侯醒非
2017141221003
细菌生物被膜(BBF)是由附着于惰性或活性实体表面的细菌细胞和包裹细菌的水合性胞外聚合物组成的结构性细菌群落。
其广泛存在于各种潮湿的表面,包括病理状态下的人体组织。现以条件致病菌铜绿假单胞菌简要介绍生物被膜的形成过程和组成成分。
铜绿假单胞菌是属于假单胞菌属的很强的革兰氏阴性菌,能够在营养匮乏条件下生长。药菌之一。铜绿假单胞菌常感染患有潜在医学病症或免疫力低下的患者,特别易随插入性医疗器材的使用而感染。该菌导致的感染具有高发病率和高死亡率,因此该菌对于人类健康具有较大的威胁。
铜绿假单胞菌生物被膜的形成过程较为复杂,受到多种因素的调控,一般是在群体感应系统的调控下形成的,但在特殊的宿主组织中可以不依赖于群体感应而形成生物被膜。铜绿假单胞菌生物被膜的形成主要分为4个过程,分别为细菌的黏附、生物被膜的发展、生物被膜的成熟和生物被膜的释放过程如图。
http://s12/mw690/006Zh2Jozy7qgEcb3n50b&690
首先,细菌通过含吸附蛋白的表面特异性识别并粘附在宿主表面,并通过细菌间的静电结合等相互作用力使细菌发生聚集,之后分泌胞外多糖使黏附过程不可逆。完成黏附后,细菌开始快速增值并分泌大量胞外多糖,粘附在宿主表面形成微菌落。大量微菌落聚集在一起,形成完整的生物被膜,并主动释放出生物被膜中易发生黏附的细菌。其形成可受到毒力因子,温度,糖浓度,pH值等因素的影响。
生物被膜浅层细菌包裹于自身分泌的胞外多糖(乙酰化褐藻胶,Psl,Pel),蛋白质,胞外DNA中,形成微菌落,微菌落之间分布着可运送养料、
酶和代谢废物等复杂的通道网。 而生物被膜深层的细菌,多处于休眠状态。
BF具有极强的耐药性,外部结构的囊膜基质的吸附位点会限制杀菌剂的转运,为外酶黏附提供结合位点;
而外酶又具有结合杀菌剂的特定活性,并为杀菌剂代谢降解提供底物,从而减缓药效;同时外膜蛋白则抵御疏水性抗菌素。加之,杀菌剂对细菌的作用因细菌的生理状态和栖息地的性质不同而异。当
Bf
暴露于杀菌剂的抑制浓度后,耐药菌体可呈现表型适应。其他包括遗传适应,外排泵,群体感应,应激反应等因素共同作用,赋予了BF耐药性。
针对其耐药性,现在常用的清楚BF的手段主要有物理方法的超声波和电击,化学方法的金属螯合物和表面活性剂,生物方法的联合使用抗菌药物,抗生素衍生物和天然产物。而在天然产物中,抗菌多肽由于可以抑制细菌生物被膜生成并可渗透进生物被膜结构并杀死生物被膜,以及其独特的作用机制、不易产生耐药性、不易引起机体的不良反应、生物功能广泛等多种优异特性,已经得到了学界的广泛关注。
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