浅谈中药有效成分对细菌生物被膜的影响作用摘要：为了了解我国关于中药有效成分对细菌生物被膜的研究，通过阅读大量的文献，对该方面的研究有了一定的了解。

关键词：细菌，生物被膜，中药，有效成分（一）前言细菌生物被膜（或称细菌生物膜Bacterial biofilm，BF），根据《Annu Rev Microbiol》等权威期刊所归纳发表的定义，生物薄膜是指细菌粘附于接触表面，分泌多糖基质、纤维蛋白、脂质蛋白等，将其自身包绕其中而形成的大量细菌聚集膜样物。

多糖基质通常是指多糖蛋白复合物，也包括由周边沉淀的有机物和无机物等。

除了水和细菌外，生物被膜还可含有细菌分泌的大分子多聚物、吸附的营养物质和代谢产物及细菌裂解产物等，大分子多聚物如蛋白质、多糖、D N A、R N A、肽聚糖、脂和磷脂等物质。

是细菌为适应自然环境有利于生存的一种生命现象,由微生物及其分泌物积聚而形成。

在特定的条件下，细菌可以形成生物被膜，包被有生物被膜的细菌称为被膜菌。

被膜菌无论其形态结构、生理生化特性、致病性还是对环境因子的敏感性等都与浮游细菌有显著的不同，尤其对抗生素和宿主免疫系统具有很强的抵抗力，从而导致严重的临床问题，引起许多慢性和难治性感染疾病的反复发作。

细菌生物被膜粘附在各种医疗器械及导管上极难清除，以至引发大量的医源性感染。

被膜菌的耐药机制是多方面的，并且因微生物个体的不同，其机制也不尽相同。

目前关于细菌生物被膜的耐药机制研究比较认同于以下３个解释。

1营养限制学说营养限制学说，即被膜菌生长速度减慢、生物被膜内营养物质、氧气的消耗以及代谢废物的聚集都可促使细菌进入一种非生长状态，也称为饥饿状态。

这种状态下的细菌对抑制其生长的抗生素几乎完全不敏感。

但是也有研究表明，在控制微生物生长速度时，处于相同生长速度的被膜菌株和浮游菌株，耐药性仍然有较大的差别，因此单独用被膜菌的生长速度来解释其耐药性，显然还不能得到满意的结论。

2抗生素渗透障碍学说抗生素渗透障碍学说，细菌生物被膜一个很明显的特征就是细菌密度高，细菌之间的空间狭小，并能合成数量和成分与浮游细菌差别很大的胞外基质。

不溶于水的胞外多糖是其中的主要成分，构成被膜菌生长的外环境，其三维生物被膜结构能够对被膜菌形成有效的保护。

生物被膜中大量的胞外基质以及菌株之间的狭小空间，成为阻碍抗生素穿透生物被膜的一道屏障。

在这种状态下，抗生素只能杀灭生物被膜表面的浮游细菌，而不能充分渗透到深部细菌以形成有效的浓度。

这些细菌形成菌囊样结构，成为慢性感染的重要原因。

3被膜菌独特的表型结构学说被膜菌独特的表型结构学说，在生物被膜形成菌中，研究最为深入的是铜绿假单胞菌。

铜绿假单胞菌独特的生物学特性，与其生物被膜形成及高耐药性密切相关。

在铜绿假单胞菌生物被膜形成过程中，细胞间信号传导系统(LasR~LasI信号系统) 起关键作用，该系统主要参与细菌生物被膜的分化，细菌密度感应系统是细菌通过监测其群体的细胞密度来调节其特定的基因表达，以保证生物被膜中营养物质的运输和废物的排出，避免细菌过度生长而造成空间和营养物质缺乏。

酰化高丝氨酸内酯(acyl-homoserine lactone,AHL)已被证实为生物被膜内细胞间主要的信号传递分子。

通过体外研究发现，细菌群体感应系统健全的细菌能够产生有效抗菌的生物被膜；而群体感应系统缺陷的细菌，则不能产生完全的生物被膜，如果在群体感应系统缺陷的细菌中加入AHL，则细菌就又恢复了产生完整生物被膜的能力。

