細(xì)菌生物膜、滯留菌及其相關(guān)感染防控研究進(jìn)展

曹晉桂，劉 鵬

(中國人民解放軍空軍特色醫(yī)學(xué)中心疾病預(yù)防控制科，北京 100142)

感染性疾病是由微生物侵襲機(jī)體開始，在臨床實(shí)踐中，治療感染性疾病，重點(diǎn)關(guān)注如何抑制、消滅游離菌。但多年的臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，即使按照細(xì)菌培養(yǎng)及藥敏試驗(yàn)結(jié)果選擇抗菌藥物，進(jìn)行規(guī)范、合理的治療，相當(dāng)數(shù)量的感染性疾病仍難以徹底治愈。此種難治性感染促使人們對(duì)病原菌的致病機(jī)制進(jìn)行更深入地探索。經(jīng)過20多年的研究，發(fā)現(xiàn)在難治性的感染病灶中，細(xì)菌是以細(xì)菌生物膜的形式存在，并不表現(xiàn)為游離狀態(tài)，此是導(dǎo)致細(xì)菌感染難冶愈的關(guān)鍵。生物膜中更是存在休眠狀態(tài)的菌體-滯留菌，滯留菌的耐藥性使得感染更難以治愈。因此，探討細(xì)菌生物膜(包括其中的滯留菌)的產(chǎn)生、檢測(cè)、消除等方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于更好地治療感染性疾病具有重要意義。本文對(duì)細(xì)菌生物膜、滯留菌的研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)，及其相關(guān)感染的防治方法策略進(jìn)行綜述。

1 感染性疾病中的細(xì)菌生物膜

1.1 細(xì)菌生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 細(xì)菌生物膜是與游離狀態(tài)相對(duì)，為適應(yīng)環(huán)境而吸附于物體表面形成的一種特殊的具有三維立體結(jié)構(gòu)的存在模式[1]，其結(jié)構(gòu)包括內(nèi)部的菌體和分布于外周的自身分泌的胞外基質(zhì)(蛋白質(zhì)、磷脂、肽聚糖、多糖、DNA和RNA等)。生物膜是處于動(dòng)態(tài)變化中，其發(fā)展按照黏附、成熟、維持、解離的環(huán)節(jié)進(jìn)行循環(huán)。在結(jié)構(gòu)上，生物膜具有異質(zhì)性,即生物膜內(nèi)各種化學(xué)物質(zhì)，如代謝產(chǎn)物、信號(hào)分子，營養(yǎng)物質(zhì)等的濃度由表面向內(nèi)呈階梯性變化,使得位于生物膜不同部位的細(xì)菌生理活性也不同。生物膜內(nèi)存在的這種細(xì)菌代謝狀態(tài)不均一,使得抗菌因子無論作用于哪個(gè)代謝環(huán)節(jié),總有非此代謝狀態(tài)的一部分細(xì)菌可以存活下來，從而導(dǎo)致感染難以消除，或?qū)е赂腥镜姆磸?fù)發(fā)作。

