白念珠菌生物被膜基質(zhì)研究進(jìn)展

汪長(zhǎng)中 邵菁 汪天明 程惠娟

(安徽中醫(yī)學(xué)院中西醫(yī)結(jié)合臨床學(xué)院，合肥230038)

近年來(lái)，隨著廣譜抗生素、免疫抑制劑的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)管插管、腹膜透析、器官移植、腫瘤放化療等的大量開(kāi)展，以及艾滋病患者的不斷出現(xiàn)，免疫功能抑制人群逐漸增多，以念珠菌為主的真菌感染發(fā)生率呈逐年上升趨勢(shì)。據(jù)報(bào)道，在院內(nèi)獲得性感染中，念珠菌引起的感染在血源性感染中位居第四位，在導(dǎo)管相關(guān)性感染中居第三位，即便使用了抗真菌藥物，其死亡率仍高達(dá)40%。在所有念珠菌感染中，以白念珠菌 (Candida albicans)感染率最高，占45%［1］。白念珠菌病已經(jīng)成為影響人類生活質(zhì)量、威脅生命健康的重要疾病之一。白念珠菌所引起的慢性難治性感染目前認(rèn)為與生物被膜形成密切相關(guān)。

白念珠菌生物被膜(biofilm)是白念珠菌附著于活體組織或非活體組織表面、由自身產(chǎn)生的基質(zhì)(matrix)-胞外多聚化合物 (extracellular polymeric substances，EPS)包裹的有一定結(jié)構(gòu)和功能的菌細(xì)胞群體，它是菌細(xì)胞在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中所表現(xiàn)出的為適應(yīng)環(huán)境壓力而形成的與浮游菌(planktonic)迥然不同的另一種生存方式。典型的白念珠菌生物被膜結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為基底數(shù)層酵母相細(xì)胞黏附于物體表面，其上方有豐富的基質(zhì)覆蓋，內(nèi)有大量菌絲生長(zhǎng)，被膜厚度可達(dá)50～350 μm［2-3］(見(jiàn)圖1)。生物被膜狀態(tài)的白念珠菌不僅各種表型如形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化特性、致病性、對(duì)藥物的敏感性等與浮游狀態(tài)菌有顯著差異，其基因型也與后者有所不同［4］。生物被膜不同于懸浮菌的諸多特征與其所含的基質(zhì)密切相關(guān)，基質(zhì)不僅參與生物被膜結(jié)構(gòu)組成，還可幫助被膜菌逃逸機(jī)體免疫系統(tǒng)的攻擊以及對(duì)抗藥物的抑制或殺傷，且可通過(guò)酶降解EPS造成被膜菌在體內(nèi)播散從而造成慢性、難治性感染，同時(shí)基質(zhì)也是抗生物被膜感染的靶點(diǎn)，抑制其合成或促使其降解即可抑制或破壞生物被膜。因此，對(duì)基質(zhì)的研究逐漸成為近年來(lái)生物被膜領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。本文現(xiàn)就近年來(lái)白念珠菌生物被膜基質(zhì)的研究進(jìn)展作一綜述。

圖1 掃描電鏡下白念珠菌生物被膜基質(zhì) (箭頭指示處)［3］Fig.1 Scanning electron micrograph of biofilm formation of C.albicans(Arrows indicate matrix material)

1 生物被膜基質(zhì)的概念及組成特點(diǎn)

生物被膜基質(zhì) (biofilm matrix)是由菌細(xì)胞分泌的黏性的胞外多聚化合物(EPS)，EPS再將菌細(xì)胞包裹于其中進(jìn)而形成生物被膜。在生物被膜中，菌體本身所占比重不超過(guò)生物被膜干重的10%，而基質(zhì)則超過(guò)90%［5］。生物被膜基質(zhì)由多種成分組成，主要包括:

