銅綠假單胞菌生物膜形成機制及中藥對其調(diào)控作用研究進展

何莎莎 趙京霞 徐霄龍 郭玉紅 劉清泉,4

(1 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院，北京，100010； 2 中醫(yī)感染性疾病基礎(chǔ)研究北京市重點實驗室，北京，100010；3 北京市中醫(yī)研究所，北京，100010； 4 北京中醫(yī)醫(yī)院順義醫(yī)院，北京，101300)

?

銅綠假單胞菌生物膜形成機制及中藥對其調(diào)控作用研究進展

何莎莎1,2,3趙京霞1,2,3徐霄龍1,2,3郭玉紅1,2,4劉清泉1,2,3,4

(1 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院，北京，100010； 2 中醫(yī)感染性疾病基礎(chǔ)研究北京市重點實驗室，北京，100010；3 北京市中醫(yī)研究所，北京，100010； 4 北京中醫(yī)醫(yī)院順義醫(yī)院，北京，101300)

銅綠假單胞菌是一種能引起機體急性或慢性感染的條件致病菌，極易形成生物膜是其產(chǎn)生耐藥的一個重要因素。近年來研究表明，中藥對銅綠假單胞菌生物膜形成具有明顯的抑制作用。作者就銅綠假單胞菌生物膜形成周期、生物膜形成的主要調(diào)控信號系統(tǒng)以及中藥對生物膜形成的影響進行綜述。

銅綠假單胞菌；生物膜；中藥

銅綠假單胞菌是醫(yī)院獲得性感染的重要致病菌，能引起各種不同的急性或慢性感染。目前，臨床上對銅綠假單胞菌感染的治療不太理想，主要原因是該菌具有多重耐藥性。銅綠假單胞菌的耐藥機制比較復(fù)雜，主要包括有以下途徑[1]：1)細胞膜通透性降低；2)主動外排泵；3)鈍化酶產(chǎn)生；4)染色體突變和質(zhì)粒轉(zhuǎn)導(dǎo)獲得耐藥基因；5)形成生物膜。其中形成生物膜是銅綠假單胞菌耐藥的一個非常重要的途徑。與浮游細菌相比，生物膜中的細菌能夠耐受抗生素和宿主的免疫反應(yīng)，具有極強的耐藥性。因此，研究銅綠假單胞菌生物膜形成的調(diào)控機制和研發(fā)抗生物膜形成藥物十分重要。我國中藥資源十分豐富，中醫(yī)藥在治療耐藥細菌感染方面具有獨特優(yōu)勢，在臨床上也常用中藥聯(lián)合抗生素治療難治性銅綠假單胞菌感染性疾病[2]。我們對銅綠假單胞菌生物膜形成機制及中藥對其調(diào)控作用的相關(guān)研究進行綜述，為運用中藥治療銅綠假單胞菌感染疾病提供參考。

1 銅綠假單胞菌生物膜形成周期

細菌生物膜是指細菌黏附于接觸表面，被自身分泌的胞外聚合物(EPS)包裹形成的細菌聚集的膜狀結(jié)構(gòu)[3]。與浮游細菌相比，生物膜形成時病原菌的抗藥性比在游離狀態(tài)下高50～5 000倍[1]。細菌生物膜形成是一個動態(tài)過程，主要由細菌和細菌自身分泌的胞外聚合物(EPS)組成，其中EPS占細菌生物膜總體積的85%[4-5]。EPS主要由胞外多糖、胞外DNA、多肽、脂類等組成，為細菌生物膜形成提供穩(wěn)定性支架，并形成凝聚力調(diào)節(jié)細菌黏附至接觸表面[6]。由于銅綠假單胞菌極易形成生物膜，已成為研究細菌生物膜的模式菌株。

胞外多糖是EPS的主要組成部分，銅綠假單胞菌至少產(chǎn)生3種不同的胞外多糖：alginate，Pel和Psl，它們決定了生物膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[7]。黏液型和非黏液型銅綠假單胞菌合成的胞外多糖種類不同，其中黏液型銅綠假單胞菌主要合成alginate，而非黏液型主要合成Pel和Psl[8-9]。Alginate是由D-甘露糖醛酸和L-古羅糖醛酸組成的無支鏈聚合物[10]，主要維持細菌生物膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和所需的水分及營養(yǎng)物質(zhì)[11]。Pel是一種葡萄糖含量豐富的多糖，其結(jié)構(gòu)尚未確定[12]。Psl是由五糖重復(fù)單元組成，包括D-甘露糖、L-鼠李糖和D-葡萄糖[13]。Pel和Psl為生物膜發(fā)育提供主要的骨架結(jié)構(gòu)，并且參與生物膜形成的早期階段[14]。

