细菌生物膜与感染.pdf

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3），男，江苏人，副教授，学士，从事微生物学与免疫学研究工作。据估计，在人类细菌性感染中，大约有三分之二是由细菌生物膜（!#$%&(!)*(+，,-）引起的,。了解,-的基本知识，开展有关,-的基础和临床研究，包括对,-形成的分子机制、生理生化特点及其调控机理等，可为控制,-引起的相关感染提供可靠相应的方法和手段。!细菌生物膜的概念=J 是一种包裹于细胞外多聚物基质中（主要是多聚糖）不可逆的粘附于非生物或生物表面的微生物细胞菌落.，=J 中水份含量可高达-4b。=J 还含有诸如蛋白质、多糖、核酸、肽聚糖、脂和磷脂等生物大分子物质0及细菌分泌的大分子多聚物、代谢产物及细菌裂解产物等。(细菌生物膜的形成及特点=J 结构的形成是一个动态发展过程，包括细菌细胞粘附、=J 发展和成熟等阶段，=J 的形成在各阶段具有不同的生理生化特性。.5,细菌细胞粘附细菌在宿主体内形成=J 时首先要完成对宿主表面的粘附2。这种粘附作用主要是通过细菌表面特定的粘附素（%!D8&9）对宿主表面受体（*88E#*）进行识别完成。宿主组织表面的蛋白、糖蛋白和糖脂常常可作为受体选择性地吸附特定种类的蛋白，从而结合特定种类的细菌。粘附于宿主表面的细菌可免于被流体带到不利于其生长的环境。在对铜绿假单胞菌（75%8*)+9#&%）生物膜形成初始阶段的研究中发现有.种表面粘附缺乏变异的变异株P，一种变异6,2宁夏医学院学报:#)*9%A#B Y9+F%V8!%A;#AA8+8第(*卷#期(#年!月 万方数据表现为鞭毛和运动变异，使细菌丧失了粘附于塑料物体表面的能力；另一种变异为!型菌毛缺陷，使细菌只能在表面形成单细胞层而不能形成微生物菌落，!型菌毛与一种表面相关的称为颤搐（!#!$%#&）运动方式有关，这种运动可能为菌细胞聚集后形成微菌落所需要。研究表明，在生物膜形成的粘附阶段，一些特殊基因的转录被激活，这些基因是细胞外多聚糖合成所必需的，细菌具有接触感应的能力，这种感应能促发特殊基因的激活和表达(。)*)+,的发展和成熟细菌粘附到组织表面后，随即激活并调控其基因表达，在生长繁殖的同时分泌大量胞外多糖（-./0/1234$%45#6-，789）。789 粘结单个细菌而形成微菌落，789 分子对+,的发展是必须的。在此阶段还可观察到细菌对抗生素抗性、紫外线抗性及二级代谢产物产率的提高。这些特性的改变客观上增加了人们在临床上控制+,的难度。通过激光聚焦显微镜观察，表面附着的细菌即正在形成的+,包裹于其自身分泌的多聚糖基质中，形成高度有组织的不均质性结构，菌细胞置身于由基质包绕“磨菇状”微菌落中。围绕在微菌落之间有开放的输水通道，整个+,通过输水通道运送养料，酶代谢产物和排出物等:。在+,的形成过程中，细菌的密度感应系统（;/5，?酰基高丝氨酸内酯（?4$21%/=/3-5#&-14$!/&-3，ABC）作为感应信号由单个细胞产生，这些信号能够随细菌密度的增加而积累上升，当 ABC 达到一个阈值时，可与一种转录激活子结合而激活一系列特殊基因的表达。D/3!-5!/&等发现E，有)种感应系统，一种是控制一组细胞外毒力因子表达的 C43F G C43H 系统；另一种是控制几种二级代谢所需产物的 F%IF G F%IH 系统。野生型菌株生成的+,高度结构化、较厚且抗性强，而 C43H 变异株菌落生成的+,结构简单、相对较薄且对杀菌剂敏感。