抗生物被膜类医用植入材料的未来发展展望

生物被膜极大提高了微生物本身的耐药性(比浮游态细菌高1000-倍)和对环境的适应能力(温度、压强、氧化剂、以及p H),而另一方面医用材料本身会导致异物入侵造成的机体免疫力下降。因而,生物被膜给医用材料植入带来了更大的感染风险,也推动了医用抑菌材料的不断改进和发展。对医用材料中微生物组成的研究以及生物被膜形成机理的逐步揭示成为了抑菌材料发展的导向。抑菌材料的改性主要通过更换材质和形成涂层等方式来改变材料表面的物化性质,其中涂层法是目前被大量尝试的热点。本文简要介绍了医药材料在安全性方面面临的问题以及生物被膜理论研究的主要成果,并详细讨论了抗生素、抑菌金属离子、氧化剂、群体感应淬灭分子、酶等被尝试用于材料涂层抑制生物被膜形成的原理、实例、以及优劣。最后,本文对未来抗生物被膜类抑菌材料的发展趋势进行了展望。     

生物被膜的物理特性及其表征

生物被膜涉及到人类生产生活的方方面面。生物被膜的形成有时是有益的,可用于生物降解、生物催化等;但同时也造成了诸多不利的影响,医疗领域中的感染性疾病、工业生产中的生物污损等均与生物被膜的形成有关。生物被膜形成过程中的物理性质决定着生物被膜的形态结构以及机械稳定性,对它在应对外界环境刺激并得以生存具有重要的意义。本文介绍了生物被膜形成初期和发展过程中的物理性质以及相应的表征手段。其中,细菌的表面粘附由细菌的近界面运动行为及细菌与表面的相互作用决定,并对生物被膜的初期形成起关键的作用。此外,机械性能测试发现成熟的生物被膜可看作具备粘弹性的聚合物。     

细菌生物被膜的耐药机制及控制策略

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.近年来,随着人们对细菌致病机制认识的逐步深入,控制细菌生物被膜的方法已有较大发展.本文拟探讨被膜菌的耐药机制并着重综述细菌生物被膜控制方法的最新研究进展.     

生物被膜分散方式的研究进展

临床上生物被膜与感染的慢性迁延不愈密切相关,而生物被膜菌的分散又会造成感染的反复急性发作,给临床感染的有效控制带来很大困难。生物被膜菌的分散过程受到了遗传和环境等多因素的调控,主要是通过蜂式分散、块式分散和毯式分散3种形式来实现的。深入进行生物被膜基础研究对改变目前临床感染治疗的窘境有重大意义。     

白色念珠菌生物被膜研究进展

难治性真菌感染的临床分析发现,病灶感染病原常以生物被膜的形态存在。生物被膜的形成可帮助真菌躲避宿主细胞免疫系统清除和药物的攻击,所造成的持续性感染严重威胁人类健康,因此,认识研究真菌生物被膜及其耐药机理对于防治临床真菌感染有着重大意义。白色念珠菌是一种临床感染常见的条件性致病菌,也是目前真菌生物被膜研究的主要研究模型。白色念珠菌生物被膜主要由多糖、蛋白质和DNA构成,其形成由微生物间的群体感应调控,并受到环境中营养成分及其附着物表面性质影响。研究发现,胞外基质的屏障作用、耐药基因的表达等机制与生物被膜耐药性的产生密切相关。本文就白色念珠菌生物被膜的形成过程、结构组成、形成的影响因素、现有研究模型、耐药机制和治疗策略等几个方面介绍近年来的研究进展。     

细菌生物被膜检测方法的研究进展

细菌生物被膜(bacterial biofilm,BF)是细菌黏附于接触物表面,由细菌自身分泌的胞外基质包裹形成的多细胞微生物群体,是微生物界细菌普遍的生存状态。基于生物被膜的物理屏障作用和膜内特殊微环境,其具有多重耐药性以及较强的黏附性、抗吞噬性等特性,导致所致疾病迁延不愈,已成为医疗卫生领域的重大挑战。早期、快速、准确检测生物被膜形成对及时有效防治其感染性疾病至关重要。现从表型和基因型检测两个方面对细菌生物被膜检测方法作一综述。     

根除细菌生物被膜的新视角：分散

细菌生物被膜(biofilm,BF)是细菌为对抗外界压力形成的一种自我保护结构,对于抗菌药物具有极高的耐受性,在临床上极易引发难治性慢性感染。BF分散是指在BF形成周期中,膜内细胞主动逸出,恢复浮游生长模式,寻找新定植位点的过程。由于细菌在浮游状态下,更易受到抗菌药与免疫反应的作用,诱导BF分散是控制BF相关感染(biofilm-associated infections, BAI)的一条富有前景的策略。本文从BF分散的方式和信号分子等角度,对BF分散的调控机制进行分析;归纳能影响BF分散的物质,并对BF分散后可能带来的危害及未来的研究思路进行简述,以期为研发新型分散剂和深入研究药物作用的靶点提供理论参考。     

