內(nèi)細(xì)菌由于藻酸鹽層的屏蔽作用，大多數(shù)抗生素皆不能穿透藻酸鹽層而作用于膜內(nèi)細(xì)菌，這是生物被膜菌感染難治的主要原因之一。氟喹諾酮類抗生素包括環(huán)丙沙星、加替沙星、左氧氟沙星等，對生物被膜的滲透作用最強(qiáng)，在一定程度能殺死部分生物被膜菌，但常規(guī)劑量難以徹底清除生物被膜菌，而克拉霉素、阿奇霉素、磷霉素均能抑制細(xì)菌藻酸鹽的合成，消除藥物滲透屏障，所以聯(lián)合應(yīng)用這些抗生素能有效地治療生物被膜相關(guān)感染。

隨著抗菌藥物的廣泛使用，細(xì)菌的耐藥問題日益嚴(yán)重，研究生物被膜的耐藥機(jī)制，合理利用抗菌藥物，在臨床治療過程中具有非常重要的意義。隨著對生物被膜更深入的研究, 我相信最終必然會找到徹底征服生物被膜相關(guān)感染的方法，人類將會更好地控制細(xì)菌感染。