中医正骨２０１３年１月第２５卷第１期 ・（总０３５）・３５・ 综 述・ 中药干预细菌生物膜形成的研究进展 曹林忠 ，党永生 ，张晓刚 ，蒋宜伟 ，宋敏 ，张虎林 （１．甘肃中医学院，甘肃 兰州 ７３００００；２．甘肃中医学院附属医院，甘肃 兰州 ７３００２０） 摘要近年来，与细菌生物膜相关的感染越来越受到－＆４ｆ］的关注。关节置换术后并发感染与细菌生物膜的形成有关，处理十分 棘手，可导致手术的失败，给患者带来巨大的精神压力和经济负担，易引发医疗纠纷。中药在防治细菌生物膜引起的感染方面有 独特优势，已成为继抗生素之后又一抗感染药物研究的重点。关于中药干预细菌生物膜形成的研究，从单味中药、中药复方制剂 到中药有效成分单体及其衍生物逐步深入，并取得了一定成果。但中药有效成分复杂，中药对细菌生物膜的干预作用很可能是多 成分、多途径综合作用的结果，目前的研究大多为体外研究，并不能完全模拟其真实的体内作用过程。因此，建立动物体内生物膜 模型，对中药进行全组分提取、定向分离，研究不同组分的药效机制，尤其是干预群体感应信号系统调控、细胞内信号转导及相关 基因表达的机制等，将成为研究中药干预细菌生物膜形成的重点。 关键词 中草药生物膜综述 细菌生物膜（ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｂｉｏｆｉｌｍ，ＢＢＦ）是细菌在不 的单味中药、中药复方制剂、中药有效成分单体及其 衍生物的研究取得了一定成果，本文就中药干预细菌 生物膜形成的研究进展做一综述。 利于其自身生存环境的条件下黏附于物体或活性组 织表面，并包被于其自身产生的细胞外多糖基质中形 成的一种与浮游细菌有着完全不同的生长方式的细 １ 单昧中药 目前研究的具有抗感染作用的单昧中药大多是 清热药。清热药多为广谱抗菌药，对多种细菌生物膜 有抑制作用，甚至部分中药对真菌、支原体生物膜的 形成也有一定的抑制作用 Ｊ。黄晓敏等 的研究表 明苦参水煎液可显著增加环丙沙星对铜绿假单胞菌 菌微群落，是细菌在不利环境下生存的一种特殊形 式¨Ｊ。细菌生物膜形成受群体感应（ｑｕｏｒｕｍ ｓｅｎｓｉｎｇ， Ｑｓ）信号系统及一系列细胞因子和基因的调控，是一 个分阶段的、复杂的过程。近年来，与细菌生物膜相 关的感染（包括生物医学材料相关感染和慢性感染） 越来越受到人们的关注，也向临床医生及科研人员不 断提出了新的挑战。关节置换术后并发感染与ＢＢＦ （ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ，ＰＡ）生物膜的抑菌作用。周 强等 的研究发现苦参与头孢他啶联用对ＰＡ生物膜 有明显的清除作用。孔晋亮等 研究了黄芩水煎液联 合左氧氟沙星或头孢他啶对ＰＡ生物膜的作用，结果显 示浓度为３１．２５ ｇ・Ｌ 的黄芩水煎液可抑制、破坏ＰＡ 生物膜，且与左氧氟沙星或头孢他啶联用后，生物膜内 形成有关，处理十分棘手，可导致手术的失败，给患者 带来巨大的精神压力和经济负担，易引发医疗纠纷。 尽管抗生素在感染控制中仍占主导地位，但耐药菌群 的出现使其作用大打折扣，也迫使人们不断修饰已有 抗生素的分子结构或重新研发新的抗生素种类以增 存活菌数明显减少，表明黄芩水煎液本身有清除、破坏 强药物对感染的控制能力。中药在防治细菌生物膜 引起的感染方面有独特的优势，可抑制细菌生物膜的 ＰＡ生物膜的功效，同时还对左氧氟沙星和头孢他啶有 增效作用。单味中药大黄、黄连、黄柏、牡丹皮、金银 花、野菊花等也有抑制或破坏细菌生物膜的作用 。 形成，与抗生素联用能增强抗生素的抗感染能力，且 由于具有药物来源广、价格低廉、毒副作用小、不易导 致细菌耐药、在菌体内作用途径多样化、能产生多方 面药理效应等优点，已成为继抗生素之后又一抗感染 药物研究的重点。近年来，关于抑制细菌生物膜形成 基金项目：国家自然科学基金项目（８１１６０４４４）；甘肃省高校基 ２中药复方制剂 中药复方制剂是临床应用中药的最常见形式。 甘澍… 的研究表明尿感宁颗粒（药物组成：海金沙 藤、连钱草、凤尾草、紫花地丁等）对术后留置输尿管 支架管上ＢＢＦ形成的抑制作用与抗生素相当，且与 抗生素合用有增效作用。