细菌密度感应系统对+,的形成及维持有着重要的意义，+,中的细菌通过监测群体的细胞密度来调控特定的基因活化及表达，保证+,中营养物质，酶、代谢产物和废物的运输和排出，避免细菌因过度生长而造成空间和营养物质缺乏，更重要的是通过细菌密度感应系统来控制并协调整个细菌群体的行为，共同对周围环境的刺激做出反应，极大地增强了整个细菌群体的生存能力，这也正是造成临床上细菌性感染的重要原因之一。!细菌生物膜引起的相关感染近二十年来，在细菌性感染治疗过程中，抗生素用量不断加大但疗效却不尽人意，除了与新的耐药菌株不断出现有关，一个重要的原因是与细菌生物膜类感染密切相关，研究表明，长期慢性细菌性感染、医用植入材料相关感染、抗生素耐药现象都与细菌生物膜有关。J*I与细菌生物膜有关的感染性疾病很多久治不愈的慢性细菌性感染与+,有关。肺囊性纤维化、弥漫性广泛细支气管炎、牙周炎、慢性前列腺炎、胆道感染、心瓣膜性心内膜炎等疾病都与+,有关。在对肺囊性纤维化的研究中发现，:KL 的肺囊性纤维化患者缺乏跨膜转运调节蛋白IK，此蛋白的缺乏导致氯离子通道异常，引起黏膜上皮的分泌及吸收功能改变，黏膜上皮细胞脱水和覆盖黏膜上皮的呼吸道分泌物粘性增加，抑制了抗微生物多肽和呼吸道黏膜表面免疫球蛋白的活性，致使肺囊性纤维化患者肺部发生细菌感染特别是铜绿假单胞菌在上皮细胞层表面形成+,感染的风险大为增加。由于抗菌药物不能有效清除+,中的微菌落，导致了在肺部的持续感染。与医用植入材料有关的感染。许多应用于临床的医用植入材料，如静脉导管、导尿管、气管插管、人工心脏瓣膜、子宫内避孕器、隐型眼镜等，为疾病的救治提供了多种手段。研究发现，细菌能粘附大多数医疗器械的材料表面并形成+,。如导尿管材料一般为乳胶或硅胶，留置:6 后的导尿管内外表面均有+,生长，其厚度为)KK G MKK=II，长期留置（大于)6）导尿管的患者均并发尿路感染I)。细菌学检查发现，+,的细菌数量达到 M$=N IK$=，细菌包括铜绿假单胞菌、克雷伯肺炎杆菌、变形杆菌等。J*)细菌生物膜感染的机制研究+,感染的机制目的在于寻找出相应控制对策，以利于临床治疗。目前，人们发现+感染持续存在的原因有以下几个方面：第一，以+,方式生长并发挥细菌密度感应系统的作用。有资料显示IJ，组成生物膜基质的细胞外多聚糖物质能抑制抗菌药物的渗透。研究表明，利福平对于浮游的表皮葡萄球菌有良好的杀灭效应，而将利福平加于表皮葡萄球菌生物膜上时，利福平虽能够穿透生物膜，但却不能有效地杀灭表皮葡萄球菌。环丙沙星通过无菌的表面需要OK3，而通过由铜绿假单胞菌生物膜覆盖的同等大小表面约需要)I=#&IO。在从浮游状态向+,转化过程中，细菌密度感应系统实际上控制着菌细胞之间的信息交流，当细菌的密度较低时，ABC 分子的浓度达不到阈值，细菌处于无组织的分散状态；当细菌繁殖到一定密度时，ABC 分子达到阈值，细菌密度感应系统被激活，控制并协调整个细菌群体的行为，共同对周围环境的刺激做出反应，细菌呈高密度时由于细菌密度感应系统的激活导致细菌毒力骤然增强，便容易抑制机体的免疫系统而建立感染IM。第二，+,抵抗机体的免疫防御。首先，+,的屏障作用阻碍了特异性抗体、致敏性 P 细胞、自然杀伤细胞、吞噬细胞以及溶菌酶等对细菌的免疫清除作用I(；其次，利用多种方式抵抗机体的免疫防御机制，例如，减少细胞因子的产生或酶解细胞因子，降低或抑制机体免疫应答强度I:；+,内的细菌合成大量毒性因子来抑制机体的免疫反应 Q例如绿脓杆菌产生的碱性蛋白酶和弹力蛋白酶，可有效地抑制中性粒细胞内由髓过氧化物酶介导的化学发光作用，从而降低中性粒细胞的胞内杀菌作用I，同时，+,产生的粘液多糖还可抑制中性粒细胞的趋化作用IE；大量的抗体与相应的可溶性抗原形成免疫复合物沉积在感染病灶周围，使机体组织受到了严重损害E。