1.1 多糖

多糖是基質(zhì)EPS的重要組分，分子量一般在(0.5～2)×106，電鏡下呈細(xì)線狀，黏附至菌細(xì)胞表面并形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，基質(zhì)缺乏會(huì)造成生物被膜成熟障礙［5］。Lal等［6］用色譜技術(shù)分析出白念珠菌生物被膜基質(zhì)中含有一大約300 kDa的水溶性胞外多糖，由葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和N-乙酰氨基葡萄糖組成。Al-Fattani等［3］在比較白念珠菌與熱帶念珠菌生物被膜基質(zhì)組分及其耐藥性關(guān)系時(shí)，證實(shí)白念珠菌生物被膜基質(zhì)中糖類占39.6%，其中葡萄糖含量最高，占32.2%，另有少量甘露糖、半乳糖等。由葡萄糖聚合而成的β-1，3-葡聚糖是白念珠菌生物被膜基質(zhì)的重要組分。

1.2 蛋白

基質(zhì)中的蛋白有些具有酶活性，能降解多糖、蛋白、核酸、纖維素、幾丁質(zhì)、脂質(zhì)等多聚物，所形成的低分子量降解產(chǎn)物可以作為碳源和氮源提供給被膜內(nèi)菌;有些酶對(duì)于結(jié)構(gòu)性EPS的降解可以促進(jìn)被膜內(nèi)菌細(xì)胞播散 (dispersion);還有些酶在生物被膜致病過(guò)程中作為毒力因子。有些則為結(jié)構(gòu)蛋白，如糖結(jié)合蛋白(凝集素)參與了多糖基質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成及穩(wěn)定，并將菌細(xì)胞表面與EPS連接起來(lái)。Thomas等［7］應(yīng)用蛋白組學(xué)技術(shù)比較了白念珠菌生物被膜和懸浮菌的蛋白組成方面的異同，發(fā)現(xiàn)兩者的蛋白表達(dá)譜高度相似，并進(jìn)一步鑒定出數(shù)個(gè)差異表達(dá)蛋白，同時(shí)證實(shí)這些差異蛋白具有代謝酶活性(此前被稱為細(xì)胞表面蛋白和免疫優(yōu)勢(shì)抗原)。就蛋白組分而言，生物被膜基質(zhì)中的蛋白質(zhì)可以分為兩類:一類是分泌蛋白組(secretome)，如幾丁質(zhì)酶活性的Cht3p，具有免疫調(diào)節(jié)功能的甘露糖蛋白Mp65和作為細(xì)胞表面抗原及黏附素的Mp58/Pra1p等。另一類則為非分泌蛋白，包括糖酵解酶、生物合成酶、線粒體蛋白等。

1.3 核酸

研究證實(shí)，胞外脫氧核糖核酸 (extracellular DNA，eDNA)是銅綠假單胞菌、葡萄球菌等細(xì)菌生物被膜EPS中的重要組分，那么eDNA是否也是白念珠菌生物被膜EPS的重要組分呢?Martins等［8］構(gòu)建了流動(dòng)狀態(tài)下生物被膜模型，檢測(cè)白念珠菌生物被膜 EPS中eDNA的存在及其含量、DNA酶(DNase)干預(yù)效果、加入外源性DNA對(duì)生物被膜形成的影響等，結(jié)果證實(shí)生物被膜基質(zhì)中eDNA的存在。在96孔板中所構(gòu)建的靜態(tài)生物被膜中，加入外源性DNA(＞160 ng/mL)能提高整個(gè)生物被膜的生物量 (biomass)，而加入 DNA酶 (＞0.03 mg/mL)后生物量則在生物被膜形成后期減少，充分表明eDNA在生物被膜結(jié)構(gòu)組成及形成過(guò)程中的作用，是構(gòu)成白念珠菌生物被膜基質(zhì)的重要組分。至于eDNA是如何產(chǎn)生的，可能既有菌體裂解后所釋放的，也不排除菌細(xì)胞主動(dòng)分泌的。

1.4 脂質(zhì)

相對(duì)于其他成分研究來(lái)說(shuō)，目前基質(zhì)中脂質(zhì)成分的研究不多。Conrad等［9］通過(guò)超聲和陽(yáng)離子交換技術(shù)對(duì)兩種能進(jìn)行污水處理的植物標(biāo)本分析，發(fā)現(xiàn)該類標(biāo)本的EPS中含有1.8%的脂質(zhì)，后者包括磷脂、糖脂等。白念珠菌生物被膜ECM中的脂質(zhì)性質(zhì)及其含量有待于研究。

