細菌生物被膜相關感染的特點與防治

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解放軍總醫(yī)院臨床藥理研究室王睿綜述認為,隨著現(xiàn)代醫(yī)學高科技的發(fā)展,新型生物材料的應用日益增多,生物材料相關感染發(fā)生率亦有逐年上升的趨勢,從而限制了這些新技術的推廣應用。國外近年對生物材料相關感染和某些慢性呼吸道感染反復發(fā)作及難以控制的病因探討中,提出了細菌生物被膜(bacterialbiofilm,BF)病的概念。
    BF是細菌為適應自然環(huán)境而形成的,系細菌吸附于生物材料或機體腔道表面,分泌多糖基質(zhì),將其自身包繞其中形成的膜樣物。人們發(fā)現(xiàn)生長于BF中的細菌,無論其形態(tài)結構、生理生化特性及對抗菌藥物的敏感性等都在浮游生長的細胞顯著不同,致病特點也不同。BF可以保護細菌逃逸宿主免疫和抗菌藥物的殺傷作用,使游離菌致死的抗菌藥物劑量往往對BF中的細菌無效,同時應用低于致死量的抗菌藥物又容易使細菌產(chǎn)生高度耐藥性,導致臨床感染的難治性,使治療更為棘手。
    一、BF相關感染的類型
    1.生物醫(yī)學材料相關感染有逐年上升的趨勢
    根據(jù)流行病學調(diào)查,導尿管相關泌尿系統(tǒng)感染發(fā)生率為92%~93%,約占院同感染的40%;心臟外科生物材料(人工瓣膜)置入術合并感染發(fā)生率為33.3%;90的機械通氣患者氣管插管處有細菌定植并發(fā)復發(fā)生感染;此外,大靜脈導管、傷口引流管、人工關節(jié)置入等相關感染的發(fā)生率亦較高。
    2.BF相關慢性感染有資料表明
    銅綠假單胞菌易吸附于粘膜表面形成BF,這在肺囊性纖維化(CF)、彌慢性泛細支氣管炎(D)患者中常見;其它感染性疾病如慢性骨髓為也可能有BF形成。
    二、BF感染的難治性
    1.抗菌藥物難以滲透
    在BF導致的感染性疾病中,由于BF可以形成耐藥屏蔽,這樣就使能到達BF溶部的抗菌藥物數(shù)量大大地減少,難以發(fā)揮抗菌作用。醫(yī)學教育網(wǎng)搜集整理
    2.局部免疫反應低下
    細菌能夠刺激多形核粒細胞產(chǎn)生,并可使浮游細菌減少。但由于BF被藻酸鹽包圍或掩飾,從而激活中性粒細胞能力下降。
    3.易反復發(fā)作
    這些深部細菌分裂遲緩對抗菌藥物的通透性較低,加之對抗菌藥物不敏感,很難徹底清除。這些BF深處的細菌就成為感染再發(fā)的根源,這就是BF導致臨床上難治性感染的原因。
    三、BF相關感染的防治措施
    BF導致的感染性疾病治療極為棘手,目前主要通過以下向方面治療:①預防BF形成;②對于已形成穩(wěn)態(tài)的生物被膜則需用能夠透過BF的強有力的抗菌藥物治療;③酶的協(xié)同作用。
    1.預防生物醫(yī)學材料相關感染
    臨床上各種體內(nèi)插管,如導尿管、大靜脈導管、人工關節(jié)、人工瓣膜、氣管插管表面形成BF,其致病菌主要是金黃色葡萄球菌及表皮葡萄球菌,這就要求我們必須嚴格進行無菌操作,控制致病原。已有實驗表明在尿路感染中,應用抗感染導管(表面鍍銀的導尿管)確有預防感染及生物被膜形成的作用;用含鈦材料制成的導管具有顯著抑制大腸桿菌和銅綠假單胞菌的作用,但其確切機制還不清楚。醫(yī)學教育網(wǎng)搜集整理
    2.藥物防治
    對已形成穩(wěn)態(tài)的BF則需用能透過BF的抗菌藥物來治療。在BF開始形成的72小時內(nèi)由于BF未形成穩(wěn)態(tài),對各種抗菌藥物相對比較敏感,治療效果相對較好。這就是提示我們對于假體器械所引起的感染初期,可應用抗菌藥物以阻止或破壞細胞BF的形成。粘液型銅綠假單胞菌藻酸鹽的合成可以被米諾環(huán)素、妥布霉素、林可霉素及大環(huán)內(nèi)酯類藥物抑制,非粘液型的銅綠假單胞菌多糖物質(zhì)合成可能被大環(huán)內(nèi)酯類、林可霉素等抑制。氟喹諾酮類藥物可以穿透細菌細胞外多糖,對生長緩慢的細菌有一定的殺菌作用。大環(huán)內(nèi)酯類藥物與氟喹諾酮類藥物聯(lián)合應用可抑制細菌細胞外多糖,抑制導管表面BF的形成。
    3.蛋白酶的作用
    已知蛋白水解酶和蛋白抑制劑在體外有降低或抑制制某些細菌活性的作用。有人用不同蛋白酶對BF進行實驗研究,結果發(fā)現(xiàn)齒型多肽酶活性,由于它可提高抗菌藥物滲透感染部位,目前被作為抗炎輔助藥物用于試驗性治療中。