黄晓敏等¨ 的研究表明由 溪黄草、大蓟、虎杖等８味中药组成的溪黄草复方制 本科研业务费专项资金项目（ＢＨ２０１—０６７） 通讯作者：张晓刚Ｅ－ｍａｉｌ：ｋｕｏｙａｎｇ．００＠１６３．ｃｏｎ ・３６・（总０３６） 剂对金黄色葡萄球菌生物膜有清除效应。官妍等¨ 通过扫描电镜观察到，由地肤子、苦参、蛇床子、黄柏 等９味药物组成的中药复方制剂百肤青在肉汤培养 基中的含量超过２５ ｇ・Ｌ 时，对大肠杆菌生物膜有 明显的抑制作用。程惠娟等 的研究表明百肤青有 抑制金黄色葡萄球菌生物膜形成的作用。张春雷 等¨ 研究五味消毒饮联合红霉素对耐甲氧西林金黄 色葡萄球菌的体外抑菌效果，发现五味消毒饮对耐甲 氧西林金黄色葡萄球菌没有明显的抑菌作用，但与红 霉素合用有增效作用。王坤¨ 的研究发现注射用双 黄连对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌ＢＢＦ的形成均有 明显的抑制作用。曹林忠¨ 的研究表明由轻粉、宫 粉、枯矾等５味中药组成的脱管散对金黄色葡萄球菌 具有较强的抑菌作用。蒋宜伟等 认为祛腐生肌类 中药对金黄色葡萄球菌生物膜的形成有干预作用，可 用于防治骨折内固定后感染及促进感染创面愈合。 ３ 中药有效成分单体及其衍生物 对中药有效成分单体及其衍生物的研究可更好 地阐明中药抑制ＢＢＦ形成的作用机制。黄晓敏等 用五倍子醇提液对ＰＡ细胞膜的形成进行干预，发现 五倍子醇提液对ＰＡ有清除效应，但需达到一定的药 物浓度。五倍子水提物对金黄色葡萄球菌生物膜亦 有一定清除作用，且呈明显的剂量依赖性 。冯星 火等 发现穿心莲联合环丙沙星可降低ＰＡ生物膜 对环丙沙星的耐药性。刘志祥等 报道穿心莲提取 物（主要成分为穿心莲内酯）对金色葡萄球菌、枯草杆 菌、大肠杆菌、黑曲霉、青霉都有明显的抑菌效果，其 中对大肠杆菌的抑菌效果最强。研究［２３－２４１发现穿心 莲内酯对ＰＡ生长状态无明显影响，但能有效抑制ＰＡ 绿脓菌素的表达，降低总蛋白水解酶和弹性蛋白酶活 性，影响ＱＳ系统的正常调控，进而影响ＢＢＦ的形成， 抑制ＰＡ毒力因子产生而实现抑菌作用。曾祥萍 合成了新的穿心莲内酯衍生物——１４一硫辛酰一３，１９ 一二羟基一穿心莲内酯（ＡＬ一１），并发现ＡＬ一１对ＰＡ 的生长有一定的影响，亚抑菌浓度的ＡＬ一１对ＰＡ生 物膜的形成有强烈的抑制作用，且对抗生素有增效作 用，可能的作用机制为ＡＬ一１通过抑制ＰＡ合成胞外 多糖，阻碍细菌聚集形成微菌落，并干扰Ｑｓ系统，抑 制毒力因子绿脓菌素产生和蛋白水解酶的活性，从而 抑制细菌生物膜的形成。大蒜素为大蒜鳞茎中所含 的抗菌活性成分，具有抗菌消炎、抗氧化和调节机体 中医正骨２０１３年１月第２５卷第１期 免疫力等功效，大蒜素可显著降低ＰＡ０１菌株黏附及 产生细胞外多糖复合物的能力，可抑制ＱＳ系统调控 的毒力因子表达，干扰ＢＢＦ的分化成熟 拍 。黄芩 苷是黄芩的有效成分之一，具有清热解毒、抑菌抗炎、 鳌合金属离子和抗肿瘤等多种药理作用。体外实验 表明黄芩苷对多种细菌具有较强的抑制作用，可通过 降低细菌对载体的黏附能力，抑制、清除ＢＢＦ，增强抗 菌药物对生物膜的渗透性 。人参皂苷为人参的 主要有效成分，具有延缓衰老、抗肿瘤、治疗心血管疾 病、调节内分泌、增强体力、提高免疫力等作用，目前 人参中已分离出３０余种人参皂苷。董春雷 。发现 人参总皂苷对大肠杆菌具有很强的抑制作用，抑菌率 最高达８７．７０％，对大肠杆菌生物膜形成的抑制率最 高达６９．６５％，对金黄色葡萄球菌及其生物膜的形成 也有一定的抑制作用，但作用较弱；人参单体皂 Ｒｂｌ、Ｒｂ２、Ｒｂ３、Ｒｃ及Ｒｄ对大肠杆菌及其生物膜均有 很强的抑制作用，其中Ｒｃ对大肠杆菌抑制率最高，可 达８６．６８％；Ｒｄ对大肠杆菌生物膜的抑制率最高，可 达６０．５９％；Ｒｂ２与阿魏酸联合应用，对大肠杆菌及其 生物膜形成有协同抑制作用；表明不同的中药有效成 分单体对不同细菌及其生物膜形成的抑制能力小同， 对同一菌种及其生物膜的抑制能力亦不同，筛选２种 或２种以上能够产生协同作用的中药单体，对中药治 疗ＢＢＦ相关感染性疾病有重要意义。 ４展望 尽管目前有关中药干预ＢＢＦ的研究很多，但中 药有效成分复杂，中药对细菌生物膜的干预作用很町 能是多成分、多途径综合作用的结果，目前的研究大 多为体外研究，并不能完全模拟其真实的体内作用过 程。因此，建立动物体内生物膜模型，对中药进行全 组分提取、定向分离，研究不同组分的药效机制，尤其 是干预Ｑｓ信号系统调控、细胞内信号转导及相关基 因表达的机制等，将成为研究中药干预细菌生物膜形 成的重点。相信随着对生物膜研究的不断深入，以及 分子生物学、细胞生物学、化学生物学等交叉学科的 发展，战胜ＢＢＦ只是时间问题。 ５ 参考文献 ［１］ Ｍａｃａｓｓｅｙ Ｅ，Ｄａｗｅｓ Ｐ．Ｂｉｏｆｉｌｍｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｒｏｌｅ ｉｎ ｏｔｏｒｈｉｎｏｌａｒ— ｙｎｇｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉｓｅａｓｅ［Ｊ］．Ｊ ＬａｌＴｎｇｏｌ Ｏｔｏｌ，２００８，１２２（１２） １２７３—１２７８． ［２］侯家宝，方泰惠．中药药理学［Ｍ］．２版．北京：ｔｆ］国中医 药出版社，２００７：３８—４０． 中医正骨２０１３年１月第２５卷第１期 ［３］黄晓敏，黄丽婵，方志红，等．苦参与环丙沙星合用对铜 绿假单胞菌生物膜的影响［Ｊ］．韶关学院学报：自然科学 版，２００６，２７（３）：６０—６３． ２１（１１）：７９． （总０３７）・３７・ ［１８］蒋宜伟，张晓刚，宋敏．等．中医祛腐生肌法对金黄色葡 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ｄｉｓｋ ［８］ Ｍｉｔｒａ Ｄ，Ｃａｓｓａｒ—ｐｕｌｌｉｃｉｎｏ ＶＮ，Ｍｃｃａｌｌ ＩＷ．Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｉｓｅａｓｅ：ｈｉｓｔｏｒｙ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｔｅ［Ｊ］．Ｓｋｅｌｅｔａｌ Ｒａｄｉｏｌ， ２０１１，４０（９）：１１７５—１１８９． ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｖｅｒｔｅｂｒａｌ ｔｙｐｅ——１ ｅｎｄ——ｐｌａｔｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｎ ＭＲ ｏｆ ｔｈｅ ｌｕｍｂａｒ ｓｐｉｎｅ［Ｊ］．Ｅｕｒ Ｒａｄｉｏｌ，２００４，１４（９）：１５７４—１５８１． ［９］ Ｆａｙａｄ Ｆ，Ｍａｒｉｅ—ｍａｒｔｉｎｅ Ｌ，Ｊｅａｎ—ｌｕｃ Ｄ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａ ｍｏｄｉｉｆｅｄ Ｍｏｄｉｃ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｎｅ ｍａ￣ｏｗ ｃｈａｎｇｅｓ ［６］ Ｓａｎｄｈｕ ＨＳ，Ｓａｎｃｈｅｚ—ｃａｓｏ ＬＰ，Ｐａｒｖａｔａｎｅｎｉ ＨＫ，ｅｔ ａ１．Ａｓｓｏ— ｃｉａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｉｎｄｉｎｇｓ ｏｆ ｐｒｏｖｏｃａｔｉｖｅ ｄｉｓｃｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ ｖｅｒ— ｔｅｂｒａｌ ｅｎｄｐｌａｔｅ ｓｉｇｎａｌ ｃｈａｎｇｅｓ ａｓ ｓｅｅｎ ｏｎ ＭＲＩ［Ｊ］．Ｊ Ｓｐｉｎａｌ Ｄｉｓｏｒｄ，２０００，１３（５）：４３８—４４３． ｉｎ ｌｕｍｂａｒ ｓｐｉｎｅ ＭＲＩ［Ｊ］．Ｊｏｉｎｔ Ｂｏｎｅ Ｓｐｉｎｅ，２００９，７６（３）： ２８６—２８９． ［７］ Ｍｏｄｉｃ ＭＴ，Ｒｏｓｓ ＪＳ．Ｌｕｍｂａｒ ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｄｉｓｋ ｄｉｓｅａｓｅ［Ｊ］． （２０１２—０６—２０收稿２０１２—１１—０５修回）