1.5 水

水在基質(zhì)中是含量最高的成分，Marshall將生物被膜稱為“黏稠的水”(stiff water)。因基質(zhì)能提供高度水合環(huán)境，故比周?chē)h(huán)境干燥的速度要慢很多?；|(zhì)的吸濕性是通過(guò)保留水分而并非通過(guò)水結(jié)合機(jī)制完成的［4］。

2 生物被膜基質(zhì)的功能

與細(xì)菌或其他真菌一樣，白念珠菌的生物被膜基質(zhì)也具有多種功能，主要表現(xiàn)在:①介導(dǎo)黏附:黏附是生物被膜形成的第一步，通過(guò)基質(zhì)的黏附使得菌細(xì)胞黏附在生物或非生物介質(zhì)表面從而啟動(dòng)生物被膜形成的早期階段。②形成并維持生物被膜結(jié)構(gòu):被膜內(nèi)菌被基質(zhì)直接包裹，基質(zhì)的性質(zhì)與含量會(huì)影響到被膜的三維結(jié)構(gòu)及形成過(guò)程。③保護(hù)被膜菌并參與耐藥:被膜內(nèi)的基質(zhì)有助于被膜菌不僅對(duì)抗熱、紫外線等理化因素的影響，還能對(duì)抗機(jī)體特異性或非特異性免疫應(yīng)答、以及藥物的殺傷，是導(dǎo)致被膜菌實(shí)現(xiàn)免疫逃逸及產(chǎn)生耐藥性的重要因素［10］。④具有酶活性:基質(zhì)中的某些蛋白具有酶活性，能降解細(xì)胞外大分子營(yíng)養(yǎng)物為被膜菌提供營(yíng)養(yǎng)，并能降解結(jié)構(gòu)性EPS使得細(xì)胞從生物被膜中分散出來(lái)引發(fā)新的定植及感染灶。⑤提供營(yíng)養(yǎng):基質(zhì)EPS被酶降解后所釋放的碳源、氮源、磷等化合物可以提供給被膜內(nèi)菌在營(yíng)養(yǎng)受限時(shí)再利用。⑥其他:促進(jìn)生物被膜內(nèi)菌細(xì)胞間的基因水平轉(zhuǎn)移;保持水合環(huán)境以延長(zhǎng)菌細(xì)胞在缺水環(huán)境中的生存時(shí)間等［4］。

3 白念珠菌生物被膜基質(zhì)的影響因素

白念珠菌生物被膜基質(zhì)的產(chǎn)生受到諸如生長(zhǎng)狀態(tài)、菌株性質(zhì)、培養(yǎng)基種類等多種因素影響。Hawser等［11］比較了白念珠菌生物被膜在靜止與振搖兩種狀態(tài)下基質(zhì)的產(chǎn)生，通過(guò)檢測(cè)生物被膜干重、XTT檢測(cè)代謝及放射性同位素吸收并結(jié)合掃描電鏡檢查等多種方法，證實(shí)白念珠菌生物被膜生長(zhǎng)及其基質(zhì)的產(chǎn)生量與菌生長(zhǎng)狀態(tài)密切相關(guān)，在動(dòng)態(tài)下被膜生長(zhǎng)及其基質(zhì)產(chǎn)生量要超過(guò)靜止?fàn)顟B(tài)下，且在一定范圍內(nèi)隨著搖床轉(zhuǎn)速提高，基質(zhì)產(chǎn)生量也相應(yīng)增多。Martins等［8］的實(shí)驗(yàn)顯示，基質(zhì)中有關(guān)組分含量及比例與菌生長(zhǎng)所用的培養(yǎng)基密切相關(guān)，eDNA含量、蛋白含量、eDNA/蛋白含量之比以在RPMI-1640培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的最高，酵母浸出粉胨葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基 (YPD培養(yǎng)基)次之，YNB最少。另外，溫度等條件也會(huì)對(duì)基質(zhì)的組分如多糖、eDNA、蛋白等含量產(chǎn)生影響;同一菌株體內(nèi)與體外生物被膜基質(zhì)的產(chǎn)生也會(huì)有差異;再者，即使在相同生長(zhǎng)條件下，不同菌株因異質(zhì)性所產(chǎn)生的生物被膜基質(zhì)也有一定差異。