1.2 生物膜導(dǎo)致的臨床感染類型 生物膜(包括滯留菌)導(dǎo)致的感染可以分為兩類：器械相關(guān)的生物膜感染和非器械相關(guān)的慢性生物膜感染。植入性醫(yī)療器械已成為現(xiàn)代醫(yī)療不可分割的一部分。然而，對(duì)于機(jī)體來說，外物的植入常伴隨著感染并發(fā)癥。心臟起搏器、人工心臟瓣膜、血液透析器、人工關(guān)節(jié)、靜脈導(dǎo)管、導(dǎo)尿管、氣管插管、人工假乳等植入性醫(yī)療器械或裝置均存在生物膜相關(guān)感染的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量，甚至危及生命，其感染源可追溯至普遍存在于水、空氣、土壤或人體皮膚上的微生物。器械表面的細(xì)菌定植一般發(fā)生于醫(yī)療器械植入機(jī)體后24 h內(nèi)，而機(jī)體產(chǎn)生的如血小板、血漿及組織蛋白等形成的膜狀物則會(huì)促進(jìn)醫(yī)療器械上的細(xì)菌定植。無論導(dǎo)致感染的微生物來源于體內(nèi)，還是體外，器械相關(guān)醫(yī)院感染往往從細(xì)菌在器械表面的定植開始，然后經(jīng)過系列復(fù)雜的變化，最終形成生物膜。實(shí)驗(yàn)[2]表明，相對(duì)于浮游細(xì)菌，從生物膜脫離的細(xì)菌與細(xì)胞毒性、臨床病死率存在更強(qiáng)的相關(guān)性。雖然難以獲得所有醫(yī)療器械相關(guān)生物膜感染的具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，但是根據(jù)已獲得的臨床數(shù)據(jù)可估算出不同植入性醫(yī)療器械相關(guān)感染率：人工關(guān)節(jié)和隆乳相關(guān)感染率2%，人工心臟瓣膜、起搏器及除顫器相關(guān)感染率4%，人工心室分流器相關(guān)感染率10%，心室輔助裝置相關(guān)感染率40%[3]。細(xì)菌生物膜也可以引起亞臨床感染，導(dǎo)致植入性醫(yī)療器械故障和醫(yī)療器械中生物材料的降解。非器械相關(guān)的慢性生物膜感染包括發(fā)生于囊性纖維化、慢性阻塞性肺疾病、肺結(jié)核等呼吸道疾病患者身上的慢性氣道感染，慢性傷口感染，慢性中耳炎，慢性鼻竇炎，膽道感染和細(xì)菌性前列腺炎等。研究[4]表明，在機(jī)體軟組織中(如胃腸道或肺組織)，生物膜細(xì)菌往往只能暴露于低于最小抑菌濃度的抗菌藥物，此種暴露使得細(xì)菌基因型和表型產(chǎn)生多樣性，對(duì)抗菌藥物的抵抗力增加，最終導(dǎo)致生物膜中細(xì)菌對(duì)抗菌藥物產(chǎn)生耐藥和傳播。

1.3 感染性疾病中生物膜的檢測(cè)判定 臨床上，許多感染性疾病并非僅由游離菌或生物膜單獨(dú)導(dǎo)致，而是生物膜和游離菌混合存在。更重要的是，目前尚無法通過確定的理化標(biāo)志物區(qū)分細(xì)菌處于游離狀態(tài)還是生物膜狀態(tài)，如何檢測(cè)確定生物膜導(dǎo)致的感染并不容易。像檢測(cè)游離菌一樣，通過細(xì)菌培養(yǎng)診斷生物膜感染并不準(zhǔn)確，當(dāng)機(jī)體表現(xiàn)出明顯的臨床感染癥狀和體征時(shí)，細(xì)菌培養(yǎng)往往呈現(xiàn)陰性。此種臨床表現(xiàn)與培養(yǎng)檢測(cè)的“脫節(jié)現(xiàn)象”，可能與臨床標(biāo)本取材、培養(yǎng)條件不充分有關(guān)，但更可能是由于生物膜的生長模式與游離菌不同導(dǎo)致的，在體外培養(yǎng)生長時(shí)，生物膜本身的表型特征會(huì)迅速消失。鑒于此，Parsek等[5]為判定生物膜引起的感染而提出以下標(biāo)準(zhǔn)：(1)感染細(xì)菌具有附著物或附著表面；(2) 在感染組織中，細(xì)胞外基質(zhì)中可檢測(cè)或觀察到有細(xì)菌或小菌落包被于其中；(3)感染通常局限于特定部位；(4)抗菌藥物對(duì)感染治療無效或效果差，但游離細(xì)菌卻易于被殺死。此外，根據(jù)細(xì)菌生物膜抗菌藥物耐藥性和宿主免疫反應(yīng)耐受的特性，Stoodley等[6]建議對(duì)診斷標(biāo)準(zhǔn)作如下補(bǔ)充: (1)通過組化和分子生物學(xué)技術(shù)證實(shí)存在活性細(xì)菌聚集物；(2)機(jī)體組織中分布有大菌落并伴炎性細(xì)胞浸潤，證明對(duì)宿主免疫清除的抵抗。上述六點(diǎn)是判定生物膜感染的根據(jù)。

