生物膜：小生物，大智慧！| 热心肠日报

今天是第918期日报。

小小微生物以生物膜形式在方寸之间展现了无与伦比的大“智慧”，但魔高一尺道高一丈，且看多角度攻克生物膜。

生物膜

生物膜和医疗器械相关感染的防控任重而道远

Infectious Disease Clinics of North America[IF:5.449]

① 对医疗器械相关感染的治疗具有挑战性，因为微生物在医疗装置的表面粘附并积聚形成生物膜；② 通过物理、机械、化学、电和生物方法实现表面涂覆，或清除基质，以及抑制初始附着和去除细菌，是生物膜靶向的主要方法；③ 表面技术和材料科学的最新发展已经帮助我们使用防污聚氨酯，水凝胶和噬菌体等进行材料优化和表面改性，从而防控生物膜；④ 对生物膜基质的研究促进了新型生物膜靶向治疗策略的研发。

Understanding Biofilms and Novel Approaches to the Diagnosis, Prevention, and Treatment of Medical Device-Associated Infections

09-18  DOI: 10.1016/j.idc.2018.06.009

【主编评语】医疗器械相关感染的治疗具有挑战性，并且复发很常见。其主要原因是微生物粘附在医疗器械的表面上并形成生物膜，与其浮游态相比，它们显示出不同的生长速率，结构特征以及对抗药物和宿主免疫的保护机制。更好地理解生物膜形成的相关调控因子，生存状态以及抗药机制，才能更有效的开发出用于诊断生物膜相关感染的创新策略，以及治疗和预防医疗器械相关感染的新方法。（@可乐）

生物膜

氧化石墨烯-银纳米粒子复合物有效地调节生物膜的发育和结构

Nanoscale[IF:7.233]

① 制备了氧化石墨烯-银纳米粒子（GO-AgNPs）复合物，研究其对铜绿假单胞菌生物膜形成的影响；② GO-AgNPs以浓度依赖性方式抑制生物膜形成，表现出比纯GO和AgNPs更强的抑制活性；③ 15μg/ mL浓度的GO-AgNP可显著增加成熟生物膜中胞外聚合物（EPS）的产生，表明GO-AgNP有效地调节生物膜的发育和结构；④ GO-AgNPs通过物理损伤和氧化应激引起细菌死亡，显示GO和AgNPs的协同作用。

Graphene oxide-silver nanocomposites modulate biofilm formation and extracellular polymeric substance (EPS) production

11-07  DOI: 10.1039/c8nr04064h

【主编评语】在这项研究中，作者提供了一种调节细菌生长和生物膜形成的新策略。在设定的时间（12小时），GO-AgNP的抑制具有特征性的剂量依赖性行为。 GO-AgNPs对铜绿假单胞菌生长和生物膜形成的耐受阈值为15μg/ mL，该浓度下细菌生物膜量显著降低，但EPS生物量显着增加。高于此浓度，完全防止了生物膜形成。GO-AgNPs对生物膜的影响不仅为GO基纳米材料的应用提供了见解，也为工业和临床治疗中的生物膜调制提供了新的思路。（@可乐）

群体感应

Nature子刊：尿素可抑制致病菌的群体感应

Nature Communications[IF:12.353]

① 体外培养和导管相关尿路感染（CAUTI）小鼠模型分析表明，尿液中的尿素可抑制铜绿假单胞菌（Pa）的群体感应相关基因表达及其调控的表型；② 尿素可抑制Pa对群体感应信号分子AHL的感知，但不影响AHL的分泌，也不影响AHL的活性或与DNA的结合；③ 群体感应基因缺陷的Pa菌株，仍能在CAUTI小鼠模型中定植，也可在导管中形成生物膜，说明群体感应对于CAUTI可有可无；④ 分析29个CAUTI临床Pa分离菌株，证实尿素可抑制群体感应依赖性表型。

Host suppression of quorum sensing during catheter-associated urinary tract infections

10-25  DOI: 10.1038/s41467-018-06882-y.

【主编评语】导尿管相关尿路感染（CAUTI）是常见的医疗仪器相关的慢性细菌感染，致病菌在导管中形成生物膜可能与其群体感应机制有关。本研究发现，尿液中的尿素是一种天然的抗群体感应物质，而铜绿假单胞菌引起的CAUTI无需群体感应存在，体现了这些致病菌在引发慢性感染时，对宿主抗群体感应作用的一种适应性应对。（@mildbreeze）

生物膜

更好理解生物膜——完整地转移生物膜

Advanced Materials[IF:21.95]

① 使用霍乱弧菌作为模型生物膜，系统地揭示了大量流变学和界面生物膜性质；② 发现细胞外多糖，蛋白质和细胞如何共同作用来定义生物膜机械性和界面特性，可能允许生物膜用作生物工程的材料；③ 指出了通过靶向生物膜基质中的特定组分来破坏或增强生物膜的新设计方法；④ 开发了一种简便的毛细管剥离技术，用于从表面去除生物膜或将完整的生物膜从一个表面转移到另一个表面。

Bacterial Biofilm Material Properties Enable Removal and Transfer by Capillary Peeling.

10-08  DOI: 10.1002/adma.201804153.