4 白念珠菌生物被膜基質(zhì)的調(diào)節(jié)

白念珠菌生物被膜基質(zhì)及其一些重要組分的合成受到相應(yīng)基因或蛋白的調(diào)控。

4.1 EFG1 和 BCR1

EFG1和BCR1分別是誘導(dǎo)白念珠菌形態(tài)發(fā)生和生物被膜形成的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白，Nobile等［2］證實(shí)，efg1/efg1與bcr1/bcr1缺失突變株難以形成生物被膜。Harriott等［12］在小鼠陰道接種efg1/efg1突變株，共聚焦顯微鏡下發(fā)現(xiàn)該突變株只能產(chǎn)生酵母相細(xì)胞與假菌絲而不能產(chǎn)生基質(zhì)，故不能形成生物被膜，而互補(bǔ)菌株 (efg1/efg1+p EFG1)的生物被膜形成則恢復(fù)到與野生株相似的水平;在陰道的bcr1/bcr1突變株雖然能產(chǎn)生少量假菌絲，但掃描電鏡下難以見(jiàn)到基質(zhì)以及光滑清晰的菌細(xì)胞形態(tài)，而互補(bǔ)菌株(bcr1/bcr1+p BCR1)則能形成生長(zhǎng)旺盛且富含基質(zhì)的生物被膜。上述結(jié)果足見(jiàn)EFG1和BCR1在生物被膜形成以及產(chǎn)生基質(zhì)過(guò)程中的重要作用。

4.2 Zap1

Zap1是白念珠菌鋅缺乏反應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白，參與鋅代謝。Nobile等［13］比較了 zap1/zap1缺失突變株、zap1/zap1+p ZAP1互補(bǔ)菌株和ZAP1/ZAP1參考菌株之間的生物被膜及基質(zhì)形成的異同，結(jié)果體內(nèi)外生物被膜的β-葡聚糖及生物量，zap1/zap1突變株明顯高于互補(bǔ)菌株和參考菌株，表明Zap1對(duì)于白念珠菌生物被膜及其基質(zhì)起抑制作用。隨后進(jìn)一步探討了 Zap1靶基因 (ZRT2，ZRT1，PRA1，CSH1和IFD6)對(duì)生物被膜基質(zhì)主要組分可溶性β-1，3-葡聚糖的調(diào)控作用，他們?cè)谕蛔兙曛幸敫弑磉_(dá)TDH3啟動(dòng)子序列替代上述靶基因的啟動(dòng)子區(qū)域，結(jié)果證實(shí)TDH3-CSH1和TDH3-IFD6兩種轉(zhuǎn)化子中的可溶性β-1，3-葡聚糖水平顯著下降，其他轉(zhuǎn)化子無(wú)明顯變化，表明CSH1和IFD6基因?yàn)棣?1，3-葡聚糖的負(fù)調(diào)控基因。用同樣方法證實(shí)了Adh5是 β-1，3-葡聚糖正調(diào)控基因。Adh5，Csh1 和Ifd6基因編碼乙醇脫氫酶，另兩種基因Gca1和Gca2編碼葡糖淀粉酶并被證實(shí)為β-1，3-葡聚糖的正調(diào)控基因。

4.3 Fks1p

Fks1p 是 β-1，3-葡聚糖合成酶，Nett等［14］發(fā)現(xiàn)Fks1p所合成的β-1，3-葡聚糖不僅參與白念珠菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)組成，同時(shí)也儲(chǔ)積于生物被膜內(nèi)黏性基質(zhì)中，使得基質(zhì)像“海綿”樣隔絕藥物，阻止藥物達(dá)到潛在的靶點(diǎn)，保護(hù)生物被膜細(xì)胞免受藥物的干預(yù)，故被認(rèn)為在生物被膜特異性的耐藥作用中至關(guān)重要。因此，以Fks1p為靶點(diǎn)的棘白菌素類藥物若與唑類聯(lián)用將會(huì)協(xié)同抗生物被膜。此前，該研究小組［15］觀察到，體外和體內(nèi)生物被膜中的β-1，3-葡聚糖含量比懸浮菌培養(yǎng)物中所檢測(cè)到的分別升高4～10倍和10倍，因而認(rèn)為這種基質(zhì)葡聚糖的檢測(cè)可以作為白念珠菌生物被膜感染的一個(gè)診斷標(biāo)志。