如果在群体感应系统健全的细菌中加入群体感应拮抗剂，则形成结构稀松的不完整的生物被膜。

（二）研究概况目前，我国对细菌被膜的研究很多，特别是在中药有效成分对细菌生物被膜的研究方面取得了可喜的成绩，先将几年来我国的研究状况做一个简单的介绍：1黄连解毒汤对体外白念珠菌生物被膜形成的影响【1】有学者采用结晶紫染色法和MTT法评价白念珠菌生物膜的体外生长动力学，微量稀释法检测黄连解毒汤对白念珠菌悬浮菌及其生物膜的以及作用以及药物包被对白念珠菌生物膜形成作用。

结果显示，生物膜内白念珠菌数量随培养时间的延长而增加。

黄连解毒汤对白念珠菌悬浮菌的最低抑菌浓度50%（MIC50）为3.125mg/ml，对生物膜的SMIC50与SMIC80分别为3.125和6.25mg/ml。

药物包被浓度在1.56mg/ml以上时对其生物膜形成的抑制作用有显著性。

这些研究表明：黄连解毒汤对体外白念珠菌生物膜具有明显的抑制作用。

2盐酸小檗碱对表皮葡萄球菌生物被膜形成抑制作用【2】廖璞，马永鹏等学者为了研究盐酸小檗碱对表皮葡萄球菌形成生物被摸所需基因的抑制作用和生物被膜形成前后蛋白质分子的表达差异，采用构建表皮葡萄球菌生物被膜阳性模型你，用快速银染法鉴定盐酸小檗碱作用前后表皮葡萄球菌生物被膜形成情况，以1000ug/ml盐酸小檗碱、3mg/ml 万古霉素、环丙沙星和红霉素分别处理生物被膜模型，采用real-timePCR 方法检测药物作用前后葡萄球菌icaA基因和agr基因的表达变化；用改良双向电泳技术对500ug/ml盐酸小檗碱作用前后细菌的总蛋白质进行分离。

结果发现在合适的培养条件下，表皮葡萄球菌生物被膜形成阳性，表皮葡萄球菌生物被膜模型构建成功。

盐酸小檗碱对icaA基因和agr基因表达存在抑制作用，与未经药物处理组比较，P均<0.05；其中对agr基因抑制作用不及万古霉素、环丙沙星及红霉素（P均<0.05），各药物处理组对icaA 基因的抑制作用无统计学意义。

通过电泳分离，共得到23各差异表达的蛋白质分子，其中13个仅在药物处理组表达升高，有10个仅在非药物处理对照组表达升高。

由此可以得出这样的结论：中药单体盐酸小檗碱对表皮葡萄球菌形成生物被膜关键基因的表达具有弱的抑制作用，通过二维电泳分离得到的差异表达蛋白分子为后续细菌耐药机制的研究奠定基础。

3鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌生物被膜作用的研究【3】官妍，汪长中等老师为了为表皮葡萄球菌生物被膜引起的感染提供新的治疗途径，利用XTT减低法评价鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌初始粘附及生物被膜内细菌代谢的影响，镜下观察该药对表皮葡萄球菌生物被膜的形态学影响，结果发现鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌生物被膜的AMIC50和SMIC80分别为62.5和1000mg/L质量浓度鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌早期粘附有抑制作用；500mg/L质量浓度的鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌生物被膜的形态有显著影响。

由此，他们得出结论：鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌生物被膜的形成及粘附均具有抑制作用。

4牡丹皮水煎剂对体外白念珠菌生物被膜的抑制作用【4】汪长中，程慧娟，官妍等老师采用体外构建白念珠菌生物膜并采用XTT 减低法评价牡丹皮水煎剂对白念珠菌成熟生物膜影响以及包被生物材料胡菌生物膜形成的影响，结果显示，牡丹皮水煎剂对白念珠住悬浮菌的MIC为1.56mg/ml；对白念珠菌生物膜SMIC50与SMIC80分别是3.12和6.25mg/ml；药物包被96孔板对白念珠菌生物膜形成有一定的抑制作用由此可以表明目的皮水煎剂对体外白念珠菌生物膜有较强的抑制作用。

5没食子酸抑制白念珠菌生物被膜作用的研究【5】汪长中，程慧娟，官妍等老师采用XTT减低法评价没食子酸对白念珠菌生物膜及粘附性的影响；镜下观察没食子酸对白念珠菌生物膜的形态学影响；细胞毒实验监测该药的毒副作用。

