细菌生物被膜ppt课件
合集下载
细菌ppt课件有图
感谢您的观看
THANKS
重要作用。
营养物质合成
一些细菌能够合成维生素B和维生 素K，这些维生素对人类健康至关 重要。
免疫系统调节
细菌可以训练和调节免疫系统，使 其更好地应对外来入侵者和疾病。
细菌感染与疾病
常见细菌感染
包括呼吸道感染、肠道感 染、皮肤感染等。
细菌性传染病
如肺炎、肠道感染和败血 症等，可通过空气、水和 接触传播。
细菌ppt课件
目录
CONTENTS
• 细菌简介 • 细菌的结构与组成 • 细菌的生存与繁殖 • 细菌与人类的关系 • 细菌的利用与保护 • 细菌研究的前沿与展望
01
细菌简介
细菌的基本信息
细菌是一类单细胞生物，具有细胞壁、细胞 膜、细胞质和核等基本结构。
细菌属于原核生物，与真核生物的主要区别 在于其细胞核无核膜和核仁。
细胞壁
细菌细胞壁主要由肽聚糖组成，具有维持细 胞形态、保护细胞内部结构和调节物质交换 等作用。
细胞质
细菌细胞质主要由水、蛋白质、核酸和多糖 等组成，具有进行新陈代谢和能量代谢等作 用。
细菌的遗传物质
DNA
细菌的遗传物质是DNA，它由四 种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧 啶和胸腺嘧啶）组成，通过DNA 复制传递遗传信息。
细菌的形状和大小各异，一般呈球形、杆状 或螺旋状，大小在微米级别。
细菌的发现与历史
细菌最早由荷兰科学 家列文虎克于17世纪 发现。
细菌在医学、农业、 工业等领域具有广泛 的应用价值。
细菌在自然界中分布 广泛，对人类生活和 健康具有重要影响。
细菌的分类与特点
革兰氏阳性菌细胞壁较厚，具有 肽聚糖层，对一些抗生素具有耐 药性。
细菌生物被膜
感谢观看
特点及耐药性
由于疫苗和抗生素的运用以及各种社会措施的采用,由游离细菌引起的大部分感染性疾病已经能够较快地控制 (多重耐药菌株除外),而由条件致病菌引起的感染则逐渐增多,尤其在因为各种原因引起的抵抗力下降和运用插入 性医用装置的人群多见。这些感染常常与细菌形成生物被膜有关。病原菌包括革兰氏阴性杆菌,革兰氏阳性球菌以 及念珠菌,表皮葡萄球菌,绿脓杆菌和肠球菌尤为多见。生物被膜一旦形成,就对抗生素及机体免疫力有着天然的 抵抗能力,用抗生素难以彻底清除,而只能杀死生物被膜表面或血中导致感染发作的游离细菌。在机体抵抗力下降 时,生物被膜中存活的细菌又可以释放出来,重新引起感染。生物被膜犹如一个“菌巢”,导致感染反复发作,迁延 不愈,形成慢性感染。插入性医用器械相关的血液感染(device-related bloodst ream infection,DR-BSI)在 医院感染中极为常见,尤其在ICU中多见,其危害严重,应多加。
细菌生物被膜
生物学术语
01 定义
03 表面特性 05 预防与控制
目录
02 形成过程原理 04 特点及耐药性
细菌生物被膜（或称细菌生物膜 Bacterial biofilm，BF），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。细菌生物被膜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。
据专家估计几乎所有的细菌在一定条件下都可以形成生物被膜。沙门氏菌、大肠杆菌、李斯特菌、金黄色葡 萄球菌等为易导致食源性疾病的常见病原菌，存在于空气、水、灰尘或人和动物的排泄物中，食品受其污染的机 会较多：食品加工人员、炊事员或销售人员带菌，造成食品污染；食品在加工前带菌，或在加工过程中受到污染， 产生毒素，引起食物中毒；熟食制品包装不严，运输过程中受到污染；禽畜屠宰前带菌，也会对食品产生污染， 且细菌易在食品、各种食品加工接触面及非食品加工接触面(如墙壁、下水道、死角等地方)形成生物被膜,再经 手或空气污染食品而引起食物中毒。