Nett等［16］不僅發(fā)現(xiàn) Fks1p 通過(guò)合成 β-1，3-葡聚糖參與了白念珠菌生物被膜對(duì)三唑類耐藥性，還進(jìn)一步探討了FKS1基因表達(dá)對(duì)其他抗真菌藥敏感性的影響。結(jié)果顯示，由多西環(huán)素誘導(dǎo)所致的FKS1表達(dá)下降會(huì)提高生物被膜對(duì)兩性霉素B、阿尼芬凈、氟胞嘧啶的敏感性。反之，若FKS1超表達(dá)，則會(huì)增加生物被膜對(duì)阿尼芬凈和兩性霉素B的耐藥性。由此可見(jiàn)，由Fks1p所合成的葡聚糖通過(guò)其一定厚度的黏性屏障“隔離”藥物而成為白念珠菌生物被膜耐藥的機(jī)制之一。

4.4 SMI1

Nett等［17］等采用候選基因法探討蛋白激酶C(PKC)信號(hào)通路中相關(guān)組分在白念珠菌基質(zhì)葡聚糖產(chǎn)生和生物被膜耐藥性方面的作用，發(fā)現(xiàn)PKC通路上游部分組分的突變株即pkc1/pkc1，bck1/bck1，mkc1/mkc1缺失突變株在基質(zhì)葡聚糖產(chǎn)生方面與參考菌株相比無(wú)明顯差異，mkk2/mkk2突變株的葡聚糖稍低于參考菌株;該4株突變株生物被膜的耐藥性也與參考菌株基本相同。在PKC通路下游組分中，SMI1、RLM1和FKS1對(duì)于細(xì)胞壁及基質(zhì)中的葡聚糖合成至關(guān)重要，實(shí)驗(yàn)中觀察到smi1/smi1缺失突變株的基質(zhì)葡聚糖下降4倍以上，同時(shí)對(duì)抗真菌藥物敏感性也有所提高，而互補(bǔ)菌株smi1/smi1+pSMI1能部分恢復(fù)對(duì)氟康唑的耐受性，表明Smi1p參與了基質(zhì)葡聚糖產(chǎn)生及由此所致的生物被膜耐藥性。事實(shí)上，Smi1p、Rlm1p和Fks1p三種蛋白共同作用產(chǎn)生能“隔絕”藥物的生物被膜基質(zhì)葡聚糖。

4.5 Hsp90

Robbins等［18］發(fā)現(xiàn)，分子伴侶蛋白 Hsp90對(duì)生物被膜基質(zhì)有調(diào)節(jié)作用，在缺乏多西環(huán)素狀態(tài)下，Hsp90缺失突變株的葡聚糖含量為6 000 pg/mL，而以20μg/mL的多西環(huán)素抑制Hsp90轉(zhuǎn)錄后，葡聚糖含量下降至3 700 pg/mL，具有顯著性差異，但多西環(huán)素對(duì)缺乏四環(huán)素操縱子元件tetO啟動(dòng)子的野生型菌株的基質(zhì)葡聚糖水平不影響?？紤]到另一實(shí)驗(yàn)中［13］，F(xiàn)KS1/fks1突變株生物被膜基質(zhì)的葡聚糖水平下降60%時(shí)該株生物被膜耐藥性消除這一關(guān)聯(lián)因素，可以推定Hsp90缺失導(dǎo)致了葡聚糖含量的下降，所引起約40%的葡聚糖的減少可能促成了對(duì)唑類藥物的敏感。

隨著白念珠菌基因組測(cè)序基本完成以及對(duì)其生物被膜及基質(zhì)研究的繼續(xù)深入，將還會(huì)發(fā)現(xiàn)有更多的基因及表達(dá)產(chǎn)物參與影響生物被膜及基質(zhì)的形成，以及與生物被膜基質(zhì)相關(guān)耐藥性之間的關(guān)聯(lián)。