EIO第#卷$期%$年&%月宁夏医学院学报!()*+,-(./0+120,34506,-7(-414 万方数据第三，!的抗生素耐药机制的变化。传统意义上的对抗生素产生耐药性的作用机制包括产生抗生素灭活酶、改变抗生素作用的靶位蛋白结构和数量、改变细菌外膜通透性、主动外排等。研究发现，!还可通过多种途径来对抗抗生素的作用。!生物膜内细菌分泌的胞外多聚物被膜所形成的屏障，阻止了抗生素的穿入和渗透#$。!中的部分细胞，由于受到营养供给的限制，处于缓慢生长或饥饿状态，这种状态的细胞对大多数抗生素不敏感，具有高度耐受能力。在对表皮葡萄球菌研究中发现#%，表皮葡萄球菌的生长速度明显影响对抗菌药物的敏感性，生长速度越快对抗菌药物环丙沙星越敏感。#!表现出的抗药性可能是生物膜内某些细菌在特定的环境中获得了一种与浮游细菌不同的具有保护作用的生物膜表型，产生了包括抗药性在内的一系列生理功能改变，某些基因表达产物对生物膜的抗药性可能起着关键作用#。!细菌生物膜相关感染的控制鉴于细菌生物膜在慢性及顽固性细菌感染中的重要作用，在对!本身进行更加深入研究的同时，也在促使人们积极寻找有效控制!引起感染的方法和手段。&%发展新型抗生素类药物、挖掘现有抗生素潜力与!和结构形成有关的分子形成及转化、代谢活性和信号传导过程，均可作为新药研制的靶目标。细菌生物膜的密度感应系统对生物膜的形成和生物膜结构的稳定起着关键性作用，该系统被认为是抑制和消灭细菌生物膜最有希望的突破口#(。在对金黄色葡萄球菌研究中发现了一种与表面蛋白分泌定位有关的转肽酶（)*+,-).），而该酶缺陷株无法正常表达表面蛋白，缺陷株对宿主的粘附性和致病性大大削弱。转肽酶基因几乎存在于所有革兰阳性细菌中，研制抑制转肽酶形成的药物预计能有效预防革兰阳性细菌引起的感染。新药研制的另一个重要方向就是干扰/01 的合成或降解已形成的/01。此外，对于已形成稳态的细菌生物膜，则需用能透过生物膜的抗菌药物或联合用药来治疗，大环内酯类药物与氟喹诺酮类药物的联合应用、罗红霉素和亚胺硫霉素联合应用可显著抑制体内导管表面!内的细菌。&#开发新型医用生物材料在现有条件下，针对临床上各种体内导管易形成细菌生物膜的特点，要求每个相关环节必须严格进行无菌操作。更重要的是发展抗细菌粘附的生物材料，防止!的形成。如表面镀银和含钛材料制成的导管，具有明显抑制大肠埃希菌和铜绿假单胞菌感染和!的形成#&。另外，英国诺丁汉大学的研究者开发出的一种含有小量的二种强力抗菌药物（利福霉素和氯林可霉素）聚合物，用这种聚合物制造的医疗导管可抑制大量细菌生长从而防止!的形成。对!的基础研究正在展开，真正弄清楚细菌生物膜形成的环境背景、形成过程及形成后与周围特别是与宿主机体的关系问题还需假以时日，其中，细菌生物膜形成的遗传物质基础研究最为重要，细菌生物膜通过各种方式所引起感染的研究与人们的关系最为密切。人们在对!的研究趋向深入的过程中，将大大丰富人类控制细菌性感染的手段。参考文献：%23456+.7 8!-5,.+4-7 94*:47;)-=4:.5,4*)74;.96),.+)?-,6+.，#$，&$A：#A&#AB#C*7-D 8!4*:47;)：845+*94-7 74:.*)6+:-5.)?E/;.+F4F4 AAG(16,3.+7-=HIJ3.94*:47;-,+4K#-4;*9474L.=96,=MN-;45;45+*94-7.O4+*;.,?J+.#P&47-M!，-7Q*R 12*;*,3.;.)4;45+*94-7 S-,3*F.%BGTU J*7.VW，X*77.