《原核微生物壁膜》PPT课件
⑤细胞质膜上有鞭毛基粒，是鞭毛基体的着生部位和鞭 毛旋转的供能部位
ppt课件
25
细菌细胞的一般构造
（2）细胞壁（cell wall)
细胞壁的结构 细胞壁的功能 细胞壁的化学组成 细胞壁与革兰氏染色 缺壁细胞与原生质体
ppt课件
26
细胞壁
细菌细胞壁（cell wall）： 位于细胞表面，紧贴细胞膜的一层较为坚韧、 略具弹性的细胞结构。固定细胞外形，提高机 械强度，避免渗透压等外力损伤。
▪境强致病菌与宿主的 粘附。
▪革兰氏阳性菌的表面 抗原。
ppt课件
37
G+ 磷壁酸
磷酸 甘油 磷酸
ppt课件
38
ppt课件
39
G-细菌细胞壁
革兰氏阴性菌 肽聚糖层很薄， 仅1-2层。
细胞外膜
肽聚糖
细胞质膜
孔蛋白
脂多糖
ppt课件
40
G-肽聚糖成分（1）：双糖单位
N-乙酰葡萄糖胺（G） N-乙酰胞壁酸（M）
主要以二分裂方式繁殖的原核微生物。
ppt课件
3
细菌的形态与大小
球状
杆菌
螺旋状
ppt课件
4
球状
球菌细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的 球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列 方式，常被作为分类依据。分有：单球菌、 双球菌（肺炎球菌）、四联球菌、八叠球 菌（甲烷球菌）、链球菌、葡萄球菌。
ppt课件
5
球菌
ppt课件
34
G+肽聚糖成分（3）：五肽桥
（G） （M） （G） （M）
L-丙 D-谷 L-赖 D-丙
D-丙 L-赖 D-谷 L-丙
（G） （M） （G） （M）
认识生物被膜
背景介绍
与人类感染有关的生物膜形成菌 Nhomakorabea相关疾病
生物膜形成菌
龋齿 牙周炎 中耳炎 骨骼肌感染 骨髓炎 心内膜炎 隐形眼镜所致感染 缝合部位感染 人工心瓣膜
产酸性G+球菌 口腔G-厌氧菌 嗜血流感杆菌 G+球菌 多种细菌和真菌（混合） 草绿色链球菌 绿脓杆菌和G+球菌 表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌 金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌
—J. William Costerton
背景介绍
❖ 细菌生物被膜（biofilm,BF）的存在是细菌为适应环境，有利 于生存而特有的生命现象。细菌吸附于惰性物体如生物医学材 料或机体黏膜表面后, 分泌多糖基质、纤维蛋白、脂蛋白等多 糖蛋白复合物，使细菌相互粘连并将自身克隆聚集缠绕其中形 成膜状物。生物被膜内的细菌对大多数抗生素耐药，能长期存 活，不断释放，成为感染源。
[6] Schinabeck MK, Long LA, Hossain MA, Chandra J,Mukherjee PK, Mohamed S, Ghannoum MA. Rabbit model of Candida albicans biofilm infection: liposomal amphotericin Bantifungal lock therapy[J]. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2004, 48(5): 1727–1732. [7] Nett J, Lincoln L, Marchillo K, et al. Putative Role of β-1,3 Glucans in Candida albicans Biofilm Resistance[J]. Antimicrob Agents Chemother, 2007, 51(2):510-520.