1.4 生物膜與機(jī)體免疫防御的關(guān)系 對(duì)于機(jī)體的免疫防御系統(tǒng)，無論是先天免疫，還是后天獲得性免疫，生物膜的抵抗作用使病原菌能成功避免免疫清除，導(dǎo)致持續(xù)性或反復(fù)性感染。生物膜可通過影響免疫細(xì)胞功能、活力等，實(shí)現(xiàn)對(duì)先天免疫功能的影響。如藻酸鹽，作為銅綠假單胞菌生物膜胞外基質(zhì)的主要成分之一，可以抑制吞噬細(xì)胞發(fā)揮正常功能，從而降低其對(duì)菌體的殺滅效力，并且對(duì)抗體的包被具有抵抗效應(yīng)；此外，藻酸鹽能保護(hù)銅綠假單胞菌生物膜細(xì)菌免受IFN-γ介導(dǎo)的白細(xì)胞吞噬作用。白細(xì)胞發(fā)揮殺菌作用需要向細(xì)菌聚集處移動(dòng)，而生物膜基質(zhì)可以抑制多形核白細(xì)胞趨向細(xì)菌的移動(dòng)聚集，從而干擾機(jī)體先天免疫功能的發(fā)揮。對(duì)機(jī)體獲得性免疫的影響主要是通過quorum-sensing分子干擾T細(xì)胞而實(shí)現(xiàn)的。quorum-sensing分子是生物膜中一類感受外界環(huán)境變化并協(xié)調(diào)整個(gè)菌落行為的信號(hào)系統(tǒng)；Ritchie等[7]在體內(nèi)和體外用細(xì)菌quorum-sensing分子N-3-氧代十二烷?；?高絲氨酸內(nèi)酯(N-(3-oxododecanoyl)-L-homoserine lactone，OdDHL)刺激小鼠，發(fā)現(xiàn)OdDHL能提高機(jī)體的IgG1的產(chǎn)生，但會(huì)抑制T輔助細(xì)胞，使有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能作用的細(xì)胞因子(IFN-γ和IL-4)產(chǎn)量下降，從而導(dǎo)致機(jī)體的后天免疫功能相應(yīng)下降。

體液免疫對(duì)生物膜的作用還會(huì)引起變態(tài)反應(yīng)，導(dǎo)致慢性炎癥。免疫系統(tǒng)受生物膜刺激產(chǎn)生的抗體被生物膜外周屏障作用所阻擋，無法發(fā)揮殺菌作用，且無調(diào)理活性，反而與抗原結(jié)合形成的免疫復(fù)合物沉積于組織表面，導(dǎo)致組織溶解破壞，形成慢性炎癥反應(yīng)，加重臨床感染癥狀。

