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为解决铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)感染中耐药及生物被膜难题,研究人员开展其临床分离株的表型、基因型及普朗尼克 F-127 抗生物被膜评估研究。结果显示菌株耐药普遍,普朗尼克 F-127 抑制、剥离生物被膜效果佳,为防治感染提供新方向。
在医疗领域,铜绿假单胞菌(
P. aeruginosa)堪称一个 “麻烦制造者”。它是一种广泛存在的革兰氏阴性菌,特别喜欢在医院环境里 “兴风作浪”,专挑免疫力低下的患者 “下手”,引发各种严重感染,像呼吸机相关性肺炎(VAP)、尿路感染等,让医生和患者都头疼不已。更糟糕的是,它对很多抗菌药物都有抵抗力,多药耐药(MDR)和广泛耐药(XDR)菌株越来越常见,治疗难度直线上升。这背后,生物被膜的形成 “功不可没”。生物被膜就像细菌给自己打造的 “坚固堡垒”,不仅能阻挡抗菌药物的进攻,还让细菌能在里面 “安心繁殖”,使得感染反反复复,难以彻底治愈。而且,细菌之间还会通过群体感应(QS)系统 “交流合作”,协调毒力基因的表达,进一步增强它们的 “战斗力” 。
面对这些棘手问题,来自埃及米斯尔科技大学药学院微生物学与免疫学系等机构的研究人员决定深入探究。他们想搞清楚铜绿假单胞菌的耐药情况、生物被膜形成能力,以及毒力基因的分布特点,同时看看普朗尼克 F-127 能不能成为对抗生物被膜的 “秘密武器”。经过一系列研究,他们发现了不少关键信息,这对于防治铜绿假单胞菌感染意义重大,相关成果发表在《BMC Microbiology》杂志上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:从埃及四家医院收集临床样本,分离、鉴定出铜绿假单胞菌(P. aeruginosa);运用 Kirby-Bauer 纸片扩散法和肉汤微量稀释法检测菌株对抗生素的敏感性;利用微量滴定板法(MTPM)评估生物被膜形成能力;借助聚合酶链反应(PCR)技术检测毒力基因;通过扫描电子显微镜(SEM)观察生物被膜形态;使用定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)分析基因表达变化。
研究结果
- 菌株分离与鉴定:从 210 株革兰氏阴性杆菌中,成功鉴定出 118 株铜绿假单胞菌(P. aeruginosa),其中大部分菌株来自脓液和尿液样本。
- 抗生素敏感性测试:多数菌株对头孢他啶(92%)、氨苄西林 / 克拉维酸(87%)和头孢曲松(84%)耐药。多粘菌素表现最为有效,粘菌素和多粘菌素 B 的敏感率分别为 72% 和 59%。根据耐药模式,菌株主要分为 MDR(70%)和 XDR(30%),未发现泛耐药(PDR)菌株。
- 粘菌素 MIC 测定:粘菌素对不同菌株的 MIC 值在 0.5 - 8 μg/ml 之间,76.2% 的菌株对≤2 μg/ml 的粘菌素敏感,21.3% 表现为中度耐药,仅 2.5% 对 8 μg/ml 粘菌素耐药。
- 生物被膜形成评估:118 株菌株中,111 株(94.06%)能形成生物被膜,其中 29 株(24.6%)为强生物被膜形成菌,46 株(39%)为中度生物被膜形成菌,36 株(30.51%)为弱生物被膜形成菌,仅 7 株(5.93%)不形成可测量的生物被膜。
- 运动性评估:77.12% 的菌株具有群集运动性,92.37% 具有游泳运动性。多数非生物被膜形成菌无群集运动性,但大多有游泳运动性。
- 毒力基因检测:95%(112 株)的菌株检测到毒力基因 toxA ,69%(81 株)检测到 ampC 基因。生物被膜形成菌中,lasR 和 rhlR 基因的阳性率较高,分别为 85%(100 株)和 89%(105 株),且这两个基因与生物被膜形成能力密切相关。
- 普朗尼克 F-127 对生物被膜的影响:普朗尼克 F-127 对生物被膜形成有显著抑制作用,5 mg/mL、2.5 mg/ml 和 1.25 mg/ml 浓度下,抑制率分别达 82%、80% 和 78%,对强和中度生物被膜形成菌效果显著。10 mg/ml 的普朗尼克 F-127 能使 90% 已形成的生物被膜脱落。扫描电镜观察发现,处理后的菌株生物被膜涂层明显减少。不过,普朗尼克 F-127 处理后,lasR 和 rhlR 基因的表达变化不显著。
研究结论与讨论
本次研究表明,铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)感染带来的健康威胁不容小觑,其生物被膜形成能力与抗生素耐药性紧密相关,导致感染难以治愈。许多菌株具有中度至强的生物被膜形成能力,且这类菌株往往耐药性更强。普朗尼克 F-127 在抑制和剥离生物被膜方面展现出良好效果,有望成为对抗生物被膜形成的有效手段。但部分菌株对其敏感性降低,可能与菌株的耐药模式、基因变异、生物被膜成熟度以及外部环境等因素有关。
这一研究成果为铜绿假单胞菌感染的防治提供了新的思路和方向。在未来的临床治疗中,或许可以考虑将普朗尼克 F-127 与传统抗生素联合使用,增强抗菌效果。不过,目前研究仅基于体外模型,后续还需在动物模型中进一步验证,以便更好地将研究成果应用到实际临床治疗中,为患者带来更多希望。