劉華之 侯 良

皮膚創(chuàng)傷后銅綠假單胞菌生物膜感染的治療效果研究

劉華之 侯 良

銅綠假單胞菌感染在創(chuàng)傷后常見，且治療效果不佳，近年來對(duì)銅綠假單胞菌的不斷研究，發(fā)現(xiàn)在其生物膜形成后，對(duì)藥物有明顯的抵抗作用，對(duì)于傷后感染來說治療顯得很棘手，因此如何消除生物膜在抗菌治療中顯得尤為重要。本文就從銅綠假單胞菌生物膜的定義、特性及目前治療進(jìn)展方面進(jìn)行綜述，進(jìn)而為創(chuàng)傷后感染的治療提供新方法。

創(chuàng)傷；銅綠假單胞菌；生物膜及其特性；治療進(jìn)展

1 創(chuàng)傷后銅綠假單胞菌的特性及其生物膜的臨床意義

銅綠假單胞菌原名綠膿桿菌，革蘭陰性桿菌，是院內(nèi)最嚴(yán)重的條件致病菌之一[1]，致病因子包括：TypeⅢ分泌系統(tǒng)、鞭毛、菌毛、脂多糖等，其耐藥性包括產(chǎn)生抗菌活性酶、改變抗菌藥物作用靶點(diǎn)、外通透性改變、主動(dòng)泵出系統(tǒng)及生物膜形成等。銅綠假單胞菌生物膜是細(xì)菌代謝產(chǎn)物形成于細(xì)菌表面的一層膠狀粘液層，成分是以藻酸鹽為主的糖蛋白復(fù)合物。創(chuàng)傷后患者免疫力低下容易感染銅綠假單胞菌，進(jìn)而形成生物膜，很多骨科醫(yī)生在無生物活性假體表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)有生物膜的存在。生物膜的形成過程包括：浮細(xì)菌的初始黏附；細(xì)菌的表面錨定；細(xì)菌繁殖；聚成微小菌落；形成復(fù)雜蘑菇狀成熟生物膜；生物膜內(nèi)細(xì)菌的分離。其形成受到粘附素、基因、群體感知信號(hào)系統(tǒng)[2-3]等的影響。

2 銅綠假單胞菌生物膜的治療進(jìn)展

銅綠假單胞菌生物膜感染的治療與其形成多細(xì)胞結(jié)構(gòu)有關(guān)[4]，針對(duì)其特性，目前治療生物膜感染主要有以下幾種方法：物理清除、化學(xué)清除、藥物控制、生物學(xué)控制、細(xì)菌群體感應(yīng)抑制劑（quorum-sensing inhibitor，QSI）、光動(dòng)力治療（PDT）。

2.1 物理清除 目前常用的物理方法包括：機(jī)械清除、超聲波，電擊等。外科常見的創(chuàng)傷后創(chuàng)口的持續(xù)清洗，大劑量灌注沖洗及二次翻修等傳統(tǒng)方式。朱秀菊[5]等發(fā)現(xiàn)經(jīng)超聲干預(yù)后銅綠假單胞菌生物膜中細(xì)菌死亡率增加和生物膜空間結(jié)構(gòu)被破壞。此外劉立婷[6]等研究發(fā)現(xiàn)低頻超聲聯(lián)合環(huán)丙沙星對(duì)PAO1菌株BF有很好的殺菌作用,且能破壞其結(jié)構(gòu)。Ensing[7]等發(fā)現(xiàn)超聲可增強(qiáng)慶大霉素對(duì)骨水泥表面生物膜的抗菌作用。另外，Rabinnovitch[8]等人將細(xì)菌生物膜放入6V電壓環(huán)路中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)生物膜中菌體有明顯減少。

2.2 化學(xué)清除 細(xì)菌生物膜的清楚機(jī)制各不相同，有的是影響其形成有的是促進(jìn)其菌體發(fā)散。在我國傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)中中藥對(duì)細(xì)菌生物膜有一定的抑制作用，席清平[9]等就報(bào)道中藥五倍子能抑制口腔抗菌斑生物膜的形成，黃曉敏[10]等也實(shí)驗(yàn)苦參水和環(huán)丙沙星聯(lián)合應(yīng)用對(duì)生物膜形成的影響及殺菌效果。臨床上的左氧氟沙星能有效抑制生物膜的形成，另外骨科中的假體表面活性劑、金屬離子、人體免疫球蛋白等都能抑制或者破壞細(xì)菌生物膜形成。