銅綠假單胞菌的不同菌株或者在不同的營養(yǎng)條件下，會出現(xiàn)不同的生物膜結(jié)構(gòu)[15]。在葡萄糖培養(yǎng)基中，銅綠假單胞菌PAO1生物膜形成周期主要分為以下5個步驟[16]：1)“可逆”的浮游細菌吸附在適合生長的接觸表面；2)“可逆”的浮游細菌變成“不可逆”，更穩(wěn)定的吸附在接觸表面；3)“不可逆”的浮游細菌在EPS基質(zhì)包裹下形成微菌落；4)生物膜的成熟和大菌落的形成；5)生物膜釋放浮游細菌擴散吸附至其他接觸表面。由此可見，細菌生物膜的形成是一個連續(xù)的循環(huán)過程。

2 銅綠假單胞菌生物膜形成的調(diào)控機制

生物膜不是細菌隨意堆積形成的，而是具有相互協(xié)調(diào)作用的高度分化結(jié)構(gòu)的群體。從浮游菌到細菌生物膜的形成，涉及到多種信號傳導(dǎo)通路。生物膜內(nèi)細菌通過菌間信號傳導(dǎo)調(diào)節(jié)細菌內(nèi)的不同基因表達，相互協(xié)調(diào)來維持生物膜的空間結(jié)構(gòu)和功能。參與銅綠假單胞菌生物膜形成的調(diào)控信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)主要有：群體感應(yīng)系統(tǒng)(Quorum Sensing，QS)、雙組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)(Two-component Regulatory Systems，TCS)及第二信使c-di-GMP系統(tǒng)[17-19]。

2.1 群體感應(yīng)系統(tǒng)與生物膜的形成 群體感應(yīng)系統(tǒng)是細菌密度依賴調(diào)控系統(tǒng)，主要是通過感知擴散的化學(xué)分子信號，引起細菌一些特定基因的表達，從而調(diào)控細菌毒力因子的產(chǎn)生、細菌運動性和生物膜的形成[20-21]。銅綠假單胞菌根據(jù)信號受體蛋白不同將QS分為2類：一類是高絲氨酸內(nèi)酯(Acyl Homoserine Lactone，AHL)-依賴的細胞間信號系統(tǒng)：Las系統(tǒng)和Rhl系統(tǒng)；和一個非AHL-依賴的細胞間信號分子-喹諾酮信號(PQS)系統(tǒng)。其中Las和Rhl系統(tǒng)分別由信號分子合成酶(LasI/RhlI)和轉(zhuǎn)錄因子(LasR/RhlR)組成。LasI和RhlI分別指導(dǎo)3-氧代十二烷基-L-高絲氨酸內(nèi)酯(3-oxo-C12-HSL)和N-丁?；?高絲氨酸內(nèi)酯(C4-HSL)的合成，然后與各自的轉(zhuǎn)錄激活受體蛋白LasR/RhlR結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，逐級調(diào)控下游基因的表達[22]。

QS系統(tǒng)在銅綠假單胞菌生物膜形成周期中發(fā)揮重要作用。Davies等在1998年研究發(fā)現(xiàn)，銅綠假單胞菌LasI突變組生物膜明顯變平、出現(xiàn)未分化和容易從接觸表面脫離的現(xiàn)象，表明Las系統(tǒng)在銅綠假單胞菌生物膜的形成和成熟中發(fā)揮重要作用[23]。Gilbert等報道QS系統(tǒng)轉(zhuǎn)錄因子LasR可以結(jié)合到Psl操縱子的啟動子區(qū)域，調(diào)節(jié)胞外多糖Psl的表達[24]。Sakuragi等研究發(fā)現(xiàn)，Rhl系統(tǒng)通過增強Pel多糖的合成調(diào)節(jié)銅綠假單胞菌生物膜的形成。PQS系統(tǒng)與銅綠假單胞菌生物膜形成過程中的胞外DNA釋放相關(guān)，lasI、rhlI、pqsA和fliMpilA突變菌株生物膜中胞外DNA含量比野生型菌株明顯減少，并且突變菌株生物膜相對于野生型對十二烷基硫酸鈉更敏感[25]。