生物膜 ppt课件
•
医疗的视角
在医疗领域，只要是存在非灭菌水的场所都 有可能形成生物膜。那些有非灭菌水附着 的表面，包括外来器械的缝隙、内镜的管 腔以及各种植入物都是生物膜滋生的场所 。生物膜很长时间内一直是齿科关注的对 象。牙菌斑就是生物膜的一种形式，而生 物膜也在齿科所用的水管与吸引器内存在 。
生物膜？
• 在温湿度，营养合适的任何表面 • 99%的细菌生活在生物膜内 • 好处：如生物修复，反刍 • 坏处：人体表面如牙齿，组织内，
植入物周边等
生物膜的定义
• 生物膜（或生物被膜）： • 集聚的细菌和细胞外物质，紧紧地粘附在
表面并不容易被去除
• 一些微生物，在水中或水溶液或体内（如
：血流）生长时，有能力粘附表面，然后 包埋在多聚糖基质中。基质含细胞，活和 死的微生物和多聚糖，阻止抗菌剂，灭菌 剂，消毒剂和抗菌素到达微生物
生物膜的特点
落
• －大量微菌落使ＢＦ加厚 • －细胞启动包间信号系统，产生胞间信号
生物膜的形成
• ３.ＢＦ的成熟：
• －结构不均匀，类似蘑菇形状的微菌落组成 • －菌落之间围绕着输水通道，可以运送养料，酶
，代谢产物和排出废物，形成原始的循环系统。
• 因菌种，营养，附着表面和环境不同，形成疏松
或致密以及厚薄不等的ＢＦ结构
• （3）如果有泡沫，取出器械时又会把粘附在 • 气泡上的污物带回到器械上，造成清洁不彻 • 底，从而影响消毒灭菌。 • 同时，泡沫也会增加清洗的时间。 • （4）泡沫会阻隔视线，清洗人员无法看清水 • 面下的情况，增加了清洗人员被水面下的刺 • 伤、割伤的危险，从而造成交叉感染。 • （5）泡沫容易造成自动清洗机排水管的堵塞 • 及吸液泵、排水泵的损坏，更换这些部件价 • 格昂贵。
医疗的视角
在医疗领域，只要是存在非灭菌水的场所都 有可能形成生物膜。那些有非灭菌水附着 的表面，包括外来器械的缝隙、内镜的管 腔以及各种植入物都是生物膜滋生的场所 。生物膜很长时间内一直是齿科关注的对 象。牙菌斑就是生物膜的一种形式，而生 物膜也在齿科所用的水管与吸引器内存在 。
生物膜？
• 在温湿度，营养合适的任何表面 • 99%的细菌生活在生物膜内 • 好处：如生物修复，反刍 • 坏处：人体表面如牙齿，组织内，
植入物周边等
生物膜的定义
• 生物膜（或生物被膜）： • 集聚的细菌和细胞外物质，紧紧地粘附在
表面并不容易被去除
• 一些微生物，在水中或水溶液或体内（如
：血流）生长时，有能力粘附表面，然后 包埋在多聚糖基质中。基质含细胞，活和 死的微生物和多聚糖，阻止抗菌剂，灭菌 剂，消毒剂和抗菌素到达微生物
生物膜的特点
落
• －大量微菌落使ＢＦ加厚 • －细胞启动包间信号系统，产生胞间信号
生物膜的形成
• ３.ＢＦ的成熟：
• －结构不均匀，类似蘑菇形状的微菌落组成 • －菌落之间围绕着输水通道，可以运送养料，酶
，代谢产物和排出废物，形成原始的循环系统。
• 因菌种，营养，附着表面和环境不同，形成疏松
或致密以及厚薄不等的ＢＦ结构
• （3）如果有泡沫，取出器械时又会把粘附在 • 气泡上的污物带回到器械上，造成清洁不彻 • 底，从而影响消毒灭菌。 • 同时，泡沫也会增加清洗的时间。 • （4）泡沫会阻隔视线，清洗人员无法看清水 • 面下的情况，增加了清洗人员被水面下的刺 • 伤、割伤的危险，从而造成交叉感染。 • （5）泡沫容易造成自动清洗机排水管的堵塞 • 及吸液泵、排水泵的损坏，更换这些部件价 • 格昂贵。
生物被膜
生物被膜Biofilms rule the world生物被膜可在各种惰性和活性组织表面形成，黄色表示的生物被棕色隐遁蜘蛛Bacterial biofilm surrounding a pore on the abdomenof a venomous brown recluse spider生物被膜的成分生物被膜中的细菌并不是随机分布的，相反，它们根据各自的需求有组织有规律的分布。
在多菌种生物被膜中，同种细菌之间特异性的共另外，生物被膜中的环境并不是相同的，即具有不均质性。
由类似蘑菇状或堆状的微菌落组成，厚的生物被膜就像一个拥挤的居民区，楼房一栋在成熟的生物被膜中细胞很少分裂，它们把多余的能量用于合成胞外多聚物生物被膜这种生存方式的一个优势在于细胞可以迅速的获得遗传物质。
现已有许多有关生物被膜生活在生物被膜中的细菌，对许多毒性物质如抗生素、氯和去污剂等具有更强的抵抗力。
生物被生物被膜多细胞结构的形成是一个动态过程。
这一过程包括细菌起始粘附、生物被膜粘附期、生长期、成熟和播散期等阶段，游走态细胞而生物被膜细菌在各阶段则具有不同的生理生化特性。
