周文凯，侯续成，李桂玲

    应用新型药物递送系统预防和治疗生物被膜所致感染

    周文凯，侯续成，李桂玲

    在抗菌领域研究之初，人们认为细菌在体内呈单个存在且浮游生长。科学家将可抑制体外培养的浮游致病菌生长和繁殖的抗生素应用于体内病原菌感染的治疗，取得了良好的治疗效果。后来，随着抗生素的广泛使用，临床发现抗生素药物在体内的抗菌效果大不如前。在20 世纪初期，科研人员对细菌生长状态重新进行了研究，陆续发现多种细菌可集聚存在于自身所产生的胞外聚合物内，且黏附于外界活性或非活性材料表面生长[1]。这种胞外聚合物与细菌共存的物质被称为生物被膜[2]。胞外聚合物对其内部的致病菌具有保护作用，从一个方面解释了致病菌耐药性产生的原因。

    近年来，细菌对抗生素的耐药性甚至多重耐药性问题已成为公共卫生领域的严重问题，引发了全球的高度关注。临床上常见的多重耐药菌(ESKAPE 细菌)有六种，分别为粪肠球菌()、金黄色葡萄球菌()、肺炎克雷伯菌()、鲍曼不动杆菌()、铜绿假单胞菌()和肠道杆菌()。ESKAPE 细菌的感染给防控及治疗工作都带来了极大的挑战，而ESKAPE 细菌的多重耐药特性均与其生物被膜的产生密切相关。因此，关于生物被膜形成机制与耐药性的研究以及生物被膜感染治疗手段的研究迫在眉睫。

    1 生物被膜的形成及其耐药性产生机制

    1.1 生物被膜的物质成分

    微生物产生的胞外多聚物是构成生物被膜的主要成分。不同微生物所产生的胞外聚合物成分不尽相同，主要包括：蛋白质、蛋白聚糖、糖蛋白、多糖、核酸、脂类、脂多糖等[3]。

    多糖是胞外聚合物的主要成分之一，胞外多糖在生物被膜中呈线状或分枝状分布，形成了复杂的网络结构，在生物被膜中起到了结构支撑的作用。与此同时，胞外多糖还具有凝聚基质、保持水分、吸收无机物质及有机物质、保护微生物等功能[4]。胞外多糖的糖单元主要有甘露糖、半乳糖、葡萄糖等。除了这些糖类物质以外，生物被膜中还存在有N-乙酰葡萄糖胺、阿拉伯糖、海藻糖等多种糖类物质[5]。

    胞外蛋白是胞外聚合物的另一种重要组成成分。胞外蛋白按其功能可分为两大类：结构蛋白和酶类。结构蛋白将胞外多糖与细胞表面相连，维持了生物被膜结构的稳定性[6]。而酶类参与了生物被膜的降解过程。酶类可分解多种胞外聚合物，为生物被膜中的细菌提供能量。同时，生物被膜的分解与分散也需要酶类物质发挥作用[7-8]。

    胞外DNA(eDNA)在生物被膜的形成过程中扮演着重要角色。研究表明，eDNA 参与了生物被膜的黏附过程 ......