2.2 雙組分調(diào)控系統(tǒng)與生物膜形成 雙組分調(diào)控系統(tǒng)可感應(yīng)外界環(huán)境(pH、滲透壓、溫度、營養(yǎng)等)變化，并作出適應(yīng)性調(diào)整以更好的適應(yīng)環(huán)境。銅綠假單胞菌的基因組編碼了129個TCS蛋白，GacS/GacA雙組份調(diào)控系統(tǒng)是目前研究最透徹的TCS[26]，近年來與急性和慢性感染相關(guān)的RetS和LadS傳感激酶也成為研究熱點[27]。

GacS/GacA雙組分系統(tǒng)是QS系統(tǒng)的上游調(diào)控系統(tǒng)，調(diào)控多種毒力因子的合成和生物膜的形成。GacS/GacA雙組分調(diào)控系統(tǒng)通常是由跨膜蛋白傳感器GacS和應(yīng)答調(diào)控因子GacA組成。GacS感受外界傳遞的信號分子，與GacS配體結(jié)合部位結(jié)合，激活GacS，使其自身磷酸化，然后將磷酸基團傳遞給GacA，從而上調(diào)小RNA(RsmZ和RsmY)的表達，RsmZ和RsmY可以捕獲小RNA結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白RsmA，抑制psl基因(pslA-L)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控[28-30]。GacS/GacA系統(tǒng)還能通過抑制RsmA的活性負調(diào)控C4-HSL和3-OXO-C12-HSL的合成，從而控制Las系統(tǒng)和Rhl系統(tǒng)。

近年來研究表明，GacS/GacA雙組分調(diào)控系統(tǒng)受到具有相反活性的RetS和LadS激酶的影響。RetS和LadS通過調(diào)節(jié)GacS磷酸化水平抑制或促進GacA的磷酸化，從而調(diào)控GacS/GacA系統(tǒng)功能[31-32]。組氨酸激酶Rets可以抑制生物膜的形成，而組氨酸激酶Lads可以抵消Rets的抑制作用。Goodman等研究表明，Rets突變株相對于野生型PAO1更容易產(chǎn)生生物膜，在急性和慢性感染中發(fā)揮重要作用[33]。Mikkelsen等研究發(fā)現(xiàn)，先天性Lads基因缺失的PA14菌株相對于PA14 LadS+菌株，生物膜的形成和III型分泌系統(tǒng)(T3SS)的表達都受到抑制[34]。

2.3 c-di-GMP調(diào)控生物膜形成 3′-5′環(huán)二鳥苷酸(bis-(3′-5′)-cyclic dimeric guanosine monophosphate，c-di-GMP)是廣泛存在于細菌內(nèi)的第二信使，是細菌生存和代謝過程中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，主要參與調(diào)節(jié)細菌生物膜的形成、細菌運動能力和細菌毒力[35]。細胞內(nèi)合成的c-di-GMP要發(fā)揮調(diào)控作用，必須與受體相結(jié)合，通過改變受體蛋白的構(gòu)象來調(diào)控不同的信號通路。

Alg44蛋白與胞外多糖alginate的合成相關(guān)，c-di-GMP能夠結(jié)合到受體蛋白Alg44的PilZ結(jié)構(gòu)域上，通過蛋白之間相互作用激活其他蛋白的活性，進而調(diào)節(jié)alginate的合成和生物膜的形成[36]。同時，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子也能結(jié)合到第二信使上調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄過程。FLeQ是第一個被發(fā)現(xiàn)的可以調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的c-di-GMP受體，通過與c-di-GMP結(jié)合調(diào)控銅綠假單胞菌中pel基因的轉(zhuǎn)錄，進而調(diào)控胞外多糖Pel的合成和生物膜的形成[37]。高濃度的c-di-GMP能夠促進胞外多糖(alginate、Pel)的合成和細菌生物膜的形成[38]。而低濃度的c-di-GMP能夠促進細菌運動性，抑制細菌生物膜的形成[39]。