1.5 生物膜相關(guān)感染難以治愈 目前，抗菌藥物不能殺滅位于生物膜內(nèi)部的細(xì)菌，從而無法有效治愈細(xì)菌生物膜導(dǎo)致的感染。而且停止應(yīng)用抗菌藥物后，生物膜作為細(xì)菌的潛伏區(qū)，成為感染復(fù)發(fā)的根源。即使提高抗菌藥物作用濃度也難以殺滅生物膜細(xì)菌，特別是位于生物膜內(nèi)部的細(xì)菌。生物膜導(dǎo)致的感染難以用常規(guī)方法治愈，除其存在較為隱蔽這一原因外，更重要的是因?yàn)闄C(jī)體的免疫系統(tǒng)對(duì)生物膜中細(xì)菌的殺傷效果有限，以及生物膜中的細(xì)菌對(duì)抗菌藥物的敏感性大大降低[8-9]，表現(xiàn)出極強(qiáng)的耐藥性。生物膜表現(xiàn)出耐藥性的原因有四個(gè)方面：(1)生物膜胞外基質(zhì)發(fā)揮的屏障作用。生物膜胞外基質(zhì)主要通過物理性阻礙、黏附或電荷性排斥，延緩抗菌藥物滲入生物膜內(nèi)部，減少與內(nèi)部細(xì)菌接觸的抗菌藥物濃度，避免了對(duì)細(xì)菌的滅活[10]。(2)生物膜內(nèi)部的細(xì)菌隨著環(huán)境的變化會(huì)調(diào)整生長狀態(tài)，如可通過產(chǎn)生異質(zhì)體等抵抗藥物的作用。(3)生物膜周圍或內(nèi)部環(huán)境因素阻礙了抗菌藥物對(duì)細(xì)菌的殺滅作用，如氨基糖苷類抗生素被攝取到細(xì)菌菌體中需要借助菌體呼吸產(chǎn)生的電勢(shì)，而生物膜深處的厭氧環(huán)境使得該類抗生素?zé)o呼吸電勢(shì)可依賴，難以進(jìn)入菌體內(nèi)部發(fā)揮殺菌效力。(4)幾乎所有抗菌藥物對(duì)生物膜深層營養(yǎng)物質(zhì)缺乏區(qū)大量休眠靜止的細(xì)菌無法發(fā)揮殺滅作用。此外，此類細(xì)菌偶爾也會(huì)脫離休眠，重塑生物膜[11]。此類細(xì)菌即是近幾年受到越來越多關(guān)注的滯留菌。在生物膜耐藥機(jī)制及其造成的難治性持續(xù)性感染中，滯留菌發(fā)揮了極其重要的作用。

