表皮葡萄球菌生物膜形成分子机制的研究进展(2)

时间：2025-07-15

表皮葡萄球菌生物膜形成分子机制的研究进展

B?D微生物学报><卷

材料表面的过程。生物材料植入机体后，很快被各种吸附蛋白覆盖，形成一层蛋白吸附层，使进入机体的细菌附着在材料表面。通常这种附着没有特异性，随血流的冲击、机体的吞噬作用和抗生素的应用而被迫迁徙或被杀灭。但是若细菌配体一旦遇到能与之结合的生物材料或吸附在材料表面上蛋白层中的受体上，则牢固地粘附在生物材料表面，完成粘附过程中受体与配体的结合。表皮葡萄球菌初始附着阶段，需要很多因子参与，如表皮葡萄球菌荚膜多糖粘附素（!"#$%&"’#(&)$"**+"’,-."-+.$,/，、自溶0123）素34&5（3%4(&)$,/34&5）、纤维蛋白原结合蛋白（6,7’,/(8./7,/-,/8#’(4.,/，67.）和葡萄球菌表面蛋白（14"#+)9

［<］

等。其中!"#$基因编码;<<=个氨基酸的34&5蛋白，分子量约为;>?@A，%"#$&(**"&$%’:"*.#’(4.,/，1$#;）

表达于细胞表面，包含BC@A和=D@A两个结构域，分别具有酰胺酶（3E,-"$.）和氨基葡糖苷酶（F&%*($"E,/9功能，编码纤维原结合蛋白，分BC@A蛋白在粘附过程中可能具有重要作用。另一重要基因为&’(，,-"$.）

［<］

子量约为;;G@A，为纤维蛋白原配体。我们最近研究的初步结果表明，从临床感染病人中分离的表皮

葡萄球菌，正常人群中分离的表皮葡萄球菌&’(基因分布研究正在进行中。如正&’(基因检出率达?=H，则提示&’(基因可能与表皮葡萄球菌致病性相关。常人群中分离的表皮葡萄球菌&’(基因检出率较低，

需要用!"(5、34&5、67.蛋白在细菌初始附着过程中的确切功能，&’(基因剔除及基因敲入实验加以证实。

细菌粘附于材料表面可免于被流体带到不利于其生长的环境。在细菌初始粘附阶段，由于缺乏成熟的生物膜结构保护，细菌的抗性不强，因此，抗菌药物的疗效相对较好。如细菌在生物材料表面聚

［>］集形成生物膜，则可逃避机体吞噬细胞和大剂量抗生素的杀灭。

材料表面吸附的血浆蛋白（主要是纤维蛋白原、球蛋白、纤维结合蛋白和白蛋白）影响表皮葡萄球菌在材料表面吸附，这些蛋白也是决定生物膜成份的重要因素。若吸附的是纤维蛋白原和纤维连结蛋白，则有利于细菌粘附及与血小板形成复合体，导致在材料表面形成含细菌的血栓。吸附白蛋白时，就极少与血小板形成复合体，不利于细菌粘附。!"!

生物膜形成的聚集阶段（#$%&$’()**+(+’),$%-）

细菌在生物材料表面初始附着后，细胞增殖、细胞间相互粘附形成多层的细胞团块，外层有粘液包被，形成生物膜的过程即为聚集（I,(:,&E"**%E%&"4,(/）。细菌粘附到表面后，即调整其基因表达，在生长。501可粘结单个细菌而形成细菌团块，即微菌繁殖的同时分泌大量胞外多糖（5J(#(&)$"**+’,-.，501）

［=，B］落（K,*’(*(&(/)）。大量微菌落使生物膜加厚，因此501分子的产生对生物膜结构的发展十分重要。

在表皮葡萄球菌聚集阶段，除观察到501合成的增加外，也经常观察到细菌对抗生素抗性的提高。成熟的生物膜形成高度有组织的结构，它是由微菌落组成的，在这些微菌落之间围绕着输水通道，可以运

［L］送养料、酶、代谢产物和排出废物等。当细菌在增殖时可因菌种、营养、附着的表面和环境条件不同，

形成疏松或致密以及厚薄不等的生物膜结构。成熟的生物膜在内在的调节机制或在外部冲刷力等作用下可部分脱落，脱落的细菌又转变成浮游生长状态，可再粘附到合适的表面形成新的生物膜。生物膜的形成是一个动态过程，结构上存在不均质性，不均质性是细菌生物膜的另一个重要特性，也与细菌的抗性有关。

在聚集阶段，表皮葡萄球菌相互连接，形成生物膜。需要多糖胞间粘附素（0(&)$"**+"’,-.,/4.’*.&&%&"’

［<］

、血凝素（N.E"88&%4,/,/）和聚集相关蛋白（3**%E%&"4,(/"$$(*,"4.-#’(4.,/，330）等因子参与。"-+.$,/，0M3）

其中0M3是生物膜形成必需的。通过O9$.#+"’($.柱层析可将0M3分为两个组份，0M3!和0M3"。0M3!

主要由#（（P?CH），其中;=HQDCHA9葡糖胺残基是非乙9;9B）9D9脱氧9D9氨基9A9吡喃葡萄糖残基组成但A9葡糖胺残基乙酰化程度较高，另外含有磷酸及琥珀酸，酰化的，带正电荷；0M3"结构与0M3!相关，

［<，?，G］带负电荷（RDCH）。

."/

生物膜形成的基因调控