5 藥物對(duì)白念珠菌生物被膜基質(zhì)的干預(yù)

既然基質(zhì)是生物被膜結(jié)構(gòu)的重要組分，因此如能降解基質(zhì)或抑制其合成，則不失為控制生物被膜的一種有效手段，發(fā)揮作用的既有抗生素也有非抗生素類化合物。

卡泊芬凈等棘白菌素類抗真菌藥是β-1，3-葡聚糖合成酶抑制劑，Soustre等［19］觀察到，當(dāng)白念珠菌生長(zhǎng)的培養(yǎng)基中含有亞抑菌濃度(1/2MIC)的卡泊芬凈時(shí)，白念珠菌黏附到預(yù)先包被有基質(zhì)蛋白的塑料的效果受到影響。結(jié)果，在受試的11株白念珠菌株(氟康唑敏感株6株，耐藥株5株)中，卡泊芬凈對(duì)所有氟康唑敏感株的黏附均減少，但對(duì)耐藥株只有60%(3株)黏附的減少。表明，卡泊芬凈對(duì)白念珠菌生物被膜發(fā)育早期的黏附有抑制作用。

同屬棘白菌素類的氨基康定(aminocandidn)也可影響白念珠菌生物被膜細(xì)胞形態(tài)與代謝。Cateau等［20］研究了亞抑菌濃度 (1/2MIC)的氨基康定對(duì)11株白念珠菌的黏附性以及基質(zhì)蛋白包被對(duì)其抑菌效果的影響。結(jié)果表明，當(dāng)黏附的聚苯乙烯介質(zhì)表面以基質(zhì)蛋白—基質(zhì)凝膠 (ECM gel)包被后，氨基康定能明顯降低其中10株白念珠菌的黏附;當(dāng)白念珠菌在含有氨基康定培養(yǎng)基中培養(yǎng)后，6株氟康唑敏感株中有5株的黏附下降;而對(duì)于5株氟康唑耐藥株，均可觀察到對(duì)基質(zhì)包被后的抑制。該實(shí)驗(yàn)以及上述Soustre［19］的研究表明，氨基康定和卡泊芬凈等棘白菌素類通過(guò)影響基質(zhì)而對(duì)生物被膜形成的第一步即黏附階段產(chǎn)生抑制作用。

Seidler等［21］在連續(xù)流動(dòng)條件下構(gòu)建了導(dǎo)管生物被膜模型并比較了兩性霉素B脂質(zhì)體(LAMB)、氟康唑、卡泊芬凈對(duì)白念珠菌生物被膜的清除作用。結(jié)果，未用藥對(duì)照組的24 h生物被膜基質(zhì)厚度為5～20μm，48 h基質(zhì)厚度為10～150 μm。經(jīng)LAMB作用24 h能完全清除其基質(zhì) (0 μm)，而氟康唑和卡泊芬凈作用24 h后，分別保留10～25μm和10～130μm厚度的基質(zhì)。從掃描電鏡和共聚焦顯微鏡下所觀察到的酵母相細(xì)胞、假菌絲及被膜基質(zhì)三方面來(lái)看，0.5μg/mL的LAMB能清除生物被膜，而氟康唑和卡泊芬凈則效果較差。

衣霉素為放線菌Streptomyces lysosuperficus產(chǎn)生的核苷酸類抗生素，是包括酵母在內(nèi)的真核細(xì)胞N-糖基化抑制劑，Pierce等［22］采用蛋白質(zhì)組學(xué)和ELISA方法證實(shí)，衣霉素處理后的白念珠菌生物被膜基質(zhì)蛋白糖基化發(fā)生缺陷，進(jìn)而影響了生物被膜的完整性，因而亦提示N-糖基化位點(diǎn)可以成為抗白念珠菌生物被膜的潛在靶點(diǎn)。

