細菌生物膜會引起尿道炎、前列腺炎、腎結石、中耳炎、齲齒、牙周炎、口臭等多種疾病,它們往往會反複發作,極難徹底治愈。
“隻要條件適宜,任何細菌均可形成生物膜,而至今尚無藥物能有效防治此類感染。”近日,由華西口腔醫學院口腔疾病研究國家重點實驗室舉辦的“2011年國際微生物生物膜學術研討會”召開,大會執行主席、微生物學家施文元接受了《科學時報》采訪。
在自然條件下,細菌以浮遊和生物膜兩種生長狀態存在。為抵抗環境中的各種不利因素,如抗生素的殺菌、過酸或過堿的環境、被宿主免疫細胞吞噬等,單一或多種細菌會聚集成團塊,形成與單個遊走態細胞對應的生物膜。
在細菌生物膜中,細菌本身隻占不到1/3的體積,餘下的空間則由細菌分泌的“胞外基質”的粘性物質占據。正是這些粘性物質將成千上萬個細菌連接在一起。施文元將其比喻為一個國家“有著嚴密的社會組織”。
據美國疾病預防與控製中心專家估計,人類65%以(yi)上(shang)的(de)細(xi)菌(jun)感(gan)染(ran)與(yu)細(xi)菌(jun)生(sheng)物(wu)膜(mo)有(you)關(guan)。施(shi)文(wen)元(yuan)介(jie)紹(shao),生(sheng)物(wu)膜(mo)的(de)形(xing)成(cheng)是(shi)一(yi)個(ge)循(xun)環(huan)往(wang)複(fu)的(de)動(dong)態(tai)過(guo)程(cheng)。細(xi)菌(jun)先(xian)要(yao)粘(zhan)附(fu)於(yu)人(ren)體(ti)組(zu)織(zhi)或(huo)物(wu)體(ti)表(biao)麵(mian),然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)“酰化同絲氨酸內酯”fenzijinxingxianghujiandexinxijiaoliu,yinlaitongleixijunjuji。dangxianhuatongsiansuanneizhidenongdushenggaoshi,xijuntineidemouxiejiyinbeijihuo,fenmichugouchengbaowaijizhidedanbaichengfen,congerxingchengwanzhengdeshengwumojiegou。
強qiang生sheng公gong司si亞ya太tai地di區qu研yan發fa部bu總zong監jian俞yu大da鑫xin以yi蛀zhu牙ya為wei例li,描miao述shu細xi菌jun生sheng物wu膜mo的de致zhi病bing原yuan理li。牙ya齒chi上shang的de菌jun斑ban生sheng物wu膜mo會hui產chan生sheng大da量liang的de酸suan,酸suan溶rong解jie牙ya齒chi就jiu會hui形xing成cheng蛀zhu牙ya。因yin此ci要yao控kong製zhi蛀zhu牙ya,首shou先xian需xu把ba菌jun斑ban生sheng物wu膜mo控kong製zhi住zhu,以yi減jian少shao酸suan的de產chan生sheng。“隻有把菌斑控製住,氟才能強化牙齒生長。這就是為什麼防蛀牙膏裏不但含有氟,還有一些殺菌成分。”
隨著現代醫學的發展,新型生物材料的應用日益增多,生物材料相關感染率逐年上升。據流行病學調查數據顯示,99%的機械通氣患者氣管插管處有細菌定植並反複感染,導尿管相關泌尿係統感染發生率為92%~93%。
“生物膜細菌對於抗菌藥物具有天然的抵抗能力,它的耐藥機製與單個細菌迥然不同。”生物膜之父、加拿大皇家科學院院士Bill Costerton告訴《科學時報》記ji者zhe,不bu攜xie帶dai耐nai藥yao基ji因yin的de敏min感gan菌jun形xing成cheng生sheng物wu膜mo後hou,對dui抗kang菌jun藥yao物wu的de敏min感gan性xing會hui降jiang低di,但dan當dang細xi菌jun脫tuo落luo為wei浮fu遊you菌jun後hou,又you很hen快kuai恢hui複fu對dui抗kang菌jun藥yao物wu的de敏min感gan性xing。“當感染部位的細菌或生物材料汙染的細菌一旦形成生物膜,即使使用正常劑量成百倍甚至上千倍的藥物也不易治愈。”
施文元認為,生物膜細菌強大的耐藥性與生物膜的結構息息相關。如何應對生物膜細菌的耐藥性?他給出了兩種辦法:一是研發新的抗生素;二是打碎生物膜,讓細菌分割開來。“但無論哪種辦法,都必須清楚了解生物膜的形成機理和結構。”
在最近的研究中,Bill Costertonzhengchangshixiangxijunquntifasongcuowuxinhao,shiqitongguojieshoucuowuxinhaozidongjieli。taxiwang,tongguozuduanxinhaotongdao,pohuaixijunshengwumojiegou。biru,fangzhengfuweidianliuzaishengwumoliangduan,rangdianliuraoluanshengwumoxijun。“當然,還可以再加入一些抗生素,這樣才有去除生物膜的可能。”
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