3 中藥及其有效成分對銅綠假單胞菌生物膜的影響

3.1 金銀花及其有效成分 金銀花為忍冬科植物忍冬的干燥花蕾或帶初開的花，具有清熱解毒、疏散風(fēng)熱的功效。覃雪軍等研究發(fā)現(xiàn)，金銀花水煎液能明顯抑制銅綠假單胞菌生物膜形成，并能抑制銅綠假單胞菌對固體表面的黏附能力，其抑制效果與紅霉素相當；并且金銀花水煎液在體外能增強頭孢他啶對早期及成熟生物膜內(nèi)銅綠假單胞菌的殺菌能力，這種協(xié)同效果在成熟生物膜內(nèi)比紅霉素更明顯[40]。袁秀麗等研究發(fā)現(xiàn)，金銀花水煎液125 g/L與慶大霉素1∶1聯(lián)合用藥對銅綠假單胞菌生物膜形成有明顯抑制作用[41]。

綠原酸是金銀花的主要抗菌有效成分。陳一強等研究發(fā)現(xiàn)，體外750 μg/mL濃度的綠原酸可抑制銅綠假單胞菌生物膜的形成和延緩生物膜的成熟；大鼠腹腔注射40 mg/(kg·d)綠原酸連續(xù)3 d和7 d能夠抑制銅綠假單胞菌生物膜的形成，且QS系統(tǒng)在大鼠體內(nèi)銅綠假單胞菌生物膜形成中起重要作用[42]。吳海英等研究發(fā)現(xiàn)，體外512 μg/mL濃度的綠原酸能夠顯著抑制黏液性銅綠假單胞菌生物膜的形成，綠原酸和左氧氟沙星聯(lián)合用藥可增強左氧氟沙星對生物膜內(nèi)黏液性銅綠假單胞菌的抗菌性[43]。

3.2 魚腥草及其有效成分 魚腥草為三白草科植物蕺菜干燥地上部分，具有清熱解毒、利尿消腫的功效。程惠娟等研究表明，魚腥草水提液對銅綠假單胞菌的最小抑菌濃度為250 g/L，與阿奇霉素聯(lián)合用藥具有明顯的抗菌增強作用，并能抑制銅綠假單胞菌生物膜的形成[44]。

魚腥草素鈉是魚腥草的主要有效成分，也是臨床常用藥物魚腥草注射液的主要成分。王艷等研究發(fā)現(xiàn)，魚腥草素鈉對銅綠假單胞菌的最小抑菌濃度是300 μg/mL，抑制銅綠假單胞菌生物膜50%的濃度(SMIC50)在9.37～37.5 μg/mL，SMIC80在37.5～150 μg/mL之間[45]。朱玲玲等研究表明，頭孢他啶抑制銅綠假單胞菌生物被膜SMIC50、早期、成熟期形成的用藥濃度分別是16 μg/mL、16 μg/mL、32 μg/mL；而魚腥草素鈉與頭孢他啶聯(lián)合用藥時，其對銅綠假單胞菌SMIC50、早期、成熟期生物膜形成的抑制濃度都下降至原來的一半，說明魚腥草素鈉與頭孢他啶具有協(xié)同抗菌作用[46]。另有研究發(fā)現(xiàn)，魚腥草素鈉和左氧氟沙星對銅綠假單胞菌的MIC分別為128 μg/mL和0.25 μg/mL；1/2 MIC魚腥草素鈉和2 MIC左氧氟沙星聯(lián)合用藥能夠抑制70%的生物膜形成，并且最高降低了92%的alginate濃度，掃描電鏡觀察到聯(lián)合用藥組更多的死亡細胞和清除的EPS，說明魚腥草素鈉與左氧氟沙星聯(lián)合用藥可能成為對抗銅綠假單胞菌生物被膜感染的有效抗菌劑[47]。

3.3 黃連及其有效成分 黃連為毛茛科黃連屬多年生草本植物，有清熱燥濕，瀉火解毒之功效。王平等研究發(fā)現(xiàn)，黃連在12.5 mg/mL和6.25 mg/mL濃度下對銅綠假單胞菌分泌有顯著的抑制作用，在25 mg/mL和6.25 mg/mL濃度下對生物膜形成有顯著的抑制，并且能顯著抑制各組彈性蛋白酶表達，提示黃連可能是銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)的抑制劑[48]。進一步研究發(fā)現(xiàn)，黃連乙酸乙酯提取物和氯仿提取物在3.12 mg/mL濃度時，對銅綠假單胞菌增殖、綠膿菌素分泌、彈性蛋白酶分泌、生物膜形成能力都有明顯的抑制作用，并且在12.5 mg/mL濃度時能夠明顯上調(diào)QS系統(tǒng)中l(wèi)asR和rhlR的轉(zhuǎn)錄水平，抑制lasB轉(zhuǎn)錄水平[49]。