Martins等［23］研究了DNase與抗真菌藥物聯(lián)用治療白念珠菌生物被膜的效應(yīng)，通過(guò)XTT法檢測(cè)代謝及活細(xì)胞計(jì)數(shù)法證實(shí)，DNase能促進(jìn)白念珠菌生物被膜細(xì)胞對(duì)抗真菌藥物尤其是兩性霉素B的敏感性，而對(duì)卡泊芬凈，盡管DNase能提高其降低線粒體活性的效應(yīng)，但對(duì)活細(xì)胞計(jì)數(shù)則無(wú)影響，也不影響生物被膜對(duì)氟康唑的敏感性。表明DNase等藥通過(guò)影響生物被膜結(jié)構(gòu)完整性而成為治療白念珠菌生物被膜感染的一種輔助手段。

ApoEdpL-W是源于人載脂蛋白E的一個(gè)富含色氨酸的 18氨基酸多肽，Rossignol等［24］發(fā)現(xiàn)ApoEdpL-W能抑制白念珠菌早期生物被膜，但對(duì)晚期成熟生物被膜作用較差，推測(cè)可能是ApoEdpL-W對(duì)早期生物被膜形成過(guò)程中的基質(zhì)葡聚糖合成有抑制作用，但對(duì)成熟生物被膜內(nèi)的葡聚糖破壞作用較弱。另外，聚氨酯、聚二甲基硅氧烷等醫(yī)學(xué)相關(guān)材料用ApoEdpL-W包被則能阻止白念珠菌生物被膜在這些材料上的形成，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)其抗白念珠菌作用是依賴于液泡機(jī)制來(lái)進(jìn)行的。

金格桿菌(Kingella kingae)為革蘭陰性球桿菌，Bendaoud等［25］發(fā)現(xiàn)，將該菌所培養(yǎng)的菌苔經(jīng)離心獲得的上清對(duì)包括白念珠菌、肺炎克雷伯菌甚至該菌自身在內(nèi)的多種細(xì)菌和真菌生物被膜有抑制作用，經(jīng)結(jié)構(gòu)分析上清中含兩種多糖:一種是與胸膜肺炎放線桿菌莢膜多糖相同的線性多糖;另一種是被稱作PAM半乳聚糖的新型線性多糖。后者通過(guò)影響生物被膜細(xì)胞、基質(zhì)以及所黏附介質(zhì)表面的理化性質(zhì)而發(fā)揮其廣譜抗生物被膜功能，其生物學(xué)活性及潛在的應(yīng)用價(jià)值有待于深入研究。

6 問(wèn)題與展望

顯然，基質(zhì)或EPS對(duì)于生物被膜的重要性不言而喻，可以說(shuō)，無(wú)基質(zhì)就無(wú)生物被膜。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)銅綠假單胞菌、葡萄球菌等細(xì)菌生物被膜基質(zhì)研究相對(duì)來(lái)說(shuō)要多些，而對(duì)白念珠菌生物被膜基質(zhì)研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。由于基質(zhì)不僅涉及生物被膜結(jié)構(gòu)組成，還具有分解酶活性，更重要的是參與了耐藥性形成，基質(zhì)所致耐藥性不僅與造成抗菌藥物的機(jī)械“隔絕”有關(guān)，同時(shí)還受到多種相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控。鑒于基質(zhì)在生物被膜形成中的作用，目前已經(jīng)開(kāi)始針對(duì)基質(zhì)來(lái)設(shè)計(jì)或篩選破壞生物被膜即以基質(zhì)為靶點(diǎn)的藥物;筆者實(shí)驗(yàn)室近期篩選出某些中藥有效成分具有抑制生物被膜基質(zhì)的功效。另外，因?yàn)榛|(zhì)是生物被膜的主要組分，故有人建議基質(zhì)還可作為生物被膜感染診斷的相對(duì)特異性標(biāo)志，當(dāng)然這種診斷如能成立則會(huì)涉及到基質(zhì)的分離提取(確保相關(guān)組分如eDNA等來(lái)自生物被膜基質(zhì)而避免污染有菌細(xì)胞裂解釋放的成分)、定性定量等多個(gè)環(huán)節(jié)，需不斷完善才可成為“生物被膜感染”的診斷依據(jù)。相信通過(guò)對(duì)基質(zhì)不斷深入的研究，不僅豐富了生物被膜的基礎(chǔ)理論，同時(shí)對(duì)于生物被膜相關(guān)疾病的診斷與防治也具有積極的臨床價(jià)值。

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