A microscopic study of the steps in biofilm formation by V. cholerae.多种生物被膜形成示意图(a) 单一类型细菌的初始定居；(b) 细胞生长、分离和细胞外多糖的产生导致形成微菌落；(c) 单一细胞、共聚集的细胞以及相同细胞群共粘附在初期的多种生物被膜上；Ⅳ型纤毛或鞭毛等产能器官在微生物粘附到物体表面的初期阶段起促进作用多项研究证明，由鞭毛介导的在固液界面的运动能力及鞭毛所具有的附着到固体表Ⅳ型纤毛参与生物被膜形成过程中细菌由可逆吸附转变为不可逆吸附的过程。
通过胞外聚合物由多糖、蛋白质及核酸等物质组成，是生物被膜的主要组成部分。
细菌粘附到物体表面后，即调整其基因表达，在生长繁殖的同时分泌大量胞外聚合研究发现胞外聚合物的瓦解不仅会降低生物被膜结构的复杂性也会增加生物被膜细任何通过主动或被动运输的能改变邻近微密度感应通过密度感应系统，细菌能够协调完成一系列生密度感应系统参与了生物被膜形成过程中的生长期、散播期。
兽医微生物学课件- 细菌的生长繁殖与生态
大肠杆菌及许多其他病原菌在适宜 的条件下，分裂一次仅需20min，而细 菌染色体DNA的复制约需40min。之 所以能如此，是因为在上一轮的复制还 未完成时，下一轮的细胞分裂已经启动。 此外，染色体DNA存在多个复制叉，可 使子代的染色体DNA同时开始部分复制。 分支杆菌等繁殖较慢，需18～24h才分 裂一次。
3、稳定期
此时因营养的消耗、代谢
产物的蓄积等，细菌繁殖速度下降，死亡
数逐步上升，新繁殖的活菌数与死菌数大
致平衡。该朔细菌的形态及生理性状常有
改变，革兰氏阳性菌此时可染成阴性。毒
素等代谢产物大多此时产生。大肠杆菌的
稳定期持续约8h。
4、衰亡期
细菌开始大量死亡，死菌
数超过活菌数。如不移植到新的培养基，
主要有：维生素B族化合物 (血液、酵母浸膏中常 含 有生长因子物质)、氨基酸、嘌呤及嘧啶等。
一、培养基及其种类
培养基：指用人工合成的方法，根据
细菌的营养要求制备的细菌营养制品， 用于微生物分离培养、传代保存菌种、 鉴别、制造菌苗或生物制剂等。
常用培养基种类
厌氧培养基
选择培养基
增菌培养基
鉴别培养基
1、迟缓期 是细菌来到新环境的一个 适应过程。此时菌体增大，代谢活跃。
2、对数期 细菌此时生长迅速，以恒 定速度进行分裂繁殖，活菌数以几何级数 增长，达到顶峰，生长曲线接近一条斜的 直线。一般而言，该期的病原菌致病力最 强，其形态、染色特性及生理活性均较典 型，对抗菌药物等的作用较为敏感。大肠 杆菌的对数期可持续6～10h。
基础培养基
按培养基的营养组成来分：
1、基础培养基
含有多数细菌生长繁殖所需要的基本营养 成分，常用新鲜牛肉浸膏，加入适量的蛋白胨、 NaCl、磷酸盐，调节pH至7.2—7.6即可。
3、稳定期
此时因营养的消耗、代谢
产物的蓄积等，细菌繁殖速度下降，死亡
数逐步上升，新繁殖的活菌数与死菌数大
致平衡。该朔细菌的形态及生理性状常有
改变，革兰氏阳性菌此时可染成阴性。毒
素等代谢产物大多此时产生。大肠杆菌的
稳定期持续约8h。
4、衰亡期
细菌开始大量死亡，死菌
数超过活菌数。如不移植到新的培养基，
主要有：维生素B族化合物 (血液、酵母浸膏中常 含 有生长因子物质)、氨基酸、嘌呤及嘧啶等。
一、培养基及其种类
培养基：指用人工合成的方法，根据
细菌的营养要求制备的细菌营养制品， 用于微生物分离培养、传代保存菌种、 鉴别、制造菌苗或生物制剂等。
常用培养基种类
厌氧培养基
选择培养基
增菌培养基
鉴别培养基
1、迟缓期 是细菌来到新环境的一个 适应过程。此时菌体增大，代谢活跃。
2、对数期 细菌此时生长迅速，以恒 定速度进行分裂繁殖，活菌数以几何级数 增长，达到顶峰，生长曲线接近一条斜的 直线。一般而言，该期的病原菌致病力最 强，其形态、染色特性及生理活性均较典 型，对抗菌药物等的作用较为敏感。大肠 杆菌的对数期可持续6～10h。
基础培养基
按培养基的营养组成来分：
1、基础培养基
含有多数细菌生长繁殖所需要的基本营养 成分，常用新鲜牛肉浸膏，加入适量的蛋白胨、 NaCl、磷酸盐，调节pH至7.2—7.6即可。
生物膜ppt课件
1925年，E. Gorter 和F. Grendel用有机溶剂抽提人的 红细胞膜的膜脂成分，并测定膜脂单层分子在水中 的铺展面积，发现它为红细胞表面积的2倍。 提示 ：质膜是由双层脂分子组成。
4
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
