生物被膜相关感染的临床表现
• 炎症反应不太强烈，感染反复发作 • 抗生素治疗起始有效，以后常常失败 • 能形成被膜的主要微生物：
– 粘液型铜绿 – 表皮葡萄球菌 – 金黄色葡萄球菌
生物被膜对治疗的影响
• 渗透性差，抗生素治疗效果不好
• 抗生素反复作用，细菌反复释放，此消彼 长，容易形成选择性耐药
（投射电镜）
方向群,刘又宁.亚胺培南联合罗红霉素对铜绿假单胞菌生物被膜的作用[J];中国 抗生素杂志;2009,34(11):688-690.
铜绿假单胞菌生物被膜
（抗酸染色）
生物被膜与慢性迁延性感染
• 由于被膜的低渗透性，导致被膜中细菌躲 避抗菌药物的攻击，并可逃避宿主免疫物 质与免疫细胞的攻击，由于被膜对局部长 期的反复炎症刺激，以及膜表面浮游菌的 不断释放，从而导致感染迁延不愈，称为 生物被膜相关感染（Biofilm-related infection） • 主要包括生物医学材料相关感染和某些慢 性感染性疾病（尤其是粘性性铜绿的肺部 感染）
• 临床意义
– 参与气道内生物膜形成，反复刺激免疫系统形成弥 漫性毛细支气管炎 – 治疗困难，与慢性迁延性感染直接相关
粗糙型
粘液型
粘液型铜绿的耐药性
诊断要点
• 基础疾病
– 囊性纤维化、肺纤维化、支气管扩张、COPD等 慢性结构型肺病
• 高危易感因素
– 气管插管、机械通气、激素应用、放化疗、结 构性肺病、长期住院、大量广谱抗生素使用
4.成熟BF
5.播散
生物被膜结构示意图
体液 飘浮带 细胞簇 空腔
膜内பைடு நூலகம்道
Stoodley P, Sauer LK. Biofilms as complex differentiated communities. Annu Rev Microbiol, 2002, 57: 187 209.
铜绿假单胞菌生物被膜
14圆环、15圆环 大环内酯类抗生素的应用
• • • • • • 对藻酸盐和表多糖合成的影响 对III型分泌系统的影响 对细菌参与粘附作用的表面结构的影响 对群体感应系统（QS）的影响 免疫调节作用（增强吞噬、减少炎性因子） 阿奇霉素降低痰液粘稠度，促进炎症产物的排 出 • 降低细菌生存能力，与其他抗生素联合应用呈 现协同效应（时间依赖性）
免疫调节作用（2）
• 减少炎性因子
– 抑制绿脓素——降低其氧化作用——减少绿脓 素对中性粒细胞趋化因子（CXCL-8）的刺激 – 抑制免疫细胞IL-8的产生，减轻组织损伤 – 抑制中性粒细胞氧爆发，减轻组织损伤 – 降低C-反应蛋白（CRP），减少免疫复合物的沉 积
降低痰液粘稠度
罗红霉素及阿奇霉素：
阿奇霉素与亚胺配能的协同作用
阿奇霉素与喹诺酮类联用 对铜绿BF细菌的协同作用
(产金属酶)
联用 单用 联用 单用 对照 对照
对照
对细菌参与粘附作用 表面结构的影响
• 减少菌毛的数量，削弱细菌的粘附能力 • 抑制鞭毛蛋白合成，降低细菌的运动能力
• 减少脂多糖合成，降低细菌与被感染细胞 膜蛋白受体的结合能力，削弱细菌的粘附 能力 • 增加40.7Ku外膜蛋白数量提高药物的渗透
克拉霉素对铜绿假单胞菌 粘附性的影响
（32-64μg/ml）
铜绿假单胞菌 正常形态
粘液型铜绿 镜下形态
铜绿菌落形态 粘液型——粗糙型
生物学特征与临床意义
• 生物学特征
– 菌体被大量粘液层包裹，对所有物质的渗透性均降 低； – 导致其对氧气摄入不足，糖类氧化能力不足； – 对营养物质摄取能力不足，生长缓慢； – 对抗生素渗透能力下降，表型为非特异性的多重耐 药
• 感染的临床特点
– 呼吸困难，喘憋，咳吐脓痰，反复发作，反复 入院
微生物学诊断要点
• 痰涂片
• 痰培养 • 药敏试验
粘液型铜绿痰涂片
粘液型铜绿痰培养
粘性铜绿药敏
要点：不能用MIC法，只能用扩散法； 必须是48小时读取结果
我院上半年粘液型铜绿耐药统计
抗生素 左氧 泰能 妥布 头孢他定 舒普森 吡肟 庆大 哌拉西林 环丙 氨曲南 丁卡 耐药率（%） 31.6 36.7 17.3 55.1 43.9 58.2 17.3 70.4 20.4 42.9 0