2 滯留菌的特點(diǎn)、耐藥性及形成機(jī)制

滯留菌(persisters)的概念是Joseph Bigger于1944年最早提出的，他在研究中發(fā)現(xiàn)青霉素并不能完全徹底地殺滅金黃色葡萄球菌，無論青霉素的作用濃度加大到何種程度，仍然會(huì)有小部分金黃色葡萄球菌無法被殺滅，而且無法殺滅的這一小部分細(xì)菌增殖后恢復(fù)了對(duì)青霉素的敏感性，這一小部分細(xì)菌就被稱作“滯留菌”。目前,主要認(rèn)為是某些環(huán)境因素，如營養(yǎng)缺乏、生長兩極分化、極端pH值及DNA損傷，導(dǎo)致細(xì)菌應(yīng)激，促進(jìn)了滯留菌的形成[12-14]。某些由細(xì)菌本身導(dǎo)致的環(huán)境因素，如生物膜或巨噬細(xì)胞也可以促進(jìn)滯留菌的形成，如生物膜中僅小部分細(xì)菌表現(xiàn)出滯留狀態(tài)，原因可能是生物膜內(nèi)部深處環(huán)境營養(yǎng)匱乏，促進(jìn)細(xì)菌傾向于“滯留”[15-16]；巨噬細(xì)胞也可以導(dǎo)致細(xì)菌營養(yǎng)匱乏、pH值變化，進(jìn)而誘導(dǎo)滯留菌形成。然而，對(duì)于上述環(huán)境因素促進(jìn)滯留菌形成的具體機(jī)制目前仍不清楚。在細(xì)菌生物膜中，滯留菌作為一種獨(dú)特的、高度保護(hù)性的細(xì)菌表型，其抗菌藥物耐受機(jī)制認(rèn)識(shí)得較為充分。研究[17]發(fā)現(xiàn)，抗菌藥物無法殺滅滯留菌的原因與其他耐藥菌有所不同，滯留菌并沒有基因型的改變，而是特殊的生存狀態(tài)下抗菌藥物的作用靶點(diǎn)失去活性，使得抗菌藥物無法發(fā)揮作用，屬于表型改變導(dǎo)致的對(duì)抗菌藥物的抗性。處于“休眠”狀態(tài)的滯留菌內(nèi)部細(xì)胞壁蛋白合成、翻譯基本停止，并失去拓?fù)洚悩?gòu)酶的活性，導(dǎo)致抗菌藥物只能錨定于細(xì)胞壁卻無法損傷目標(biāo)蛋白的功能。通過這種方式，滯留菌以停止生長增殖的代價(jià)成功地產(chǎn)生了抗菌藥物抗性，得以存活下去。從滯留菌中提取RNA進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)錄被下調(diào)的基因主要涉及能量生成和非關(guān)鍵功能，如鞭毛合成。由基因變異型耐藥菌導(dǎo)致的抗菌藥物耐藥問題越發(fā)嚴(yán)重，目前研究較多；但對(duì)因表型改變而產(chǎn)生抗菌藥物抗性的滯留菌研究則相對(duì)遲滯、不足。對(duì)臨床感染疾病發(fā)生、發(fā)展，以及細(xì)菌耐藥現(xiàn)象的持續(xù)觀察和深入研究，研究者發(fā)現(xiàn)滯留菌在持續(xù)性感染/復(fù)發(fā)性感染中扮演著重要角色，對(duì)滯留菌的研究也逐漸深入。目前，已發(fā)現(xiàn)很多種細(xì)菌均存在滯留現(xiàn)象，如沙門菌屬、假單胞菌屬、布魯菌屬、葡萄球菌屬、致病性大腸埃希菌和鏈球菌屬[18-20]。滯留菌受到更多地關(guān)注和重視，相關(guān)研究也逐漸增多，但仍缺乏突破性進(jìn)展。對(duì)滯留菌的發(fā)生、發(fā)展，以及藥物抗性機(jī)制尚未認(rèn)識(shí)清楚，亦未找到有效消除臨床感染病灶中滯留菌的方法。滯留菌的研究面臨諸多困難和挑戰(zhàn)，一是雖然發(fā)現(xiàn)滯留菌較早(1944年)，但其近些年才受到關(guān)注，研究起步比較晚，需要時(shí)間探索；二是目前的研究技術(shù)及手段不能滿足深入研究的需要，更先進(jìn)的分離技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、分析技術(shù)有待開發(fā)，以便研究者能更清楚、更透徹、更徹底地對(duì)滯留菌的理化特性及產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行研究[21]；三是相對(duì)于菌群中其他細(xì)菌，滯留菌數(shù)量太少，受限于目前的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，難以進(jìn)行有效的研究操作。雖然面臨著諸多困難和挑戰(zhàn)，滯留菌的研究仍取得了不少成果，如滯留菌的產(chǎn)生機(jī)制，包括氧化應(yīng)激反應(yīng)、細(xì)胞代謝及毒素-抗毒素原件等[22-23]?？紤]到應(yīng)激反應(yīng)在滯留菌的形成過程中發(fā)揮著核心作用，對(duì)應(yīng)激反應(yīng)的抑制有希望成為潛在的防治滯留菌的手段。隨著研究的深入，相信滯留菌在持續(xù)性反復(fù)感染、生物膜形成及耐藥性中的作用會(huì)逐漸清楚，對(duì)防控相關(guān)感染具有重要的指導(dǎo)意義。

3 生物膜感染的防治策略

積極探索如何防治生物膜感染對(duì)臨床治療有實(shí)際的指導(dǎo)意義。目前針對(duì)如何預(yù)防生物膜相關(guān)感染有許多非特異性的策略，包括：(1)防止微生物污染醫(yī)療器械；(2)最大程度減少微生物對(duì)醫(yī)療器械的黏附；(3)直接移除感染源頭。醫(yī)療器械植入和操作時(shí)施行嚴(yán)格的衛(wèi)生消毒措施能有效防止植入性醫(yī)療器械被微生物污染，進(jìn)而避免生物膜形成。如對(duì)于中心靜脈置管，操作指南已明確指出了預(yù)防器械相關(guān)感染的措施，包括置管時(shí)嚴(yán)格無菌操作，局部皮膚的充分消毒，以及盡可能縮短置管留置時(shí)間。在置入長時(shí)間留存體內(nèi)的假體裝置(如骨科的人工關(guān)節(jié))前預(yù)防性應(yīng)用抗菌藥物，能降低裝置發(fā)生微生物感染的可能性[24]。此外，通過改變植入性醫(yī)療器械表面材料組成，防止微生物定植于器械表面，避免生物膜形成也是預(yù)防生物膜感染的有效措施。在植入性醫(yī)療器械表面包被殺菌或抑菌物質(zhì)成分(如萬古霉素或銀顆粒)，但此類措施的臨床效果并未獲得明確評(píng)估[25]。盡早移除不必要的植入性醫(yī)療器械能夠降低器械相關(guān)感染發(fā)生的可能性，對(duì)于某些短期植入裝置，如泌尿道置管或中心靜脈置管，是預(yù)防生物膜相關(guān)感染的有效措施，但不適用于某些長期植入裝置，如人工心臟起搏器或人工關(guān)節(jié)。對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生生物膜感染的植入性醫(yī)療器械，盡快移除是唯一有效措施。在規(guī)范化治療無法有效消除生物膜導(dǎo)致的機(jī)體組織感染時(shí)，通過手術(shù)清創(chuàng)或切除感染組織對(duì)生物膜進(jìn)行物理性消除是唯一有效的治療選擇，如當(dāng)植入性裝置引起規(guī)范化抗微生物治療難以治愈的心內(nèi)膜炎或骨髓炎時(shí)。此外，目前對(duì)于生物膜感染的治療策略有如下幾種。