黃連素又稱小檗堿，是黃連的主要生物堿活性成分。研究發(fā)現(xiàn)黃連素不僅具有抗菌作用，而且在治療腹瀉、心血管疾病、抗腫瘤、糖尿病等多方面具有藥理作用[50]。賈子中等研究發(fā)現(xiàn)，黃連素對銅綠假單胞菌生物膜形成的MIC為8 692 μg/mL，2 MIC對細菌生物膜有抑制作用，說明黃連素是一種有效延緩銅綠假單胞菌生物膜形成的生物堿[51]。

3.4 黃芩及其有效成分 黃芩為唇形科黃芩屬多年生草本，以根入藥，有清熱燥濕、瀉火解毒、止血、安胎等功效。研究表明，黃芩及其有效成分有顯著的體內(nèi)外抗菌作用，對治療日漸增加的耐藥細菌感染意義重大[52]。田芳等研究表明，黃芩水煎液對銅綠假單胞菌生物膜形成有明顯的抑制作用，其生物膜最低抑菌濃度為31.25 mg/mL，黃芩水煎液在濃度高于3.93 mg/mL時與硫酸慶大霉素聯(lián)用具有協(xié)同抑菌作用[53]。

黃芩的抗菌有效成分為黃酮類化合物，主要包括黃芩苷、黃芩素等。謝林利等研究發(fā)現(xiàn)，32 μg/mL的黃芩苷和2 μg/mL的黃芩素能夠明顯抑制銅綠假單胞菌的黏附性和生物被膜的形成[54]。菅凌燕等研究顯示，黃芩苷濃度大于5 mg/mL時，銅綠假單胞菌生物膜內(nèi)活菌數(shù)顯著減少，黃芩苷與左氧氟沙星聯(lián)用可顯著增強其抗菌活性，降低細菌耐藥[55]。王貴年等研究發(fā)現(xiàn)，16.65 mg/mL黃芩苷對體外銅綠假單胞菌生物膜有較強的抑制作用[56]。另有研究表明，黃芩苷分別與頭孢他啶、頭孢哌酮/舒巴坦聯(lián)合用藥時，都能顯著增強其對銅綠假單胞菌生物膜的清除能力[57-58]。

4 結(jié)語

銅綠假單胞菌生物膜的形成能夠有效地抵御抗生素和機體免疫系統(tǒng)攻擊，并易產(chǎn)生多重耐藥，給臨床上治療銅綠假單胞菌感染性疾病帶來很大困難。因此，研究銅綠假單胞菌生物膜形成的調(diào)控機制和研發(fā)抗生物膜藥物十分必要。目前國內(nèi)外對調(diào)控綠假單胞菌生物膜形成的分子機制研究比較深入，主要包括群體感應(yīng)系統(tǒng)、雙組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)及第二信使c-di-GMP系統(tǒng)。大量研究表明，中藥在抗細菌生物膜形成方面具有獨特優(yōu)勢，其中金銀花、魚腥草、黃連、黃芩等中藥及其有效成分對銅綠假單胞菌生物膜形成具有明顯的抑制作用，但其主要在體外試驗進行研究，缺乏對抗生物膜形成的機制研究。因此今后應(yīng)在體外試驗基礎(chǔ)上加強中藥及其有效成分對生物膜形成的機制研究，特別是藥物如何調(diào)控群體感應(yīng)系統(tǒng)、雙組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)及第二信使c-di-GMP系統(tǒng)等研究，為臨床治療耐藥銅綠假單胞菌感染提供理論依據(jù)。

[1]齊志麗，段美麗，李昂.銅綠假單胞菌耐藥機制研究現(xiàn)狀[J].山東醫(yī)藥，2014,54(4):83-86.

[2]周至品，楊興秀，葉曉雪.傳統(tǒng)藥物對銅綠假單胞菌生物被膜作用研究進展[J].中藥藥理與臨床，2015,31(6):230-235.

[3]Donlan R M.Biofilms：microbial life on surfaces[J].Emerg Infect Dis，2002,8(9):881-890.

[4]Chicurel M.Bacterial biofilms and infections.Slimebusters[J].Nature，2000,408(6810):284-286.

