一 项目的立项依据及研究设想
一 立论依据
1 研究意义
随着生物材料在医学领域中的广泛应用，细菌生物被膜所引起的植入性生物材料相关感染已成为医院感染的重要原因。具有产生物被膜能力的葡萄球菌属细菌是医院感染的重要病原菌[1]。葡萄球菌属细菌主要包括表皮葡萄球菌(S.epidermidis)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)，它们是皮肤与粘膜表面常见的细菌，因此其极易引起生物被膜相关感染[2]。表皮葡萄球菌是一种重要的条件致病菌，在免疫力较差的患者，如静脉吸毒者、艾滋病感染者、接受免疫抑制治疗的患者或是一些早产儿中，引起败血症或心内膜炎等其它感染[3，4]。金黄色葡萄球菌所引起的感染在一定程度上与表皮葡萄球菌所引起的感染十分相似，但是金黄色葡萄球菌所引起的感染在使用抗生素治疗时治愈的难度更大[5]。生物被膜由复杂的细胞外基质组成，是细菌为适应恶劣环境而采取的一种生长方式。生物被膜内的细菌对大多数抗菌药物耐药，能长期存活，不断被释放，成为感染源，导致难治性感染。细菌生物被膜导致的难治性感染的治疗仍是临床上有待于解决的一大难题，目前应用的抗菌药物皆不能彻底有效地清除生物被膜[6]。
2 国内外现状
细菌在一定条件下，可以形成生物被膜(BF)，包被有生物被膜的细菌称为被膜菌。被膜菌无论其形态结构、生理生化特性、致病性还是对环境因子的敏感性等都与浮游细菌有显著的不同，尤其对抗生素和宿主免疫系统具有很强的抵抗力，从而导致严重的临床问题，引起许多慢性和难治性感染疾病的反复发作。细菌生物被膜粘附在各种医疗器械及导管上极难清除，可引发大量的医源器械性感染。目前细菌生物薄膜所引发的感染已成为医源器械性感染的主要原因之一，同时生物被膜能够引发细菌对抗菌药物高度耐药和对宿主防御系统的高度耐受,这些给临床抗感染治疗提出了严峻的挑战。细菌生物被膜产生耐药性的机制主要有以下几个方面[7]。
（1）营养限制。被膜菌生长速度减慢、生物被膜内营养物质、氧气的消耗以及代谢废物的聚集都可促使细菌进入一种非生长状态，也称为饥饿状态。这种状态下的细菌对抑制其生长的抗生素几乎完全不敏感。因此抗生素无法杀灭所有的细菌从而造成感染的复发。
（2）抗生素渗透障碍。生物被膜的立体结构能够对被膜菌形成有效的保护。存在于生物被膜中的大量胞外基质以及菌株之间的狭小空间，都成为阻碍抗生素穿透生物被膜进入菌群内部的一道屏障。在这种状态下，抗生素只能杀灭生物被膜表面的浮游细菌，而不能充分渗透到菌群深部形成有效的杀菌浓度。这也是形成细菌感染迁延的重要原因。
（3）被膜菌独特的被膜结构。通过体外研究发现，细菌群体感应系统健全的细菌能够产生有抗菌效应的生物被膜；而群体感应系统缺陷的细菌，则不能产生完全的生物被膜，如果在群体感应系统缺陷的细菌中加入自诱导分子，则细菌就又恢复了产生完整生物被膜的能力。如果在群体感应系统健全的细菌中加入群体感应系统拮抗剂，则形成结构稀松的不完整的生物被膜，从而提高了细菌对于治疗药物的敏感性。
形成生物被膜是细菌的一种具有保护性的生长方式，生物被膜具有结构和代谢的复杂性。被膜菌无论其形态结构、生理生化特性、致病性还是对环境因子的敏感性等都与浮游细菌有显著的不同，尤其是被膜菌对抗生素和宿主免疫系统具有很强的抵抗力，从而导致严重的临床问题，引起许多感染疾病的迁延以及反复发作。
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