+D7-F.77-+-=,R4,534F;*,474,M-+.5.)-+M:*+0).6=*;*-)-.+6F4*)-94*:47;=.O.7*S;.#G(B C-O4.)CV，V.).M VV D.F67-,4*:,3.-7F4-,.94*)MN,3.)4)F.-7F2 4 0).6=*;*-)-.+6F4*)-=6+4F 94*:47;=.O.7*S;.,4 5*,46*6)567,6+.?WSS7/O4+*ABPP I4;S.M?，8-L I，1L.RLMQ YZ.,.+*F.4,M 4 BP%AC.X4.O4,JD，HF7.R)Q4!Z6*+6;).)4F，F.KS+.)N)4*，-=0).6=*;*-)94*:47;)?8.,3*=)/%#AG2*),.+,*?I，1,.R-+,03474S 1，V+.9.+F/0!-5,.+4-794*:47;：W 5*;*5-6).*:S.+)4),.,4:.5,4*)?E154%(#%$8-M J!，134-9-+F.+C，8-3-+-D，.,-7W7F4-,.)M,3.N)4)9M 0).6=*;*-)-.+6F4*)-：-Q.M S-3*F.45:-5,*+453+*45 S67;*-+M 4:.5,4*)*:5M),45:49+*)4)S-,4.,)?274#$B%V-=.+,*，23-R7-?，I4,.+)2，.,-715-4F.7.5,+*;45+*)5*SM*:9-5,.+4-794*:47;*4=R.774F97-=.+5-,3.,.+)?/6+274 845+*94*7 4 PGB%#1,45Q7.+C?16)5.S,49474,M*:-+.)4),-%BT%(V-=.+,*，23-R7-?，I4,.+)2，.,-715-4F.7.5,+*;45+*)5*SM*:9-5,.+4-794*:47;*4=R.774F97-=.+5-,3.,.+)?/6+274 845+*94*7 H PGB%&1654 0W，84,.7;-8I，6 0，.,-7 HO.),4F-,4*:54S+*:7*K-54 S.,+-,4*4,*0).6=*;*-)-.+6F4*)-94*:47;?W,4;45+*9 WF.#%($#&宁夏医学院学报?*6+-7*:4FK4-8.=45-7 2*77.F.第#卷$期%$年&%!月 万方数据!#$%&$&()*，+,-$./0&123145($6&4-78968:/$;/&;,&;(&9;/-&$6,NL3145($6&4-&9&-:/：O59;:&P&548/$9$6/&/($;5(&9;/?QK5&$;5$，!GGG3ADE：!F!D H!FAA3!R L$S$6/$;KK3T8;,&;$5(&9;.&(=4-,&;4($H 69/&/?3OLP+KK8-，!GGA，AD：!ARG H!ADF3!D%=464W:&O3L/$8S9:9;4&4$68,&;9/4$X9&(=8:4;$8&69V&9&-:/9 L96&9-，!GGD，FC：A!C H A!G3AB K($.46(LK，I9/($6(9;?J3 O;(&9(&5 6$/&/(4;5$9 45($6&4&;&9&-:/?3T4;5$(，ABB!，FD：!F H!FD3A!#8,8&S+M，N4;/N169.;P*J，$(4-3 M69.(=H 64($S$UV 5&9&-:H S$6&$S3K(4=V-959558/$&S$6:&S&/：$&S$;5$96 5$-H 5V5-$S$U I=$:9(=$6，!GGA，FB（C）：RG!HDBA3AAOS4:/?T，P5-$4;*?I3+:45(9 6&9&-:/?3O&9-，!GGG，C（G）：EAD H EADR3AF L9($64 I3Y96,&;,4-&;0$(.