3.1 物理手段 目前，對(duì)于生物膜的物理清除手段主要包括超聲、電擊、光照等。通過使生物膜受到特定波長光照而失活是一種較為有效的手段，因?yàn)楣庹招?yīng)的產(chǎn)生并不受生物膜耐藥機(jī)制的影響。Halstead等[26]研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光(405 nm)對(duì)有臨床意義的生物膜具有滅活作用，表明藍(lán)光對(duì)于生物膜感染是一種潛在的有效治療手段。

3.2 抗菌藥物 抗菌藥物自使用以來對(duì)于消除細(xì)菌感染，挽救生命起了不可估量的作用。隨著長時(shí)間、大劑量地使用抗菌藥物，耐藥菌逐漸增多，尤其是多重耐藥菌引起的感染難以用常規(guī)抗菌藥物治愈，對(duì)公共衛(wèi)生構(gòu)成重大威脅。生物膜的形成及滯留菌的產(chǎn)生使得細(xì)菌的耐藥問題越發(fā)嚴(yán)重，越發(fā)難治，抗菌藥物對(duì)于生物膜及滯留菌導(dǎo)致的持續(xù)感染/反復(fù)感染顯得效力不足。僅有幾種抗菌藥物對(duì)生物膜有一定作用。利福平在多個(gè)組織中具有良好的生物膜滲透性，并能殺滅附著于外來材料上的葡萄球菌屬細(xì)菌。細(xì)菌基因快速變異，導(dǎo)致對(duì)利福平普遍產(chǎn)生耐藥性，使得利福平不適于作為單藥對(duì)生物膜感染進(jìn)行治療，但總的說來，作為輔助用藥或預(yù)處理用藥以提高抗菌藥物敏感性，利福平的效果顯著。作為預(yù)防性抗菌藥物，達(dá)托霉素已用于預(yù)防骨科器械的相關(guān)感染，在治療對(duì)萬古霉素仍然敏感的生物膜感染中，達(dá)托霉素可以增加對(duì)生物膜基質(zhì)的滲透性，進(jìn)而提高治療效果[27]。應(yīng)用大環(huán)內(nèi)酯類抗生素-克拉霉素對(duì)表皮葡萄球菌生物膜進(jìn)行治療，克拉霉素能夠清除細(xì)菌菌落周圍由糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物形成的基質(zhì)；越來越多的臨床和基礎(chǔ)研究證據(jù)表明，大環(huán)內(nèi)酯類抗生素具有抑制假單胞菌屬細(xì)菌群體感應(yīng)的潛能。在體內(nèi)體外，喹諾酮類藥物對(duì)葡萄球菌屬細(xì)菌生物膜和革蘭陰性菌生物膜均具有強(qiáng)大的作用，其對(duì)于停止生長的細(xì)菌具有強(qiáng)大的殺滅能力，對(duì)于成熟生物膜內(nèi)的細(xì)菌胞體同樣具有獨(dú)特的殺滅能力，因?yàn)猷Z酮類能夠滲透進(jìn)生物膜細(xì)菌的胞外多糖。對(duì)細(xì)菌耐藥機(jī)制，特別是生物膜/滯留菌對(duì)于抗菌藥物的抗性機(jī)制，需要進(jìn)行更深入地研究，以幫助開發(fā)出新型抗菌藥物或新的用藥方法來克服細(xì)菌對(duì)抗菌藥物抗性，最終消除細(xì)菌、治愈感染。