• 反复炎症刺激，容易导致感染局部正常结 构破坏，形成纤维瘢痕，血供不畅，最终 导致组织液中抗生素浓度不足
治疗手段新进展
• 大环内酯类14圆环、15圆环抗生素与敏感 抗生素的联合应用——主流 • 藻酸盐抗体与敏感抗生素的联合应用 • 氨溴索或N-乙酰-L半胱氨酸与敏感抗生素联 合应用 • 氨溴索与环丙沙星联合应用 • 藻酸盐裂解酶与敏感抗生素的联合应用
透明硅胶片粘附法
对群体感应系统（QS）的影响
群体感应系统（QS）：细菌的“内分泌系统”产生的 信号因子不仅作用于自身，还作用于群体中其他个 体，使整个群体保持统一步调： • 铜绿QS系统调控着细菌各种毒力因子的产生和表 达——尤其是对III型分泌系统的调控
– rhl系统信号因子——C4-HSL（丁酰高丝氨酸内酯） – Las系统信号因子——3-O-C12-HSL（3-氧-十二烷基-高丝 氨酸内酯）
关于生物被膜
• 什么是生物被膜？
• 生物被膜形成与慢性迁延性感染 • 生物被膜形成对治疗的影响
什么是生物被膜？
• 生物被膜（ Biofilm，BF）是由众多细菌分 泌多聚复合物基质将自身包绕，粘附于管 状物体内壁或被寄生生物的生理腔道壁， 形成的具有膜状结构的细菌群落
生物被膜的形成
1.附着 2.粘附 3.早期BF
• 具有减少痰液粘蛋白合成，降低痰液粘稠 度作用
• 其中阿奇霉素对痰液中粘蛋白合成的抑制 具有剂量相关性
联合应用呈现协同效应
• 降细菌生存能力
– 降低细菌蛋白合成能力 – 刺激细菌产生应激反应，消耗菌体内储存的能 源物质
• 与敏感抗生素联合应用呈现协同效应——具 有时间依赖性
亚胺培能与阿奇霉素联合药敏
阿奇霉素对喹诺酮类 渗透能力的促进
（试验设计）
阿奇霉素对喹诺酮类 渗透能力的促进
（32-64μg/ml）
对III型分泌系统的影响
• III型分泌系统与铜绿外毒素A、色素、毒性 酶类、表多糖 的分泌有关——细菌主要毒 力因子 • 14、15圆环大环内酯类抗生素能显著抑制 这些毒力因子的表达和分泌，减轻细菌对 组织细胞的破坏
对藻酸盐和表多糖合成的影响
• 14、15圆环大环内酯类能显著抑制粘液型 铜绿藻酸盐粘液质的合成
– 14圆环：克拉霉素 – 15圆环：阿奇霉素
• 16圆环大环内酯类无此作用
– 螺旋霉素
• 机制：抑制尿苷二磷酸-D-甘露糖脱氢酶 （藻酸盐合成的限速酶）
阿奇霉素与喹诺酮类联用 对铜绿藻酸盐合成的影响
卡唑乙醇显色-分光广度法测定
• rhl系统调控III型分泌系统，与粘附以及生物膜的形 成直接相关 • Las系统作用于人类免疫系统，诱导巨噬细胞和中性 粒细胞凋亡，诱导免疫细胞产生IL-8、IL-12，造成 炎性加种，组织损伤
对群体感应系统（QS）的影响
• 阿奇霉素对群体感应系统的作用：
– 作用于基因转录水平 – 2μg药物即可降低94% 的Las系统信号因子3-OC12-HSL的产生，降低72%的rhl系统 信号因子 C4-HSL的产生
• 克拉霉素与红霉素只能作用于Las系统 • 16圆环大环内酯类无此效应
免疫调节作用（1）
• 增强吞噬
– 抑制Las系统信号因子3-O-C12-HSL的产生，避免 巨噬细胞和中性粒细胞的凋亡，能显著增强其 吞噬能力
• 增强杀菌能力
– 阿奇霉素能巨噬细胞和中性粒细胞胞浆中自然 浓缩达血清浓度100多倍，远远高于细菌MIC
（不产金属酶）
说明阿奇霉素 可以提高亚胺 配能在亚抑菌 浓度下的抑菌 能力，二者联 用可降低亚胺 培能MIC 2个 滴度（4倍）
亚胺培南联合阿奇霉素 对生物被膜的影响
药物处理前的BF SEM ×4500
IMI处理后 SEM ×4500
IMI+AZT处理后 SEM ×4500
亚胺培南与阿齐霉素合用 对铜绿BF细菌的作用
内容目录
• • • • • 定义 生物学特征与临床意义 诊断要点 关于生物被膜 治疗手段新进展
定义： 粘液型铜绿假单胞菌
• 粘液型铜绿是铜绿假单胞菌的一种生物变 异形态，表现为菌体周围粘液层形成，菌 落由原来的粗糙型转变成粘液型 • 与原菌相比，具有以下几个特点
– 生长缓慢 – 耐药性高 – 易形成生物膜