磷脂分子的亲水端是磷酸基团，称为头部；疏水端是 两条长短不一的烃链, 称为尾部，一般含有14～24个 偶数碳原子（线粒体内膜上的心磷脂有四条尾巴）；
其中一烃链常含有一个或数个双键，双键的存在造成 这条不饱和链有一定角度的扭转。
13
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
29
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
1. 膜的不对称性 质膜内外两层的组分和功能的差异，称为
膜的不对称性； 样品经冰冻断裂处理后，细胞膜可从脂双
层中央断开，各断面名称不同。
30
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
2
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
一. 对生物膜结构的探究历程
1895年，欧文顿（ E. Overton ）
3
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
4
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
磷脂分子的亲水端是磷酸基团，称为头部；疏水端是 两条长短不一的烃链, 称为尾部，一般含有14～24个 偶数碳原子（线粒体内膜上的心磷脂有四条尾巴）；
其中一烃链常含有一个或数个双键，双键的存在造成 这条不饱和链有一定角度的扭转。
13
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
29
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
1. 膜的不对称性 质膜内外两层的组分和功能的差异，称为
膜的不对称性； 样品经冰冻断裂处理后，细胞膜可从脂双
层中央断开，各断面名称不同。
30
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
2
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
一. 对生物膜结构的探究历程
1895年，欧文顿（ E. Overton ）
3
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
细菌生物被膜
细菌⽣物被膜细菌⽣物被膜（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⽣物被膜是微⽣物为适应⾃然环境⽽形成的。
例如：河流中的微⽣物就能吸附在岩⽯表⾯，这种吸附作⽤更有利于⾃⾝的⽣存。
对于细菌来说，它可以分泌多糖蛋⽩复合物(glycocalyx)将⾃⾝粘附于各种物体的表⾯，细菌在所吸附的物体表⾯不断分裂就形成了细菌⽣物被膜。
使病原菌可以在体内插管表⾯及粘膜表⾯形成⽣物被膜［1］。
三、细菌⽣物被膜的致病特点⼀般来说细菌⽣物被膜导致的难治性细菌感染性疾病有以下特点：1.病灶局部的炎症反应不很强烈，感染有相互转化的静⽌期和发作期；2.抗菌药物治疗起初可能有效，但以后治疗常常失败；3.致病菌主要是来⾃⽪肤和周围环境中的致病菌如铜绿假单胞菌，⾦黄⾊葡萄球菌［1］。
铜绿假单胞菌是慢性呼吸道感染的重要致病菌之⼀，它的粘液型菌株可以产⽣藻酸盐，⽽⾮粘液型菌株可以产⽣其它种类的多糖蛋⽩复合物形成细菌⽣物被膜。
⽐较典型的病例是肺囊性纤维化合并肺部感染，虽然抗菌药物有⼀定的临床疗效，但是铜绿假单胞菌总是难以彻底清除，电镜观察可见病变部位有细菌⽣物被膜形成。
其中藻酸盐是重要的组成成分，它可以使细菌牢固地粘附于肺上⽪表⾯形成⽣物被膜，⼀⽅⾯可以抵御单核-巨噬细胞的吞噬作⽤，另⼀⽅⾯可以抵制抗菌药物的杀灭作⽤。
进⼀步的研究表明，铜绿假单胞菌藻酸盐的合成是由细菌alC和alD基因控制的。
有实验表明，铜绿假单胞菌和硅胶膜表⾯接触后，可以激活控制藻酸盐合成的基因组，促使细菌合成⼤量的藻酸盐。
所以细菌⽣物被膜的形成是受严密的基因调控的［12］。
1、⽣物膜的研究历史：1676 年Antony⽤⾃制的显微镜从⽛菌斑中观察到了微⽣物的存在,为⽣物膜的研究奠定了基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
* QS现象是于1977年在一种海洋发光细菌中首次发现 的，此系统包括AI的产生、释放和检测，通过检测 周围细菌的密度，细菌可以通过调整相关基因的表 达而实现群体稳定性调节。
.
