细菌生物膜

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
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
展望
• 由于细菌进化迅速，对于细菌生物膜感染的治疗， 单纯的依靠物理方法或抗生素是难以实现彻底根除 的。故生物学控制将成为一条更有效的途径。 • 寻找一种控制细菌胞外多糖分泌的基因，并用分子 生物学的方法将其表达阻断； • 开发一种新型的材料，其表面特性具有抗细菌黏附 的作用。 • 开发一种特效抗生素，使其在向细菌生物膜内扩散 的过程中，不受生物膜中降解物的干扰，顺利到达 内部。
细菌生物Βιβλιοθήκη Baidu的形成机制
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
②细菌生物被膜微环境改变
细菌生物被膜的抗性机制
③类似芽孢细胞分化 状态的形成
④细菌生长缓慢与应激反应
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
2、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) • 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。
曹舒扬
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。Bayston 和 Penny (1972年)首先认识到表皮葡萄球菌生物膜形成与 其在多聚物表面定植有关。后来,通过扫描电镜发现葡 萄球菌在导管表面定植,多层细菌嵌于多糖-蛋白复合物 (Glycocalyx) 中形成生物膜。1978 年Costerton 首先 开始了对细菌生物膜的研究并提出生物膜理论。生物膜 研究涉及微生物学、免疫学、分子生物学、材料科学和 数学等多学科,其真正作为一个独立学科发展起来始于 20 世纪70 年代末。90 年代后,随着相关学科的发展及 对BF细菌在医学上重要性的认识,BF研究得到迅速发展。 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。
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。
• 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”。
* 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
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 R.Lawrence等 人首次发现了细菌生物被膜的三维结构。 • 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！