细菌生物膜去除方法的研究新进展

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　　【摘 要】本文对目前使用的细菌生物膜去除方法进行了梳理：碱性清洗剂通过减弱生物膜和物体表面黏合力作用可完全清除生物膜，去污能力远远高于普通含酶清洗剂，可用于医疗器械的清洗。目前医院多使用消毒剂清洗医疗器械，NaOCl与含银纳米粒子灌洗剂和氯己定相比是效果最好的。另外，某些药物如氟喹诺酮类药物，对乳胶镀膜尿管形成生物膜的膜内细菌的清除效果较好。蒲公英（PC）叶水提物（PCAE）和氢乙醇提取物（PCHE）等对细菌生物膜均有抑制作用，某些中药对细菌生物膜有较强的抑制作用。
　　【关键词】细菌;生物膜;去除
　　中图分类号： R187.2 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）36-0256-002
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.121
　　细菌生物膜（Bacterial biofilm，BBF）指的是黏附于生物或非生物体表面的高度组织化、系统化的膜样聚合物，是由细菌分泌的多糖基质、纤维蛋白以及脂质蛋白等物质，将细菌包裹在内而形成的[1]。因为BBF有多重耐药性及免疫逃逸能力，所以具有高致病、难治愈的特点，具有BBF的细菌往往具有非常强的耐药性及抵抗机体免疫系统作用的能力，所以感染部位的细菌形成了生物膜或者生物材料上污染的细菌形成了生物膜，再使用正常的药物剂量药物剂量不易治愈，BBF现已成为临床上难治性感染形成的重要原因之一[2]，如何去除BBF已然成为医学界关注的热点。
　　1 清洗剂去除细菌生物膜
　　清洗是通过物理化学方法，除去被清洗物如医疗器械、物品表面上可见和不可见杂质的过程。沈瑾[3]制备人工生物膜，将布满细菌生物膜的玻片分别放入碱性电解水和ZEN多功能机用清洗液、ANIOSYME DD1、强效清洗剂、芭格美清洗剂及鲁沃夫生物膜清洗液中，放置水浴箱将温度调至40°C浸泡30分钟后比较使用不同药液对细菌生物膜去除的效果。结果显示碱性电解水对细菌生物膜的去除效果明显，相比于某些市售医用清洗剂，其去除效果更好，可以用于医疗器械的清洗。碱性清洗剂是由碱以及表面活性剂等物质构成，表面活性剂是一类带电荷并具有两亲性质的化合物，可能与带负电荷的细菌生物膜相互作用产生灭菌效果[4]。
　　2 消毒剂去除生物被膜
　　2.1 NaClO配合被动超声对根管内细菌生物膜
　　王玮等[5]研究NaClO配合被动超声（passive ultrasonic irrigation，PUI）对根管内细菌生物膜的清除效果。扫描电镜观察示PUI能够更有效清除表面细菌生物膜。低浓度NaClO辅助PUI能够有效提高杀菌和清除生物膜效果;高浓度NaClO配合PUI并不能显著提高其杀菌效果，但能更有效地清除成熟粪肠球菌生物膜。较低浓度NaClO联合使用PUI可增强杀菌效果，但对于5.25% NaClO杀菌的协同作用并不显著，但是配合使用PUI可以获得更好的清理效果。
　　2.2 含银纳米粒子灌洗剂（AgNP）、次氯酸钠（NaClO）和氯己定对生物膜的影响
　　Rodrigues等[6]研究：AgNP、NaClO和氯己定对粪肠球菌生物膜的抵抗作用以及对抗感染的牙本質小管。AgNP解决方案淘汰细菌的较少，但能溶解更多细菌。AgNP溶液5min后对牙本质小管中浮游细菌的清除效果更，但在30分钟时，观察到的活菌较少。其结论NaOCl相比较AgNP和氯己定而言是效果最好的，因为它能有效地破坏生物膜以及清除生物膜和牙本质小管中的细菌。
　　2.3 过氧乙酸消毒剂去除细菌生物膜
　　软式内镜 （主要指消化内镜和呼吸内镜） 近年来普遍用于各医疗机构，且数量持续增多，目前临床有一种内镜专用过氧乙酸消毒剂对管腔生物膜清除效果是最佳的。通过细菌定量检测方法，来评价某内镜专用过氧乙酸消毒剂对模拟内镜管腔生物膜清除效果，检测结果显示，临床使用后的内镜在全自动清洗消毒机上用该过氧乙酸消毒剂完成清洗消毒后，均未检出存活菌;而在相同条件下，戊二醛则只能使80%的内镜消毒合格。研究表明[7]，内镜专用过氧乙酸的消毒效果明显优于传统戊二醛消毒方式，可有效清除内镜管腔内生物膜。
　　3 药物去除生物膜
　　3.1 双功能抗生素- 转运体结合物去除生物膜