24
野生型
突变株
.
25
细菌生物被膜的抗性机制
2、BF的抗免疫清除机制
①细菌生物被膜的屏蔽作
细菌生物被膜中，大量粘性基质形成了一个物理屏障，是 吞噬细胞和杀伤细胞及其所分泌的酶不能对细菌产生攻击
随着对细菌致病机制的深入了解，人们发现细菌 生物被膜对抗生素和集体免疫防御机制的抗性很 强，从而导致了严重的临床问题，尤其是慢性和 难治的感染性疾病。
.
11
3、细菌的群体行为
1988年，Shapiro提出细菌是可以相互协调，并具有群体 行为的多细胞群体生物。 1991年，加拿大国立水环境研究所的John wrence等 人首次发现了细菌生物被膜的三维结构。
⒌细菌的分散及持续性感染
.
18
.
19
.
20
细菌生物被膜的抗性机制
1、BF对抗生素的耐药性机制
①细菌生物被膜的屏障作用
EPS阻止抗生素接触包裹于被膜内 的细菌，消弱抗生素对于膜内部菌 群的杀伤效应（如生物膜中的AHL 可降解部分抗生素）
.
21
④细菌生长缓慢与应 激反应
被膜深层细菌生长缓慢， 但却产生了耐药性增强的 应激反应
• 1990年，蒙大拿州立大学建立了世界上第一个生 物膜工程中心。
.
3
.
4
与人类感染有关的生物膜形成菌
相关疾病
龋齿 牙周炎 中耳炎 骨骼肌感染 骨髓炎 心内膜炎 隐形眼镜所致感染 缝合部位感染 人工心瓣膜
生物膜形成菌
产酸性G+球菌 口腔G-厌氧菌 嗜血流感杆菌 G+球菌 多种细菌和真菌（混合） 草绿色链球菌 绿脓杆菌和G+球菌 表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌 金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌
②免疫复合物效应
粘性基质和细菌释放出的抗原物质刺激大量特异性抗体产 生，引起宿主严重的免疫损害
• 细菌被大量的胞外多糖包绕形成微菌落，各微菌落之间充 满水通道,是细菌获取营养和排除代谢废物的通道。
.
8
* 化学组成
• 水分（97%）——是生物膜的生命线！ • 胞外多糖（EPS） • 吸附的营养物质及代谢产物、细菌裂解物 • 蛋白质、DNA、RNA
.
9
.
10
同一菌株的生物被膜和浮游生长细菌具有不同的 特性。过去疫苗和抗生素的研制以浮游的细菌为 主要研究对象。
• 生物被膜是细菌的一种具有保护性的生长模式，是细胞间 相互协调作用的复杂的多细胞群体，具有结构和代谢复杂性。 • 形成生物被膜的黏附细菌群也可以释放出生长迅速的浮游 细菌，是潜在的“菌巢”。
.
72Biblioteka 生物被膜的结构特点及化学成分* 结构特点—Marc habas的成熟生物被膜模型
• 由外到内依次为： ①生物被膜层（bulk of biofilm） ②连接层（linking film） ③条件层（conditioning film） ④基质层（substratum)
.
5
catalogs
• 细菌生物被膜的基本性质 • 细菌生物被膜的形成机制 • 细菌生物被膜及其抗药性机制研究 • 细菌生物被膜的研究进展 •展望
.
6
细菌生物被膜的基本性质
1、生物被膜的含义—1978年由J. William Costerton首次提出
* 生物被膜（biofilm）：指细菌自身产生的外部多 糖基质、纤维蛋白质、脂蛋白等包裹着的菌细胞的 结构。
细菌生物被膜与抗生素耐药机制研究
王宏 D00614136
.
1
J. William Costerton
Costerton, a native of British Columbia, earned his Ph.D. in bacteriology in 1960 from the
University of Western Ontario.
.