基于Lux型群体感应系统干预的生物被膜调控在污水处理中的研究进展与前景

基于Lux型群体感应系统的生物被膜调控在污水处理中的研究备受关注,群体感应系统的干预包括正向强化和负向削弱两类。群体感应系统的正向强化作用可提高生物膜法污水处理中的挂膜速度,提高污水处理效率,促进活性污泥中胞外聚合物(Extracellular polymeric substance,EPS)和可溶性微生物产物(Soluble microbial products,SMP)的生成,提高生物被膜的产量;群体感应的负向削弱作用可以降解生物被膜形成过程中所需要的信号分子,切断生物被膜形成的基因表达过程,有效抑制MBR膜表面生物被膜的形成,防止膜污染。对信号分子酰基高丝氨酸内酯(N-acyl homoserine lactone,AHLs)的结构和作用机理的进一步研究、群体感应淬灭菌的固定化技术与应用、多种防治膜污染方法的协同效果验证及群体感应干预在更多污水处理领域的应用可行性是该领域要研究的几个重要方向。     

生物被膜态益生菌控制病原菌感染及其开发策略

生物被膜是细菌的一种特殊生存方式。生物被膜感染在临床中的高耐药性问题、反复性问题、迁延性问题等是临床中亟待解决的问题。益生菌作为机体共生微生物的一部分,能够通过多种方式对抗病原菌。本文就临床生物被膜治疗中亟待解决的问题做出了部分总结,归纳总结了部分益生菌生物被膜对抗病原菌生物被膜的作用机制,而且还从改进益生菌生物被膜研究方法、增强益生菌生物被膜稳定性和开发新型生物被膜态益生菌的角度出发,就如何开发生物被膜态益生菌的策略方法进行了综述。     

引发医院感染表皮葡萄球菌生物被膜的检测

为了解引发医院感染的表皮葡萄球菌中ica操纵元的存在与生物被膜的产生的关系及其对抗生素敏感性的影响,收集了引发医院感染的表葡萄球菌106株,采用定量和定性法检测生物被膜的产生,PCR法检测ica操纵元基因的存在以及测量细菌对红霉素（ERY）、氨苄青霉素（AMP）、头孢西丁（FOX）、头孢曲松（CRO）、替考拉宁（TEC）、环丙沙星（CIP）、四环素（TCY）、复方新诺明（SXT）、万古霉素（VAN）的最小抑菌浓度（MIC）;106株表皮葡萄球菌分离株中,有33株检测出icaABC（31．1％）;ica^＋菌中产膜菌的检出率高于ica^＋菌（P=0．001）;葡萄糖和NaCl可提高产膜菌的检出率;ica^＋浮游菌对红霉素,头孢西丁和头孢曲松的耐药率高于ica^＋浮游菌株,但对氨苄青霉素,环丙沙星,四环素和复方新诺明的耐药率与ica^＋菌相似;ica位点基因的存在与引发表葡菌医院感染密切相关,但生物被膜内菌耐药机制还需进一步研究。     

生物医用高分子材料在药物控释系统中的应用

药物控制释放体系是继传统载药体系发展起来的一种新型的疾病治疗体系。生物医用高分子材料作为药物控释载体的研究逐渐成为热点之一。近年来,随着研究的深入,生物医用高分子材料在药物控释系统中的运用得到了广泛的发展。本文简要介绍了常用天然医用高分子材料如胶原、纤维素以及环糊精和合成医用高分子材料如聚乳酸、聚酸酐等在药物控释系统中的应用,并对这类材料的应用进行了展望。     

细菌生物被膜对抗生素耐药机制的研究进展

细菌生物被膜引发的感染已成为医院感染的主要原因之一,具有耐药性和难治性的特点,引起了基础和临床研究的极大关注。但是细菌生物被膜对抗生素的耐药机制目前还不十分明确,对近年来生物被膜怎样和为什么会对抗生素如此耐药形成了几种可能机制进行综述。     