[5]Flemming H C，Neu T R，Wozniak D J.The EPS matrix：the “house of biofilm cells”[J].J Bacteriol，2007,189(22):7945-7947.

[6]Flemming H C，Wingender J.The biofilm matrix[J].Nat Rev Microbiol，2010,8(9):623-633.

[7]Ghafoor A，Hay I D，Rehm B H.Role of exopolysaccharides in Pseudomonas aeruginosa biofilm formation and architecture[J].Appl Environ Microbiol，2011,77(15):5238-5246.

[8]Ma L，Wang J，Wang S，et al.Synthesis of multiple Pseudomonas aeruginosa biofilm matrix exopolysaccharides is post-transcriptionally regulated[J].Environ Microbiol，2012,14(8):1995-2005.

[9]Ma L，Conover M，Lu H，et al.Assembly and development of the Pseudomonas aeruginosa biofilm matrix[J].PLoS Pathog，2009,5(3):e1000354.

[10]Rehm B H，Valla S.Bacterial alginates：biosynthesis and applications[J].Appl Microbiol Biotechnol，1997,48(3):281-288.

[11]Sutherland I.Biofilm exopolysaccharides：a strong and sticky framework[J].Microbiology，2001,147(Pt 1):3-9.

[12]Franklin M J，Nivens D E，Weadge J T，et al.Biosynthesis of the Pseudomonas aeruginosa Extracellular Polysaccharides，Alginate，Pel，and Psl[J].Front Microbiol，2011,2:167.

[13]Byrd M S，Sadovskaya I，Vinogradov E，et al.Genetic and biochemical analyses of the Pseudomonas aeruginosa Psl exopolysaccharide reveal overlapping roles for polysaccharide synthesis enzymes in Psl and LPS production[J].Mol Microbiol，2009,73(4):622-638.

[14]Colvin K M，Gordon V D，Murakami K，et al.The pel polysaccharide can serve a structural and protective role in the biofilm matrix of Pseudomonas aeruginosa[J].PLoS Pathog，2011,7(1):e1001264.

[15]Shrout J D，Chopp D L，Just C L，et al.The impact of quorum sensing and swarming motility on Pseudomonas aeruginosa biofilm formation is nutritionally conditional[J].Mol Microbiol，2006,62(5):1264-1277.

[16]Rasamiravaka T，Labtani Q，Duez P，et al.The formation of biofilms by Pseudomonas aeruginosa：a review of the natural and synthetic compounds interfering with control mechanisms[J].Biomed Res Int，2015,2015:759348.

[17]de Kievit T R.Quorum sensing in Pseudomonas aeruginosa biofilms[J].Environ Microbiol，2009,11(2):279-288.

[18]Mikkelsen H，Sivaneson M，F(xiàn)illoux A.Key two-component regulatory systems that control biofilm formation in Pseudomonas aeruginosa[J].Environ Microbiol，2011,13(7):1666-1681.

[19]Ha D G，O′Toole G A.c-di-GMP and its Effects on Biofilm Formation and Dispersion：a Pseudomonas Aeruginosa Review[J].Microbiol Spectr，2015,3(2):2013-2014.

[20]Jimenez P N，Koch G，Thompson J A，et al.The multiple signaling systems regulating virulence in Pseudomonas aeruginosa[J].Microbiol Mol Biol Rev，2012,76(1):46-65.

[21]Solano C，Echeverz M，Lasa I.Biofilm dispersion and quorum sensing[J].Curr Opin Microbiol，2014,18:96-104.

[22]郭俏.銅綠假單胞菌致病因子抑制劑及喹諾酮信號分子介導(dǎo)的調(diào)節(jié)途徑研究[D].西安：西北大學(xué)，2013.

[23]Davies D G，Parsek M R，Pearson J P，et al.The involvement of cell-to-cell signals in the development of a bacterial biofilm[J].Science，1998,280(5361):295-298.

[24]Gilbert K B，Kim T H，Gupta R，et al.Global position analysis of the Pseudomonas aeruginosa quorum-sensing transcription factor LasR[J].Mol Microbiol，2009,73(6):1072-1085.

[25]Allesen-Holm M，Barken K B，Yang L，et al.A characterization of DNA release in Pseudomonas aeruginosa cultures and biofilms[J].Mol Microbiol，2006,59(4):1114-1128.