　　Antonoplis 等[8]研究合成万古霉素-D-八精氨酸共轭物（V-R8），并调查其在解决抗生素不敏感细菌种群方面的有效性，研究表示VR8根除MRSA生物膜表现超过万古霉素数量级，该研究说明与万古霉素相比，这种新的双功能共轭物具有更强的细胞聚集和膜微扰，基于其快速而有力的抗生物膜而耐药细胞V-R8是抗MRSA感染的一种很有前途的药物。
　　3.2 抗菌肽，预防细菌的有效途径生物膜血小板聚集形成
　　由于皮肤革兰氏阳性菌的污染，血小板浓缩物（PC）的安全性是输血医学中的一个主要问题。主要污染物表皮葡萄球菌，在PC中形成细菌细胞聚集物（生物膜），对输血患者构成安全风险。Alabdullatif[9]等研究的用3种人工合成蛋白血小板衍生肽（Pd4）和精氨酸色氨酸重复序列（RW3和RW4）在添加葡萄糖的胰蛋白酶豆液（Tsbg）和PC中进行了杀菌和抗生物膜试验。该研究说明时间消磨试验证明表皮葡萄球菌经过24小时的三磷酸腺苷处理后，菌株被清除，同时观察到生物膜形成的抑制作用。表皮葡萄球菌在TSBg和PC中，AMP处理只能有效地降低机械分离生物膜的细菌负荷。三种合成AMPs（PD4-RW3-RW4）的结合可以抑制生物膜的形成。
　　4 植物提取物抑制生物膜
　　4.1 植物乳杆菌对生物膜的抑制
　　吕欣然[10]等利用扫描电镜发现：菌株XCT-1粗提物不仅能够降低温和气单胞菌生物膜的生成量，而且使其生物膜结构疏松。说明菌株XCT-1粗提物中的蛋白类物质主要通过干扰温和气单胞群体感应系统抑制其生物膜的形成。 　　4.2 蒲公英叶水提物和氢乙醇提取物的抗菌活性
　　Atreya等[11]研究，采用微量稀释法测定最低抑菌浓度（MIC）和最低致死浓度（MLC），分析在浮游生物条件下对粪肠球菌、铜绿假单胞菌、放线菌和白色念珠菌的抑菌效果。结果表明，其MIC和MLC值在0.25～4mg/mL之间。除白色念珠菌外，PCHE获得的MLC对所有供试菌株的生长均有100%的抑制作用。PCAE对粪肠球菌和铜绿假单胞菌有相同的作用。两种PC提取物均能去除粪肠球菌生物膜，且仅能去除。PCHE阳性对照对MIC和MLC中所有被测菌株的生长均有抑制作用。研究说明：蒲公英（PC）叶水提物（PCAE）和氢乙醇提取物（PCHE）对细菌生物膜均有抑制作用。
　　4.3 败酱草提取物抑制生物被膜
　　卢佳琨[12]研究证明，败酱草提取物对金黄色葡萄球菌生物被膜的形成具有抑制作用，且抑制效果随浓度的增大而增强，48h时加入浓度为8mg/mL败酱草提取物，抑制效果最显著。
　　4.4 连翘苷抑制生物被膜
　　王业梅，程惠娟[13]观察连翘苷对铜绿假单胞菌黏附能力及生物被膜形成活性的影响时，发现连翘苷对铜绿假单胞菌MIC为512mg/L;连翘苷对铜绿假单胞菌SMIC50和SMIC80分别为256，1000mg/L;100、1000mg/L的连翘苷对铜绿假单胞菌早期黏附有抑制作用和生物被膜形态有显著影响。研究说明：连翘苷对铜绿假单胞菌的黏附和生物被膜有较强的抑制作用。
　　4.5 五倍子醇提液抑制生物被膜
　　五倍子（Galla Chinensis）是一种具有良好抗菌活性的药用植物。李蓉[14]等通过体外试验观察五倍子醇提液对铜绿假单胞菌生物膜的影响，结果显示在被膜形成的各个时期，抑制率随药物浓度升高而增加，呈剂量依赖性。在被膜形成的早期，药物对白假丝酵母的抑制率较高，但随着被膜的日趋成熟，药物的抑制率越来越低。研究说明：五倍子鞣质对白假丝酵母生物被膜的形成及成熟期生物被膜中白假丝酵母均具较强的抑制作用。
　　4.6 人参皂苷对生物被膜的抑制作用
　　人参，性微寒，属于五加科人参属植物。祖国传统中医认为，在治疗感染性疾病时可加入人参，起到强身健体、提高抵抗力的作用。现代药理学研究证实[15]，人参皂苷不直接影响金黄色葡萄球菌生长，而是通过减少细胞内活菌数据，下调金黄色葡萄球菌黏附蛋白基因表达。研究发现不同浓度的人参皂苷对生物被膜的形成具有不同的抑制作用，抑制率随着药物浓度的增加而提高，对金黄色葡萄球菌生物被膜的形成具有抑制作用有增强趋势。
　　随着人们对生物膜研究的不断深入，医学技术的不断改善，医疗器械的不断增多，清洗消毒及灭菌技术有了新的挑战，细菌生物膜也越来越受到广泛关注。因此CSSD中心人员对待每一个环节都不应小觑，稍有疏忽可能会带来院内感染的暴发。要从注重源头、抓住细节、认識新产品、掌握新技术中，不断提高清洗效果，以保障后期的灭菌成功。在有效防止生物膜产生及清除生物膜的过程中，应及时做好回收，预处理，选择有效清洗剂及清洗方法，正确监测清洗效果，定期检测水路系统等环节。
　　【参考文献】
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