铜绿假单胞菌的生存环境较潮湿,故在人体常接触的水土花果植物等都可生存,常发生院内感染的铜绿假单胞菌常在呼吸器,淋浴器等比较潮湿的物品中,是引起菌血症,泌尿系统感染及多种慢性呼吸道疾病的重要病原菌。随着植入导管和人工器官应用人群的扩大,铜绿假单胞菌逐渐出现粘液形的生物变异形态。细菌生物膜可定植于植入物、留置导管或人体表面组织从而引起机体的难治性感染。
粘液性铜绿假单胞菌的生物学特征
粘液性铜绿假单胞菌是铜绿假单胞菌的一种生物变异形态,菌体周围被一层抗生素难以穿透的生物膜包围,菌落形态也由铜绿假单胞菌的光滑型或粗糙型变为粘液性。
菌体被大量的粘液生物膜包裹导致对生物膜外的所有物质的渗透性下降,与外界相隔导致菌体对氧气的摄入不足,糖类氧化能力降低,菌体生长繁殖的营养物质也吸收缓慢,菌落由于营养不足,与普通的铜绿假单胞菌相比生长缓慢。
粘液性铜绿的生物膜的形成和意义
粘液性铜绿的粘液外膜是由于铜绿假单胞的生物变异导致。铜绿假单胞菌为了适应环境,在黏附于生命或者无生命物体表面时分泌的由多种多糖蛋白组成的复合物,也被称为胞外基质,生物膜可以使每一个菌的个体相互粘连,形成相互包裹的一种特殊的细菌存在形式。生物被膜的形成是大多数慢性细菌感染形成的关键,一旦形成生物被膜将很难彻底清除,常常会导致持续性感染。
粘液性铜绿假单胞形成介导的耐药性的特别机制如下:1.弥散屏障:独特的三维结构对铜绿假单胞菌形成不同的渗透活性,被生物膜包裹的菌会对抗菌药物进行阻挡,导致接触到菌体的药物浓度降低,对菌的作用效果降低,以此表现出耐药性。2.微环境梯度:微环境中的氧气、营养物质等由于生物膜造成的渗透压环境,表现为从外到内的梯度。导致被粘液包裹的菌体会处于氧气、营养物质的缺乏状态,所以带有生物膜的铜绿假单胞菌会比非粘液性铜绿假单胞菌生长缓慢。3.抵抗表型:生物膜产生后,铜绿假单胞菌可表达一些特殊的、具有保护性的生物表型,从而导致耐药。
生物膜对粘液性铜绿的体内和体外的药物敏感性试验的影响?
一般的细菌药物敏感试验常用方法为测药物最低抑菌浓度(MIC法)。与MIC法上机测定相比较,手工K-B法与之在敏感的药物组无明显差异,但在中介组与耐药组,差异明显,MIC法测定或由于粘液性细菌生长缓慢的原因,会将本应耐药的抗菌药物测定为中介或者敏感。由此,建议在对粘液性铜绿假单胞菌进行药物敏感性试验时,使用手工K-B法以保证结果的准确,以及临床用药的有效。
如何针对粘液性铜绿联合用药?
目前临床针对普通铜绿假单胞菌的用药,基本使用联合用药方式,包括β-内酰胺类+氨基糖苷类,或β-内酰胺类+喹诺酮类,或喹诺酮类+氨基糖苷类;也可采用双β-内酰胺类联合治疗。根据美国临床实验室标准化研究所(CLSI)建议,对铜绿假单胞菌严重感染患者的治疗,用大剂量抗假单胞菌青霉素或加酶抑制剂复合制剂,并推荐与氨基糖苷类或氟喹诺酮类联合应用。
但针对粘液性铜绿的顽固性感染治疗,通常体外试验对于粘液性铜绿假单胞菌的敏感性较高,然而在药物到达体内时则不能达到理想的治疗效果,则应先使用药物将生物膜屏障打破再进行针对铜绿假单胞菌的治疗,大环内酯类药物可通过抑制藻酸盐合成酶而减少细菌藻酸盐的分泌破坏细菌生物被膜的结构增加其他抗菌药物对细菌生物被膜渗透从而达到与其他抗菌药物联合杀菌的目的。其中大环内酯类中的红霉素、克拉霉素、阿奇霉素与罗红霉素虽然对于铜绿假单胞菌没有直接作用,但能抑制生物膜的形成,从而在对粘液性铜绿假单胞菌的治疗,可考虑加上大环内酯类药物进行治疗。