2
• 细菌生物被膜广泛存在于自然环境中。临床上生物 被膜可形成于各种植入医疗器械表面或体内粘膜上， 具有极强的耐药性及免疫逃避性，是造成临床性感 染的主要原因之一！
• 生物被膜使细菌对抗生素的耐药性比浮游菌增加 10-1000倍，其引发的感染只有移走植入物才能控 制，增加了病人的痛苦和治疗费用！
表和蛋白组成的区别。
.
14
.
15
游离菌
白细胞
.
16
.
17
细菌生物膜的形成机制
⒈条件膜的沉积
主要涉及体液中各种糖蛋白、粘多糖、金属离子等的吸附
⒉细菌的初始到达及吸附
指在钠、镁等阳离子的介导下的细菌对植入物表面的吸附
⒊细菌的生长繁殖
指细菌的吸附、生长、繁殖及扩散
⒋生物被膜的形成
细菌程序性的表达并分泌EPS,不断形成微菌落，终联合成为成熟的 生物被膜的过程。
“In a paper in Science in 1999, we said 65 percent of all diseases in the developed world are biofilms,” Costerton said. “Now the NIH says 80 percent. ”
⑤细菌传感效应（QS）
细菌生长密度或营养条件变化时，有菌体自身产生 并分泌 “信号激素”，以实现群体感应，协调生长
.
23
细菌群体感应系统（QS, quorum sensing）
* 细菌通过本身释放的激素样有机物——自诱导物（ AI）来交流，从而改变胞内遗传物质的表达，调节 细菌的生长代谢，并导致细菌毒力、耐药性的变化 ，此即被称为“群体感应信号系统”（QS系统）
• 生物被膜形态学鉴定以扫描电镜、激光共聚焦显微镜观察为
主要方法。近年来，临床微生物学研究工作者开始探索采用 染料对细菌胞外多糖进行染色，进而观察。例如“银染法” 鉴定生物被膜，其在普通光学显微镜下即可以观察到。
•利用报告基因和荧光探针可以了解生物被膜的基因表达。 •利用基因芯片和双向电泳技术比较生物膜细菌和浮游菌基因
• 生物膜的结构存在着广泛的异质性，其深处和浅处的细菌 体积大小和代谢活性均有显著差异。
• 生物膜使细菌形成了一个具有结构性、协调性和功能习性 的高度组织群体！
.
12
.
13
4、生物被膜的观察研究方法
• 细菌生物膜的主要成分是多糖蛋白复合物。Costerton等人
在70年代通过扫描电镜观察到了细菌的生物被膜的存在。
.
24
野生型
突变株
.
25
细菌生物被膜的抗性机制
2、BF的抗免疫清除机制
①细菌生物被膜的屏蔽作
细菌生物被膜中，大量粘性基质形成了一个物理屏障，是 吞噬细胞和杀伤细胞及其所分泌的酶不能对细菌产生攻击
随着对细菌致病机制的深入了解，人们发现细菌 生物被膜对抗生素和集体免疫防御机制的抗性很 强，从而导致了严重的临床问题，尤其是慢性和 难治的感染性疾病。
.
11
3、细菌的群体行为
1988年，Shapiro提出细菌是可以相互协调，并具有群体 行为的多细胞群体生物。 1991年，加拿大国立水环境研究所的John wrence等 人首次发现了细菌生物被膜的三维结构。
⒌细菌的分散及持续性感染
.
18
.
19
.
20
细菌生物被膜的抗性机制
1、BF对抗生素的耐药性机制
①细菌生物被膜的屏障作用
EPS阻止抗生素接触包裹于被膜内 的细菌，消弱抗生素对于膜内部菌 群的杀伤效应（如生物膜中的AHL 可降解部分抗生素）
.
21
④细菌生长缓慢与应 激反应
被膜深层细菌生长缓慢， 但却产生了耐药性增强的 应激反应
• 1990年，蒙大拿州立大学建立了世界上第一个生 物膜工程中心。
.
3
.
4
与人类感染有关的生物膜形成菌
相关疾病
龋齿 牙周炎 中耳炎 骨骼肌感染 骨髓炎 心内膜炎 隐形眼镜所致感染 缝合部位感染 人工心瓣膜
生物膜形成菌
产酸性G+球菌 口腔G-厌氧菌 嗜血流感杆菌 G+球菌 多种细菌和真菌（混合） 草绿色链球菌 绿脓杆菌和G+球菌 表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌 金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌
②免疫复合物效应
粘性基质和细菌释放出的抗原物质刺激大量特异性抗体产 生，引起宿主严重的免疫损害
• 细菌被大量的胞外多糖包绕形成微菌落，各微菌落之间充 满水通道,是细菌获取营养和排除代谢废物的通道。
.