[26]Gooderham W J，Hancock R E.Regulation of virulence and antibiotic resistance by two-component regulatory systems in Pseudomonas aeruginosa[J].FEMS Microbiol Rev，2009,33(2):279-294.

[27]Kong W，Chen L，Zhao J，et al.Hybrid sensor kinase PA1611 in Pseudomonas aeruginosa regulates transitions between acute and chronic infection through direct interaction with RetS[J].Mol Microbiol，2013,88(4):784-797.

[28]Brencic A，McFarland K A，McManus H R，et al.The GacS/GacA signal transduction system of Pseudomonas aeruginosa acts exclusively through its control over the transcription of the RsmY and RsmZ regulatory small RNAs[J].Mol Microbiol，2009,73(3):434-445.

[29]Brencic A，Lory S.Determination of the regulon and identification of novel mRNA targets of Pseudomonas aeruginosa RsmA[J].Mol Microbiol，2009,72(3):612-632.

[30]Irie Y，Starkey M，Edwards A N，et al.Pseudomonas aeruginosa biofilm matrix polysaccharide Psl is regulated transcriptionally by RpoS and post-transcriptionally by RsmA[J].Mol Microbiol，2010,78(1):158-172.

[31]Goodman A L，Merighi M，Hyodo M，et al.Direct interaction between sensor kinase proteins mediates acute and chronic disease phenotypes in a bacterial pathogen[J].Genes Dev，2009,23(2):249-259.

[32]Records A R，Gross D C.Sensor kinases RetS and LadS regulate Pseudomonas syringae type VI secretion and virulence factors[J].J Bacteriol，2010,192(14):3584-3596.

[33]Goodman A L，Kulasekara B，Rietsch A，et al.A signaling network reciprocally regulates genes associated with acute infection and chronic persistence in Pseudomonas aeruginosa[J].Dev Cell，2004,7(5):745-754.

[34]Mikkelsen H，McMullan R，F(xiàn)illoux A.The Pseudomonas aeruginosa reference strain PA14 displays increased virulence due to a mutation in ladS[J].PLoS One，2011,6(12):e29113.

[35]Hengge R.Principles of c-di-GMP signalling in bacteria[J].Nat Rev Microbiol，2009,7(4):263-273.

[36]Benach J，Swaminathan S S，Tamayo R，et al.The structural basis of cyclic diguanylate signal transduction by PilZ domains[J].EMBO J，2007,26(24):5153-5166.

[37]Hickman J W，Harwood C S.Identification of FleQ from Pseudomonas aeruginosa as a c-di-GMP-responsive transcription factor[J].Mol Microbiol，2008,69(2):376-389.

[38]Nakhamchik A，Wilde C，Rowe-Magnus D A.Cyclic-di-GMP regulates extracellular polysaccharide production，biofilm formation，and rugose colony development by Vibrio vulnificus[J].Appl Environ Microbiol，2008,74(13):4199-4209.

[39]Merighi M，Lee V T，Hyodo M，et al.The second messenger bis-(3′-5′)-cyclic-GMP and its PilZ domain-containing receptor Alg44 are required for alginate biosynthesis in Pseudomonas aeruginosa[J].Mol Microbiol，2007,65(4):876-895.

[40]覃雪軍.金銀花水煎液以及聯(lián)合頭孢他啶對綠膿桿菌生物膜作用的體外研究[D].南寧：廣西醫(yī)科大學(xué)，2003.

[41]袁秀麗，呂嘉櫪，程慧娟.金銀花水煎液抗綠膿桿菌生物膜作用及其與慶大霉素的協(xié)同作用[J].西北藥學(xué)雜志，2010,25(3):201-203.

[42]陳一強.綠原酸對銅綠假單胞菌生物膜抑制作用及其機制的體內(nèi)外研究[D].南寧：廣西醫(yī)科大學(xué)，2010.

[43]吳海英.綠原酸對粘液型銅綠假單胞菌生物膜的干預(yù)以及對左氧氟沙星增效作用的研究[D].南寧：廣西醫(yī)科大學(xué)，2011.

[44]程惠娟，汪長中，汪海波，等.魚腥草水提液對銅綠假單胞菌生物被膜的影響及與阿奇霉素的抗菌協(xié)同作用[J].時珍國醫(yī)國藥，2012,23(7):1600-1602.

[45]王艷，程惠娟，朱玲玲，等.魚腥草素鈉對銅綠假單胞菌生物被膜的影響[J].食品科學(xué)，2013,34(11):173-176.

