细菌生物膜的结构及形成机制研究进展.pdfVIP

氨基酸和生物资源2006，28(3)：30～33 J4mi加Ac斌曰如￡记R∞ou煳 细菌生物膜的结构及形成机制研究进展 唐童画1，刘国生1，谢志雄驰，沈萍2 (1河南师范大学生命科学学院，新乡453007；2武汉大学生命科学学院，武汉430072) 摘要：细菌生物膜是细菌在特定条件下形成的一种特殊细菌群体结构，菌体被包裹在其自身分泌的多聚物中。近年来， 有关生物膜组成结构、形成机制、抗逆性机制及其应用防治等诸方面的研究工作进展迅速，本文主要针对细菌生物膜的结构 及形成机制方面的研究进展进行了介绍。 关键词：细菌；生物膜结构；生物膜形成机制 中图分类号：Q93 文献标识码：A 生物膜(Bi面lm)是微生物(如细菌)被包裹在 物、营养物与代谢产物、菌体裂解释放物及环境中特 其自身分泌的多聚物中形成的一种特殊细胞群体结 殊物质或碎屑等HJ。 构。自然环境中，微生物90％以上是以生物膜的形 1．1 生物膜中的细菌 式存在的，这种结构通常是菌体在逆境条件下产生 在适当的条件下，几乎所有细菌均能形成生物 的，如营养匮乏、微生物抑制剂等，具有很强的抗逆 膜，但不同细菌形成生物膜的能力不同，如仙人掌杆 性…。生物膜成份多样，除了细菌菌体外，还含有 菌、假单胞菌、葡萄球菌等萌发时间短，形成膜的速 许多大分子多聚物，由于成份的多样性，生物膜的结 率较快，而某些细菌形成速率则较慢”J。这些菌体 构也多种多样。生物膜与人类的生产生活关系非常 大部分都固着于多聚物基质中，少数可自由移动，可 密切，一方面它可以黏附杂质，清洁污水，可作为污 以从膜中一个微菌落移动到另一个微菌落中，也可 水处理的优良载体；另一方面，致病细菌不仅可直接 脱离生物膜作进一步扩散，这种扩散可能是生物膜 在人体组织及器官的表面形成生物膜，引起诸如牙 J。 对环境变化作出应答的结果M 周病、慢性支气管炎、败血病、肺部感染和心内膜炎 生物膜可由单一细菌形成，也可由多种细菌混 等难治疾病，而且可在植入人体内的医疗装置(如 合形成。在由多种细菌组成的生物膜中，不同细菌 隐型眼镜、人工关节和心脏人工瓣膜等)的表面形 在不同的时间和空间发展，存在菌种的交替演变过 成生物膜，从而导致一系列的感染并发症。据估计， 程，如牙菌斑生物膜就是一种多菌种生物膜，革兰氏 大约65％的人类细菌性感染是由细菌生物膜引起 阳性链球菌和放线菌是其中的早期定植菌，它们的 的旧J。由于生物膜有较强的抗逆性，因此难以控 黏附生长为后继定植细菌，如梭杆菌的黏附创造了 制，往往引起严重的感染。此外，生物膜细菌还可污 新的黏附表面，而且链球菌和放线菌的代谢造成局 染与人类生活相关的设施，如空调系统、供水系统和 部微环境改变(如氧化还原电位等)也为梭杆菌等 食品加工设备等，从而降低这些设备的使用效率和 后继细菌的生存创造了条件。因此，多种细菌的生 寿命。因此生物膜的研究一直是微生物学、医学、环 物膜扩大了细菌的生存环境，而且膜中的细菌由于 境科学等领域中的热点问题。