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一32一 江苏农业科学2010年第5期 陈 静，刘显军，边连全，等．细菌生物膜及细菌群体感应系统的研究进展[J]．江苏农业科学，20IO(5)：32—33． 细菌生物膜及细菌群体感应系统的研究进展 陈静1，刘显军2，边连全2，朴钟云1 (1．沈阳农业大学园艺学院，辽宁沈阳110161；2．沈阳农业大学畜牧兽医学院，辽宁沈阳110161 擒要：细菌生物膜(BBF)是细菌耐药性形成的重要机制之一，也是许多慢性感染性疾病反复发作和难以控制的 主要原因。在BBF形成过程中，细菌的群体感应(QS)系统起重要作用。本文就细菌生物膜的结构以及细菌的群体感 应系统在细菌生物膜形成中的作用进行综述。 关键词：细菌生物膜；群体感应系统；研究进展 中图分类号：Q939．1文献标志码：A 文章编号：1002—1302(2010}05-0032—02 自从抗生素同世之后，对细菌感染尤其是急性细菌感染， 过通路输送营养物质，满足细菌生存需要，同时带走细菌代谢 抗生素治疗收到良好的疗效。但近20年来人们发现，抗生索 废物，功能类似原始的循环系统。BBF的这一特殊结构坚实 用量在不断加大，而疗效却难以令人满意；即使抗生素不得不 稳定，不易被破坏，大大提高了细菌的存活能力。 更新换代，耐药菌株也还是不断涌现。这其中的原因固然与 1．2 BBF的形成过程 滥用抗生素使得细菌变异加快有关，但也与细菌生物膜类感 BBF多细胞结构的形成是一个动态过程，细菌黏附是细菌 染密切相关…。据估计人类大约65％的细菌性感染是由细 对宿主表面的黏附，是细菌在宿主体内形成细菌生物膜的第1 菌生物膜细菌引起的。当细菌形成生物膜后对抗生素的抗性 步。这种黏附作用主要是细菌表面特定的黏附素蛋白(adhe- 提高lO一1000倍，是造成当前细菌耐药性的罪魁祸首之 一¨o。同时细菌生物膜细菌对抗生素和宿主免疫防御机制 异性。宿主组织表面的蛋白、糖蛋白和糖脂常可作为受体，选 的抗性很强，感染部位的细菌一旦形成生物膜或生物材料污 择性地吸附特定种类的细菌。细菌黏附于表面可免于被流体 染的细菌形成了生物膜，即使使用正常剂量成百倍的药物也 带到不利于其生长的环境，例如，生长在尿道中的大肠杆菌具 不易治愈，成为动物生产中难治性感染的重要原因之一。细 有高度进化的表面结构，牢固地附着在尿道内，免于被尿液冲 菌生物膜引起了人们的极大关注，了解细菌生物膜的形成和 出体外。细菌可很快发生黏附，如内氏放线菌(Actinomyces 细菌群体感应系统的作用将有助于防治细菌感染性疾病。 膦lundii)对附着在羟基磷灰石小球上的酸性富含脯氨酸的蛋 白黏附，约1h后吸附即趋于饱和。随后，细菌大量生长繁殖， 1细菌生物膜的结构及形成 1．1 细菌生物膜的结构 细菌生物膜(bacterialbiofilm，BBF)是指附着于有生命或细菌生物膜加厚，细菌生物膜趋于成熟”·。 无生命物体表面被细菌胞外大分子包裹的有组织的细菌群体 由于BF的形成是一个动态过程，且结构上存在不均质 及其分泌的多糖基质、纤维蛋白、脂蛋白等多糖蛋白复合 性，因此，BF中的细菌是在不同时间和空间发展的，其基因表 达和生理活性也具有不均质性。BF垂直方向不同层面的细 物1。BBF中水分含量可高达97％。除了水和细菌外，BBF 还可含有细菌分泌的大分子多聚物、吸附的营养物质和代谢 菌RNA含量、呼吸活性和蛋白质合成均不同。同时由于细菌 产物及细菌裂解产物等。游离的单个或单片菌落容易被抗生 所处微环境的pH值和氧化还原电位等不同，可使遗传学上 素杀死，而形成生物膜类高级结构的细菌得以存活。研究证 一致的细菌个体表现不同的特性，如产生毒素不同可使BF 实，成熟的铜绿假单胞菌生物膜由蘑菇样或柱样亚单位组成， 中一些细菌个体对宿主无危害，而另一些细菌则可能对宿主 包括头部、茎部和根部3部分。每个亚单位的结构骨架是胞 有致命威胁Ho。因此，不均质性是细菌BF的另一个