细菌生物被膜对抗生素和消毒剂耐药,干扰了慢性骨髓炎的治疗。
(一)细菌膜的屏障作用
细菌生物被膜是由多糖-蛋白复合物形成的膜状结构,是一种多糖类的共聚物,具有阻止大多数抗生素和消毒剂渗透到细菌细胞内,为生物被膜内的细菌生存提供了保护,故产生耐药。但不同的细菌生物被膜阻碍药物渗透的作用也不同。铜绿假单胞菌形成生物被膜,可阻碍细菌与环丙沙星、哌拉西林和过氧化氢接触,产生耐药。肺炎克雷伯菌产生的生物被膜可透过氨苄西林和环丙沙星,利福平可透过表皮葡萄球菌形成的生物被膜,但不能杀死膜内细菌,提示:包绕于被膜中的细菌除了依靠生物被膜的屏障作用保护外,尚存有其他保护膜内细菌生存的机制。
(二)生物被膜内的微环境改变
细菌生物被膜的营养物浓度呈微阶梯样变化,引起生物被膜内微环境改变。在被膜表面氧气耗尽时,其深处为厌氧环境。此时,氨基糖苷类抗生素对细菌的杀灭作用明显低于有氧条件下,故而显示耐药。
多数抗生素的杀菌作用,是针对细菌生长期,而对非生长期者作用不明显。由于细菌生物被膜中,酸性物质聚集,细菌生物被膜内部p H明显降低,影响细菌与抗生素的拮抗(抗衡)作用。被膜深层营养缺乏,代谢速度变慢以及某些抑制物质的增多,致细菌处于生长停滞状态,可致使细菌逃避抗生素的打击。若停止使用抗生素,这些细菌又会生长繁殖,成为急性发作的根源。此外,由于生物被膜内微环境的改变,导致膜内渗透压的变化,使抗生素难以进入细菌体内,故产生耐药性。
(三)细菌生物被膜免疫屏障机制
细菌生物被膜具有免疫屏障机制。在细菌生物被膜中,大量的多糖-蛋白复合物包绕细菌形成屏障,隔离机体免疫系统对细菌的作用,使吞噬细胞和杀伤细胞及其分泌的酶不能对细菌产生有效的攻击,出现免疫“逃逸”现象。
另外,被包绕细菌的多糖-蛋白复合物和细菌释放的抗原物质,形成免疫复合物,沉积于感染性骨病灶周围,释放蛋白水解酶,出现中性粒细胞浸润,使病人产生严重的免疫损害,但对生物被膜中的细菌都无法起杀灭作用。
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