$;&9&-:4;S S&/$4/$?QK5&U$;5$，!GGG，ADF：!DFR H!DFG3AE%-8$=，J4,;$6，%$-V K，$(4-3N&545V 9/&6 H594($S 46&5(9 45($6&4-59-9;&W4(&9;4;S/8/$U78$;(S$&5$H 4/$S&9&-:96:4(&9;?3?1&9:$S P4($6*$/，ABBB，F：CA!H CF!3（责任编辑：路锦绣）文章编号：!#$%&%（(#）#$&(!$(护理园地腔内隔绝术治疗主动脉夹层动脉瘤的护理康东红!，蔡芳A（!3 宁夏医学院附属医院胸心外科，银川RBBBE；A3 宁夏宁安医院，灵武R!EBB）收稿日期：(#$&$(!作者简介：康东红（!GR!H），女，宁夏人，主管护师，学士，从事胸心外科护理工作。主动脉夹层动脉瘤是一种来势凶险、死亡率极高的心血管疾病，手术是主要治疗方法。AB 世纪 GB 年代以来腔内隔绝术（!#$%&()*&+!,(*)-$，./.）逐渐取代了传统的人工血管置换术，其具有创伤小、手术时间短，减少传统手术中常见的大出血及心、肺、肾等并发症，避免手术中主动脉的钳夹等优点!。我科 ABBF 年!月 ABBE 年!月行腔内隔绝术治疗主动脉夹层动脉瘤患者!A 例，现将护理要点介绍如下。!临床资料!A 例均为+型夹层动脉瘤，男 R 例，女!例。年龄最大 RA 岁，最小 AD 岁，平均 EC 岁，均有高血压病史。突发的胸背部撕裂样疼痛 R 例，腹痛!例，腰痛 A 例，外伤史!例。并急性肾功能衰竭!例，肺栓塞 A 例，下肢动脉栓塞 A 例，下肢动脉缺血坏死!例。术前均经 I)及 P*+确诊。发现夹层范围从弓降部直达髂总动脉 E 例。全组均治愈。(护理A3!观察及护理A3!3!疼痛：突然发作撕裂样、搏动性剧痛，有时伴有大汗、晕厥、恶心、呕吐等休克症状，疼痛部位可为心前区或肩胛区（后背痛）。疼痛一般沿着血管夹层分离的走向放射至头颈、背部、腹部，累及肾动脉时可引起腰痛，可能因夹层动脉瘤剥离扩张得到控制而自行缓解。若疼痛、胸闷反复出现，患者烦躁不安应警惕本病瘤体继续扩张，有向外膜穿破的危险。给予度冷丁、吗啡止痛镇静，吸氧，保证患者卧床休息。若疼痛骤然减轻，提示血肿破入血管腔A。因此护士应密切注意疼痛的强度、部位和性质等，并注意应用止痛剂的效果。A3!3A血压、心率：连接 NIM 观察血压、心率、心律、氧饱和度等变化。应用硝普纳、硝酸甘油、裕优定、丹颐等降压药控制血压在!FB !BCB RB:2,之内，防止血压高增加主动脉的负担，使主动脉中层营养血管处于痉挛收缩状态造成缺血、坏死及出血，而使血肿扩大，所以维持血压正常可降低血流对血管的冲击，这也是预防瘤体破裂的主要环节。本组患者均有高血压病史，有 R 例患者均使用 A 种及以上降压药控制血压。定时测量左右臂血压和上下肢血压，如果上肢血压有明显差别或上下肢血压差减少提示动脉堵塞，本组 E 例因主动脉夹层分离累及髂总动脉，左下肢血压低于左上肢血压。A3!3F周围脉搏搏动及肢体颜色：如果动脉夹层分离到髂主动脉则会影响足背动脉血流，所以应观察双下肢足背动脉搏动情况、双下肢皮肤颜色及温度，注意是否有血栓形成。A3!3E肾功能：观察患者是否出现腰疼、血尿、少尿、无尿及肌酐、尿素氮变化。本组!例患者发病后!A=出现急性!AE第()卷#期(#年!月宁夏医学院学报!*+,-./0+1 23.453/67839/0:+00747 万方数据