2.3 藥物（抗生素）控制 關(guān)于抗生素治療細(xì)菌的研究已經(jīng)很多很成熟，既往認(rèn)為喹諾酮對(duì)生物膜清楚作用很強(qiáng)，揣國帥[11]等發(fā)現(xiàn)銅綠假單胞菌生物膜對(duì)其產(chǎn)生耐藥。Nalca等[12]發(fā)現(xiàn)阿奇霉素能抑制銅綠假單胞菌生物膜的形成。Mitsuya等[13]研究發(fā)現(xiàn)大環(huán)內(nèi)酯類抗生素抑制甘露糖鳥苷酸脫氫酶進(jìn)而抑制藻酸鹽的合成有關(guān)。李俊娟等[14]提出亞抑菌濃度的頭孢他啶和環(huán)丙沙星能抑制銅綠假單胞菌生物膜的形成。

2.4 生物學(xué)控制 上世紀(jì)東歐一些國家發(fā)現(xiàn)T4菌體能殺死細(xì)菌[15]，進(jìn)而破壞細(xì)菌生物膜結(jié)構(gòu)，能分泌多糖解聚體的噬菌體能降解敏感菌株生物膜進(jìn)而更有效進(jìn)行細(xì)菌裂解。另外O’Toole實(shí)驗(yàn)室還發(fā)現(xiàn)了2種以捕食細(xì)菌為生的寄生性細(xì)菌能控制和減少細(xì)菌生物膜[16]。在嚴(yán)格掌握安全性的情況下，這種特異性強(qiáng)、效率高的生物清除法,很可能成為治療細(xì)菌生物膜感染一種有效的手段。

2.5 細(xì)菌群體感應(yīng)抑制劑 群體感應(yīng)是細(xì)菌之間的一種特殊信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)，對(duì)細(xì)菌生物膜的形成及毒力因子的表達(dá)很重要，是一類很好的藥物靶點(diǎn)。如鹵代呋喃酮化合物，RNA III抑制肽，大蒜提取物等。2010年Lu等[17]證實(shí)氨溴索能有效抑制銅綠假單胞菌的Qs系統(tǒng)，從而減少生物膜的形成，減少Q(mào)s以來的毒力因子的產(chǎn)生，有助于臨床上對(duì)囊性纖維化患者的治療。此外生物膜的擴(kuò)散也成為其治療的一個(gè)重要靶點(diǎn)。

2.6 光動(dòng)力治療 PDT是利用光激活光敏劑產(chǎn)生光化學(xué)效應(yīng)抑制病原微生物的一種新型療法，其基本原理為：光敏劑在適當(dāng)?shù)牟ㄩL光照下從低能量基態(tài)激發(fā)到高能量三線態(tài)進(jìn)而對(duì)目標(biāo)微生物產(chǎn)生殺滅作用。它可以有效的治療細(xì)菌性疾病而不產(chǎn)生耐藥性，因其在抑菌方面具有獨(dú)特優(yōu)勢而受到國內(nèi)外學(xué)者越來越多的關(guān)注。Lee等[18]發(fā)現(xiàn)氨基酮戊酸介導(dǎo)的光動(dòng)力在240 J/cm2激光能量下能清除體外銅綠假單胞菌生物膜。吳蘇敏等[19]運(yùn)用釕化合物介導(dǎo)的光動(dòng)力在體外對(duì)銅綠假單胞菌浮游菌和生物被膜內(nèi)細(xì)菌都具有很好的殺傷作用，其不僅可以使生物被膜內(nèi)細(xì)菌失去活性,還可以破壞其結(jié)構(gòu),具有清除作用。

3 展望

生物膜相關(guān)的感染疾病防治是臨床尚未解決的問題之一，隨著對(duì)銅綠假單胞菌生物膜分子結(jié)構(gòu)、信號(hào)系統(tǒng)等的進(jìn)一步研究，其致病機(jī)制和耐藥機(jī)制愈加明晰。在生物膜的治療方面會(huì)有更好的靶向性新藥物研制出來且光動(dòng)力在生物膜的清除也發(fā)揮巨大的作用，隨著光動(dòng)力研究的進(jìn)一步成熟，在清除創(chuàng)傷后銅綠假單胞菌生物膜感染上，將會(huì)有更大的突破。相信隨著細(xì)菌生物膜研究的逐漸深入，將會(huì)涌現(xiàn)更多治療方式，創(chuàng)傷后銅綠假單胞菌細(xì)菌生物膜的感染不再可怕，治療起來也不再棘手。

[1] 段邵軍，陳維紅.大環(huán)內(nèi)酯類及氨基糖苷類抗生素對(duì)銅綠假單胞菌生物膜的影響[J].中國藥物與臨床，2012,12（10）:1285-1287.