噬菌体及其裂解酶对细菌生物被膜作用的研究进展

细菌形成的生物被膜,可保护细菌不易被抗生素杀死,这给临床上相应疾病的治疗及医疗器械的消毒带来极大困难。研究表明,噬菌体及其裂解酶对生物被膜有降解作用。噬菌体能清除细菌在有生物活性或无生物活性的介质表面形成的生物被膜。此外,噬菌体裂解酶比如LySMP、肽酶CHAPk、细胞壁溶解酶CWHs等能清除特定的生物被膜,这可能与裂解酶直接溶菌和裂解细菌细胞外基质有关。同时,与抗生素、钴离子、氯等物质联合使用时,噬菌体对生物被膜的清除作用会更强。本文从噬菌体、噬菌体编码的裂解酶、以及它们联合其他物质对细菌生物被膜的作用进行综述,并对其实际应用做了展望。     

c-di-AMP调控细菌生物被膜的形成

细菌生物被膜是细菌持续性致病的重要机制。研究细菌生物被膜的形成和发展可为顽固性细菌感染防治提供新的思路与策略。环二腺苷酸c-di-AMP(Cyclic diadenosine monophosphate)是继c-di-GMP之后在细菌中新发现的一种核苷酸第二信使分子。研究发现,c-di-AMP参与调节细菌多种生理功能,包括细菌生长代谢、生物被膜形成、细胞壁的合成以及细菌毒力因子等。本文综述了c-di-AMP参与调控细菌生物被膜形成的不同方式及其分子机制。鉴于c-di-AMP在调控细菌生物被膜中的重要性,其可作为抗细菌生物被膜感染新药研发的潜在靶点。     

霍乱弧菌生物被膜发育与环境调控

生物被膜状态的霍乱弧菌具有极强的环境适应性和超高的感染性,生物被膜的发育调控研究对霍乱弧菌的宿主感染和环境适应非常重要。本文综述了近年来霍乱弧菌生物被膜研究结果,包括霍乱弧菌生物被膜的组成、发育和环境调控,尤其着重阐述了各种环境因子对霍乱弧菌生物被膜发育的影响,包括细菌自体信号分子、自然环境因子和宿主信号分子。     

大肠埃希菌生物被膜基因调控研究进展

大肠埃希菌(Escherichia coli)是一种兼性厌氧、有鞭毛的革兰氏阴性短杆菌,常寄生于人和动物肠道内,是常见的人畜共患病病原之一。大肠埃希菌易形成生物被膜,这是一种由细菌群落分泌能够包裹自身的胞外基质与细菌结合形成的特殊聚集体,也是临床细菌感染疾病难以治愈的主要原因。生物被膜的形成不仅帮助细菌逃避宿主的防御系统,还可以降低或阻止药物发挥作用,从而诱发生物被膜相关感染(biofilm-associated infections, BAI)。本文从生物被膜形成的基因调控系统和相关调控蛋白等角度,归纳总结调控大肠埃希菌生物被膜形成的分子机制,并对防治BAI的策略进行了概述,为寻找合适的药物靶点以及防治BAI提供参考。     

白念珠菌生物被膜基质研究进展

近年来,白念珠菌耐药性备受关注,其耐药机制之一是形成生物被膜(biofilm).生物被膜主要由大量菌细胞及其所分泌的细胞外多聚基质( matrix)将其包裹所构成,基质含有多糖、蛋白、核酸等成分,不仅参与生物被膜的结构组成,也与耐药性密切相关.本文综述了白念珠菌生物被膜基质的组成特点、功能、影响因素、基因调控和药物干预的最新进展,并展望其在生物被膜感染方面作为诊断标志及治疗靶点的潜在应用前景.     

副溶血性弧菌生物被膜形成及其调控机制研究进展

副溶血性弧菌是一种广泛存在于海产品中并可引起人类急性肠胃炎的食源性致病菌。该菌形成的生物被膜能够增强体外环境中的存活率,促进对宿主的定殖和感染,还会导致被污染的加工设备与食物之间发生交叉感染。深入了解生物被膜形成背后的调控机制,有助于制定有针对性的策略,干扰其适应环境变化的过程,从而降低副溶血性弧菌对人类的危害。本文主要综述了鞭毛、菌毛和胞外的多糖等基质组分在生物被膜形成中的作用以及c-di-GMP和群体感应对生物被膜形成的调控。     

猪链球菌生物被膜形成的耐药机制

猪链球菌病(Streptococcus suis)是一种严重影响各国养猪业发展和人类健康的人兽共患传染病,可以引起败血症、关节炎、脑膜炎等多种疾病,造成巨大的经济损失.猪链球菌生物被膜的形成是导致其致病性和耐药性增加的主要原因.为了预防和治疗猪链球菌病以及解析其耐药的可能机制,深入了解和掌握猪链球菌生物被膜的形成和耐药...     

李斯特菌生物被膜形成的调控

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocyiogenes)能引起人和动物脑膜炎、败血症、流产和单核细胞增多等症状,临床发病率在美国和欧洲等西方发达国家大约为2-8例/10万人,死亡率20％-30％或更高,被WHO列为关系食品卫生安全的重要病源细菌之一一[1-2].该菌能在多数固体表面形成生物被膜,在食品生产、加工、运输和保藏过程中,一旦发生细菌感染并形成生物被膜便难以将其彻底清除,严重威胁着食品卫生安全[3],但其生物被膜形成的具体分子机制尚不清楚[4].