【主编评语】生物膜，由于其持续感染及流动堵塞性，已成为健康领域和工业操作中的一个关注点。本文利用霍乱弧菌生物膜的流变学表征和表面分析，建立了构成生物膜的生物基团和相关外部条件之间的联系。开发了一种简便的毛细管剥离技术，用于从表面去除生物膜或将完整的生物膜从一个表面转移到另一个表面，该发现适用于其他菌种的生物膜和多个表面。因此，该技术和对生物膜的理解可以潜在地用于表征和/或治疗生物膜相关感染和工业生物污损问题。（@可乐）

慢性感染

益生菌通过生物膜启发包封和抗生素共同给药治疗慢性感染

Advanced Materials[IF:21.95]

① 通过简单的交联方式用海藻酸盐包封益生菌，暴露于妥布霉素后，包封的益生菌的生长和代谢活性不受妥布霉素的影响，且相对于游离益生菌有更多生存优势；② 使用妥布霉素与包封的益生菌组合可根除耐甲氧西林金黄色葡萄球菌及铜绿假单胞菌；③ 结论：益生菌和抗生素通过生物膜启发包封共同给药，提供了双重杀菌能力，可作为治疗复杂感染和克服抗生素耐药性的新途径。

Biofilm-Inspired Encapsulation of Probiotics for the Treatment of Complex Infections

10-17  DOI: 10.1002/adma.201803925

【主编评语】细菌耐药性的出现对医疗保健构成了重大挑战。益生菌提供了一种潜在的替代治疗方法，但通常与抗生素本身不相容，从而降低了它们的整体治疗效用。这项工作使用生物膜启发的益生菌包封，并使益生菌和抗生素共同给药。在共培养中完全根除耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的能力。未来工作可探索将益生菌直接掺入伤口敷料中，以及评估这种方法在其他相关应用中的潜力，例如共同给予口服抗生素和益生菌以预防抗生素相关的腹泻。（@可乐）

生物膜

新型抗菌肽有效破坏铜绿假单胞菌生物膜

Scientific Reports[IF:4.122]

① 新型抗菌肽6K-F17对多种病原菌有很强的抗菌活性，对人血红细胞无溶血作用，对人支气管上皮细胞无毒副作用；② 在囊性纤维化（CF）痰液上清存在的情况下，6K-F17可有效破坏铜绿假单胞菌（Pa）生物膜；③ 以剂量依赖的方式破坏标准菌株与多重耐药菌株（从慢性感染的CF患者处获得）的生物膜；④ 低剂量可显著增强妥布霉素的杀灭作用，导致生物膜破坏；⑤ 能够降低已建立的Pa生物膜的总体生物量，并减少存在的活细胞数量。

Activity of a novel antimicrobial peptide against Pseudomonas aeruginosa biofilms

10-03  DOI: 10.1038/s41598-018-33016-7

【主编评语】随着人类疾病中生物膜的日益认识，新型抗微生物疗法的发展至关重要。在囊性纤维化患者中，慢性铜绿假单胞菌感染与肺功能下降和死亡率增加有关。本文测试了抗微生物肽对铜绿假单胞菌生物膜的体外功效。该肽能够破坏生物膜，并大大降低生物膜生物体积。当与妥布霉素联合使用时，可增强妥布霉素的杀灭作用，导致生物膜破坏。该研究为肽抗生素在治疗呼吸道感染方面的进一步发展和最终应用提供了新的佐证。（@可乐）

抗菌敷料

链霉素双氯芬酸复合生物材料敷料可有效抗菌并抑制生物膜形成

International Journal of Biological Macromolecules[IF:3.909]

① 配制含有聚氧化乙烯/角叉菜胶（POL-CAR）和聚氧化乙烯/海藻酸钠（POL-SA）的复合敷料，负载双氯芬酸（DLF）和链霉素（STP），测试对大肠杆菌，铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性；② DLF的最小抑制浓度高于STP，负载DLF和STP的敷料抗菌效果显著；③ POL-SA敷料效果优于POL-CAR，而DLF和STP负载敷料比银基敷料具有更强的抗菌活性；④ 该辅料还可以防止细菌的抗药性和生物膜形成，同时减少与感染相关的慢性炎症。

Comparison of in vitro antibacterial activity of streptomycin-diclofenac loaded composite biomaterial dressings with commercial silver based antimicrobial wound dressings

10-06  DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.10.023

【主编评语】持续感染会导致伤口炎症循环，形成慢性感染。预防和控制感染已被确定为伤口处理的重要方面。本研究开发了新型的伤口敷料，可有效减少细菌感染，抑制生物膜形成，并且通过协同作用，减少与损伤相关的肿胀和疼痛。体外研究效果优于已有的银基敷料。不过尚需在体外细胞实验和体内动物研究中进一步确认效果。（@可乐）

白色念珠菌

绿茶多酚可有效抑制白色念珠菌生物膜形成

Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine[IF:2.064]

① 检测绿茶多酚（PPFGT）和Padma Hepaten（PH）对白色念珠菌龋齿诱导性的抑制作用；② PPFGT和PH均通过浓度依赖性抑制生物膜形成，降低胞外基质的分泌，但对浮游菌的生长没有抑制作用；③ 扫描电镜可明显观察到生物膜形成的减少和从酵母到菌丝形态的转变；④ 白色念珠菌hwp1，eap1和als3毒力相关基因的表达减少；⑤ 结论：PPFGT在单独使用或与PH联合使用均对白色念珠菌生物膜形成和胞外基质分泌具有抑制作用。

Green Tea Polyphenols and Padma Hepaten Inhibit Biofilm Formation

09-30  DOI: 10.1155/2018/1690747

【主编评语】白色念珠菌是最常见的条件致病真菌，可引起粘膜感染并侵入血液。在口腔中，它可以发酵糖，产生有机酸，因此在龋齿发生中起重要作用。在这项研究中，检测了绿茶多酚和Padma Hepaten对白色念珠菌龋齿诱导性的抑制作用。在微生物耐药性增加的时代，使用植物药物来抑制生物膜发育，而不杀死微生物细胞，可能为新的治疗方案铺平道路。（@可乐）

感谢本期日报的创作者：可乐，Echo，fang fang，Cherry

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