结果：没食子酸抑制白念珠菌生物膜最低药物浓度SMIC50，SMIC80分别是500，10000mg/L；100,1000mg/L的没食子酸对白念珠菌的早期粘附及菌丝生长有抑制作用；没食子酸对人细胞毒性较弱。

由此，这些老师得出这样一个结论：没食子酸对体外白念珠菌生物膜有较强的抑制作用。

6连翘苷和黄芩苷对表皮葡萄球菌生物膜抑制作用的研究【6】为了得到表皮葡萄球菌生物膜引起的干染的新的治疗途径，官妍，汪长中，程慧娟等老师采用体外构建表皮葡萄球菌生物膜，XTT减低法评价连翘苷和黄芩苷对表皮葡萄球菌初始粘附及生物膜内细菌代谢的影响，显微镜下观察用药后表皮葡萄球菌生物膜形态和结构改变。

结果显示：连翘苷和黄芩苷对表皮葡萄球菌生物膜的早期粘附均无抑制作用；连翘苷对表皮葡萄球菌生物膜菌的SMIC50为31.25ug/ml，而黄芩苷对表皮葡萄球菌生物膜代谢无影响；在显微镜下观察，连翘苷使部分表皮葡萄球菌被膜的形态发生改变，而黄芩苷对其形态影响不显著。

他们得出的结论为：连翘苷对表皮葡萄球菌生物膜的初始粘附阶段无抑制作用，对生物膜菌的代谢和生物膜形态菌有显著影响；黄芩苷对表皮葡萄球菌生物膜无显著作用。

7苦参碱对表皮葡萄球菌生物被膜作用初探【7】官妍，汪长中，程慧娟，马越等老师通过中药有效成分苦参碱对表皮葡萄球菌生物被膜抑制作用的研究，为表皮葡萄球菌生物被膜引起的想感染提供新的治疗途径。

采用XTT减低法评价苦参碱对表皮葡萄球菌初始粘附及生物被膜内细菌代谢的影响，镜下观察该药对表皮葡萄球菌生物被膜的形态学影响。

结果表明：苦参碱对表皮葡萄球菌生物被膜菌的SMIC50和SMIC80分别为62.5mg/L和500mg/L；1000mg/L浓度的苦参碱对表皮葡萄球菌早期粘附有抑制作用；250mg/L浓度的苦参碱对表皮葡萄球菌生物被膜的形态有显著影响。

由此可见，苦参碱对表皮葡萄球菌生物被膜的形成与粘附均有抑制作用。

除了上述这些研究之外，还有很多关于对细菌真菌生物被膜的研究，比如官妍，汪长中，程慧娟等老师的中药复方百肤青对细菌阴道病生物膜渗透性的影响【8】和中药水体物对白念珠菌生物膜抑制作用的研究【9】，靳嘉巍、张力、查锡良等的葡萄糖对葡萄球菌生物被膜形成的影响及调节机制的研究【10】，何敏、廖璞等的盐酸小檗碱对表皮葡萄球菌生物被膜形成及相关基因表达的抑制作用【11】，但是，要对生物被膜有一个更深刻的认识，还需要我们有更进以步的研究和努力。

参考文献[1] 汪长忠，程慧娟，徐颖，等。

黄连解毒汤对体外白念珠菌生物被膜的影响。

上海中医药杂志，2008,42（2）：63-65[2] 廖璞，马永鹏，等。

盐酸小檗碱对表皮葡萄球菌生物被膜形成抑制作用。

临床检验杂志，2011,29（4）272-275[3] 官妍，汪长中，等。

鱼腥草素钠对表皮葡萄球菌生物被膜作用的研究。

中国药学杂志，2011,46（10）:733-737[4] 汪长中，程慧娟，官妍，等。

牡丹皮水煎剂对体外白念珠菌生物被膜的抑制作用。

微生物学杂志，2009,29（2）：67-71[5] 汪长中，程慧娟，官妍，等。

没食子酸抑制白念珠菌生物被膜作用的研究。

中国中药杂志，2009，34（9）1137-1139[6] 官妍，汪长中，程慧娟，等。

连翘苷和黄芩苷对表皮葡萄球菌生物膜抑制作用的研究。

中国微生态学杂志，2010,22（10）：886-893[7] 官妍，汪长中，程慧娟，马越，等。