[2] Irle Y,Parsek MR.Quorum sensing and microbial biofilms[J].Curr Top Microbiol Immunol,2008,322:67-84．

[3] Yi-Hu Dong.Ouenching guorum-sensing-dependent bacterial infection by an N-acyl homoserine lactonase[J]．Nature,2001,11:8l3-817.

[4] Patriquingm,Banine,GIL Mour C.Influence of quorum sensing and iron on twitching motility and biofilm formation in Pseudomonas aeruginosa[J].J Bacteriol,2008,190(2):662-671.

[5] 朱秀菊,王嫣,余加林,等.高強(qiáng)度聚焦超聲對(duì)銅綠假單胞菌生物膜的影響[J].中國超生醫(yī)學(xué)雜志，2011,27(2):97.

[6] 劉立婷,余加林,郜向娜,等.低頻超聲聯(lián)合環(huán)丙沙星對(duì)銅綠假單胞菌生物被膜的殺菌作用及其結(jié)構(gòu)的影響[J].中國超生醫(yī)學(xué)雜志，2011，27(7):577-580.

[7] Ensing GT,Roeder BL.Effect of pulsed ultrasound in combination with gentamicinon bacterial viability in biofilms on bone cements in vivo[J]. J Appl M icrobio,2005,33:443-448.

[8] Rabinovitch C,Stew art PS.Removal and inactivation of Staphy-lococcus epidemid is biofilms by electrolysis[J].Appl Environ Microbiol,2006,9：6364-6366.

[9] 席清平,唐榮銀,王秦芳,等.五倍子在人工口腔中抗菌生物膜作用的研究[J].牙體牙髓牙周病學(xué)雜志，2004，14（3）：148-151.

[10] 黃曉敏,黃麗嬋,方志紅,等.苦參與黃丙沙星合用對(duì)銅綠假單胞菌生物膜的影響[J].韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，27（3）：60-63.

[11] 揣國帥,劉新,王嵐,等.銅綠假單胞菌生物膜對(duì)喹諾酮類抗生素耐藥作用研究[J].中國病原生物學(xué)雜志，2012，9（7）：672-674.

[12] Nalca Y,Jansch I,Bredenbruch F,et al.Quorum sensing antagonistic activities of azithromycin in Pseudomonas aeruginos PAO1：aglobal approach[J].Antimicrob Agents Chemather,2006,5(5):1680-1688.

[13] Mitsuya Y,Kawai S,Kobayashi H,et al.Influence of macrolides on guanosine diphospho-D-mannose dehydrogenase activity in Pseudomonas biofilm[J].J Infect Chemother,2000,6(1):45.

[14] 李俊娟,王強(qiáng),孫開宇,等.銅綠假單胞菌生物膜與亞抑菌濃度抗菌藥物的相關(guān)研究[J].中華醫(yī)院感染學(xué)雜志，2012，22（24）:5437-5440.

[15] Doolittle MM,Cooney JJ,Cal dwell DE.Lyticin fection of escherichia coli biofilms by bacteri ophage T4[J].Can JM icrobio,1995,1:12-18.

[16] Kadouri D,O’Toole GA.Susceptibility of biofilms to Bdel lovibrio bacteriovoru sattack[J].App l Environ Microbio,2005,7:4044-4051.

[17] Lu Q,Jang X.Ambroxol interferes with Pseudomonas aeruginosasensing[J]. Int J Antimicrob Agents,2010,36(3):211-215.

[18] Lee CF,Lee CJ,Chen CT,et al.delta-Aminolaevulinic acid mediated photodynamic antimicrobial chemotherapy on pseudomonas aeruginosa planktonic and biofilm cultures[J].J Photochem photobiol B,2004,75 (1-2):21-25.

[19] 吳蘇敏,王穎,顧瑛.光動(dòng)力對(duì)銅綠假單胞菌PAO1浮游菌與生物被膜的體外清除作用[J].中國激光雜志，2014（2）：59-63.

Pseudomons aeruginosa infection is common after trauma and hard for treatment. The study about Pseudomons aeruginosa, in recent years, found that it has obvious effect on drug resistence to injury and the treatment after infection is very diff i cult in the biological membrane. So it is particularly important to eliminate the biof i lm in antimicrobial therapy. This paper reviewed the def i nition, from Pseudomons aeruginosa biof i lm characteristics andcurrent treatment progress, and provide new methods for the treatment of traumatic infection.

Trauma; Pseudomons aeruginosa; Biologicalmembrane and properties; Progress of treatment

10.3969/j.issn.1009-4393.2016.16.004

江西 341000 贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院（劉華之 侯良）