3.3 抗菌多肽(antibacterial polypeptide) 抗菌多肽是生物體內(nèi)經(jīng)誘導(dǎo)而產(chǎn)生的有抗菌活性的小分子多肽物質(zhì)?？咕目赏ㄟ^改變細(xì)胞膜的通透性而殺滅細(xì)菌，與抗菌藥物的作用機(jī)制不同，因而不易產(chǎn)生耐藥性[28]。因此，抗菌肽的開發(fā)和應(yīng)用越來越受到重視，是耐藥菌防控研究的熱點(diǎn)方向。研究發(fā)現(xiàn)，抗菌肽cathelicidin LL-37具有針對(duì)多種人類病原細(xì)菌的殺滅活性，并且具有有效的抗生物膜活性[29]；但毒副作用明顯，在損傷細(xì)菌細(xì)胞膜的同時(shí)對(duì)機(jī)體正常組織細(xì)胞膜也產(chǎn)生影響，特別是對(duì)腎、神經(jīng)系統(tǒng)有毒副作用。抗菌多肽領(lǐng)域的研究逐漸升溫，取得了不少階段性研究成果，但像抗菌藥物一樣普遍應(yīng)用于臨床，還有一定距離，主要是面臨抗菌多肽來源、生產(chǎn)成本和技術(shù)等問題。

3.4 抑制和瓦解生物膜 抑制和瓦解生物被膜的形成是消除生物膜感染最根本的方法。目前的研究主要集中于兩個(gè)方面：(1)降解生物被膜的基質(zhì)，從而瓦解生物被膜，然后再結(jié)合抗菌藥物治療以徹底消除感染。生物膜的存活離不開基質(zhì)的支撐和保護(hù)，干擾基質(zhì)的合成甚至降解基質(zhì)是防控生物膜感染的有效手段[30-31]。如放線桿菌產(chǎn)生的可溶性糖苷水解酶B能夠降解多糖細(xì)胞間黏附素，從而通過降解生物膜基質(zhì)達(dá)到消除生物膜的目的。(2)阻斷生物膜形成過程，如抑制細(xì)菌的黏附或者細(xì)菌群體感應(yīng)quorum-sensing分子，抑制病原菌的群體響應(yīng)，可以干擾整個(gè)菌落的理化代謝狀態(tài)，并阻礙生物被膜的形成。因此，探索研究可抑制群體感知效應(yīng)的蛋白質(zhì)或者小分子是研發(fā)抗菌藥物的重要方向。

此外，還可以利用化學(xué)劑對(duì)細(xì)菌生物膜進(jìn)行清除，主要包括有機(jī)酸(臨床用乙酸治療由銅綠假單胞菌引發(fā)的感染，尤其是燒傷傷口感染[32]和慢性潰瘍[33])、金屬離子(銀、銅、鎵等)、表面活性劑(鼠李糖脂等)、多糖(Ⅱ型莢膜多糖等)、天然產(chǎn)物(植物化學(xué)物中的熊果酸、多酚成分等)。

總之，生物膜導(dǎo)致的持續(xù)性感染對(duì)常規(guī)抗菌藥物耐受提示，生物膜防控策略亟需改進(jìn)，新的防控策略亟需探索。而生物膜與宿主炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答間的相互關(guān)系仍不完全明確，需進(jìn)一步研究他們的關(guān)系。探索機(jī)體抗生物膜感染免疫的特點(diǎn)，對(duì)深入認(rèn)識(shí)細(xì)菌生物膜，開發(fā)出更好的持續(xù)性感染治療策略提供幫助。