[46]朱玲玲，孫振新，程惠娟，等.魚腥草素鈉對頭孢他啶抗銅綠假單胞菌生物被膜的增強作用及抗菌協(xié)同作用[J].時珍國醫(yī)國藥，2013,24(10):2353-2355.

[47]Shao J，Cheng H，Wang C，et al.A phytoanticipin derivative，sodium houttuyfonate，induces in vitro synergistic effects with levofloxacin against biofilm formation by Pseudomonas aeruginosa[J].Molecules，2012,17(9):11242-11254.

[48]王平，夏飛，葉麗華，等.黃連對銅綠假單胞菌生物學(xué)特性的影響及機制[J].中藥藥理與臨床，2013,29(2):83-86.

[49]王平，夏飛，賀立群，等.黃連提取物及小檗堿對銅綠假單胞菌密度感應(yīng)系統(tǒng)的影響[J].華中科技大學(xué)學(xué)報：醫(yī)學(xué)版，2015,44(6):686-690.

[50]鐘祥，李應(yīng)東.小檗堿藥理作用研究進展[J].亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥，2012,8(3):185-186.

[51]賈子中.黃連素對燒傷創(chuàng)面銅綠假單胞菌生物膜干預(yù)試驗及自制中藥臨床應(yīng)用觀察[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué)，2015.

[52]施高翔，邵菁，汪天明，等.黃芩及其有效成分抗菌作用新進展[J].中國中藥雜志，2014,39(19):3713-3718.

[53]田芳.黃芩水煎液及聯(lián)合硫酸慶大霉素對銅綠假單胞菌生物膜的體外影響[J].藥物與人，2014,27(7):72.

[54]謝林利，周密，陳勇川，等.黃芩苷、黃芩素抑制銅綠假單胞菌生物膜形成的研究[J].中國藥房，2010,21(39):3651-3653.

[55]菅凌燕，何曉靜，于瑩.黃芩苷聯(lián)合左氧氟沙星對銅綠假單胞菌生物膜的影響及相關(guān)機制[J].中國醫(yī)院藥學(xué)雜志，2012,32(14):1097-1100.

[56]王貴年，范瑩，王龍梓，等.黃芩苷對銅綠假單胞菌生物膜的影響[J].醫(yī)學(xué)研究雜志，2011,40(1):131-132.

[57]王貴年，王龍梓.黃芩苷聯(lián)合頭孢他啶對銅綠假單胞菌生物膜的影響[J].中國全科醫(yī)學(xué)，2011,14(8):890-891.

[58]董必英，陳一強，孔晉亮，等.黃芩苷聯(lián)合頭孢哌酮/舒巴坦對銅綠假單胞菌生物膜破壞作用的體外研究[J].中國現(xiàn)代醫(yī)藥雜志，2016,18(1):1-4.

(2016-09-12收稿 責(zé)任編輯：洪志強)

Research Progress of Pseudomonas Aeruginosa Biological Film Formation Mechanism and Its Chinese Material Medica Regulations

He Shasha1,2,3, Zhao Jingxia1,2,3, Xu Xiaolong1,2,3, Guo Yuhong1,2,4,Liu Qingquan1,2,3,4

(1BeijingHospitalofTraditionalChineseMedicine,AffiliatedwithCapitalMedicalUniversity,Beijing100010,China;2BeijingInstituteofTraditionalChineseMedicine,Beijing100010,China; 3BeijingKeyLaboratoryofBasicResearchwithTraditionalChineseMedicineonInfectiousDiseases,Beijing100010,China;4BeijingHospitalofTraditionalChineseMedicineShunyiBranch,Beijing101300,China)

Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogenic bacterium that causes acute or chronic infection, one of its drug resistance factor is to form biological film easily. According to recent studies, Chinese material medica has significant inhibitory effect on pseudomonas aeruginosa biological film formation. The author reviewed the biological film formation cycle of pseudomonas aeruginosa, the major regulatory signal system for biofilm formation and the impact of Chinese material medica on it.

Pseudomonas aeruginosa; Biological film; Chinese material medica

北京市醫(yī)院管理局重點醫(yī)學(xué)專業(yè)發(fā)展計劃專項(編號：ZYLX201611)；國家科技重大專項課題(編號：2013ZX09102026)

R378.99+1

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2016.10.003