8
* 化学组成
• 水分（97%）——是生物膜的生命线！ • 胞外多糖（EPS） • 吸附的营养物质及代谢产物、细菌裂解物 • 蛋白质、DNA、RNA
.
9
.
10
同一菌株的生物被膜和浮游生长细菌具有不同的 特性。过去疫苗和抗生素的研制以浮游的细菌为 主要研究对象。
• 生物被膜是细菌的一种具有保护性的生长模式，是细胞间 相互协调作用的复杂的多细胞群体，具有结构和代谢复杂性。 • 形成生物被膜的黏附细菌群也可以释放出生长迅速的浮游 细菌，是潜在的“菌巢”。
.
72Biblioteka 生物被膜的结构特点及化学成分* 结构特点—Marc habas的成熟生物被膜模型
• 由外到内依次为： ①生物被膜层（bulk of biofilm） ②连接层（linking film） ③条件层（conditioning film） ④基质层（substratum)
.
5
catalogs
• 细菌生物被膜的基本性质 • 细菌生物被膜的形成机制 • 细菌生物被膜及其抗药性机制研究 • 细菌生物被膜的研究进展 •展望
.
6
细菌生物被膜的基本性质
1、生物被膜的含义—1978年由J. William Costerton首次提出
* 生物被膜（biofilm）：指细菌自身产生的外部多 糖基质、纤维蛋白质、脂蛋白等包裹着的菌细胞的 结构。
细菌生物被膜与抗生素耐药机制研究
王宏 D00614136
.
1
J. William Costerton
Costerton, a native of British Columbia, earned his Ph.D. in bacteriology in 1960 from the
University of Western Ontario.
.
2
• 细菌生物被膜广泛存在于自然环境中。临床上生物 被膜可形成于各种植入医疗器械表面或体内粘膜上， 具有极强的耐药性及免疫逃避性，是造成临床性感 染的主要原因之一！
• 生物被膜使细菌对抗生素的耐药性比浮游菌增加 10-1000倍，其引发的感染只有移走植入物才能控 制，增加了病人的痛苦和治疗费用！
表和蛋白组成的区别。
.
14
.
15
游离菌
白细胞
.
16
.
17
细菌生物膜的形成机制
⒈条件膜的沉积
主要涉及体液中各种糖蛋白、粘多糖、金属离子等的吸附
⒉细菌的初始到达及吸附
指在钠、镁等阳离子的介导下的细菌对植入物表面的吸附
⒊细菌的生长繁殖
指细菌的吸附、生长、繁殖及扩散
⒋生物被膜的形成
细菌程序性的表达并分泌EPS,不断形成微菌落，终联合成为成熟的 生物被膜的过程。
“In a paper in Science in 1999, we said 65 percent of all diseases in the developed world are biofilms,” Costerton said. “Now the NIH says 80 percent. ”
⑤细菌传感效应（QS）
细菌生长密度或营养条件变化时，有菌体自身产生 并分泌 “信号激素”，以实现群体感应，协调生长
.
23
细菌群体感应系统（QS, quorum sensing）
* 细菌通过本身释放的激素样有机物——自诱导物（ AI）来交流，从而改变胞内遗传物质的表达，调节 细菌的生长代谢，并导致细菌毒力、耐药性的变化 ，此即被称为“群体感应信号系统”（QS系统）
• 生物被膜形态学鉴定以扫描电镜、激光共聚焦显微镜观察为
主要方法。近年来，临床微生物学研究工作者开始探索采用 染料对细菌胞外多糖进行染色，进而观察。例如“银染法” 鉴定生物被膜，其在普通光学显微镜下即可以观察到。
•利用报告基因和荧光探针可以了解生物被膜的基因表达。 •利用基因芯片和双向电泳技术比较生物膜细菌和浮游菌基因
• 生物膜的结构存在着广泛的异质性，其深处和浅处的细菌 体积大小和代谢活性均有显著差异。
• 生物膜使细菌形成了一个具有结构性、协调性和功能习性 的高度组织群体！
.
12
.
13
4、生物被膜的观察研究方法
• 细菌生物膜的主要成分是多糖蛋白复合物。Costerton等人
在70年代通过扫描电镜观察到了细菌的生物被膜的存在。