中药对慢性难愈合创面细菌生物膜作用研究进展

矫浩然

（天津中医药大学第一附属医院，天津）

0 引言

随着环境与医疗水平的不断变化，当今社会的疾病谱较之以往也发生巨大的改变。发生于体表的慢性难愈合创面也称作“溃疡”，是临床常见的外科疾患之一，既往针对此类疾病的回顾性流行病学研究显示其发病率达到总住院人数的1.7%[1]。目前对此类疾病的发病机制尚无明确定论，而近年来大量研究表明细菌生物膜（bacterial biofilm,BBF）可导致创面的愈合延迟[2-4]，因此对于慢性难愈合创面疾病过程中BBF的作用机制开始逐步引起了广大医疗及科研工作者的重视。中医药对于慢性难愈性创面的治疗具有多方面独特优势，故本文就近年慢性难愈合创面中细菌生物膜的特征，及中医药治疗对策等进行综述。

1 慢性难愈性创面细菌生物膜

1.1 创面病原种类

大量临床研究显示在慢性难愈性创面形成生物膜的病原菌种类多样，主要分布情况革兰阳性球菌为主，且以金黄色葡萄球菌较多见，少见真菌感染，但不同报道结果也提示地区及年龄差异似乎也可对病原菌种类有一定影响。

既往姜玉峰[5]等采用多中心横断性病例回顾方法，对我国17家医院中因体表慢性难愈合创面住院治疗2513例患者有关细菌病原学特征进行分析。结果显示金黄色葡萄球菌是最常见致病菌，其次为铜绿假单抱菌、大肠埃希菌、凝固酶阴性葡萄球菌。革兰阳性杆菌、革兰阴性球菌少见。白色念珠菌为最常见真菌。此后亦有不少对于慢性创面的病原学鉴定及分析结果与此实验相一致。

张凯等[6]回顾分析86例患者的174份创面标本行病原菌培养结果，其中病原学检测阳性率为81.03%，而阳性标本中，单纯细菌感染占89.36%，单纯真菌感染占5.56%，合并细菌、真菌感染者占5.68%；检出细菌种类主要为大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌；检出真菌主要为白色假丝酵母菌。李峰等[7]对70例慢性难愈性创面患者创面分泌物中分离培养的病原菌进行鉴定及抗菌药物耐药试验。细菌种类及比重次序结果与张氏研究一致；药敏实验显示革兰阴性菌耐药较严重；革兰阳性菌的耐药性较低，其中金黄色葡萄球菌对苯唑西林的耐药率为35.3%。郝擎宇等[8]回顾性分析139例慢性创面感染患者的创面分泌物的细菌培养结果及药敏试验结果，培养出细菌菌株共计251株，其中革兰阳性菌构成比为53.39%，金黄色葡萄球菌检出率最高。革兰阴性菌构成比45.82%，大肠埃希菌检出率最高。真菌菌株2例，均为近平滑假丝酵母。且检出率较高的细菌菌种对大多数抗生素均耐药。上述研究均提示革兰阳性球菌为慢性难愈性创面主要病原菌类型，真菌感染较为少见。

然而倪俊等[9]对60例老年慢性难愈性创面患者的175份创面分泌物标本进行病原菌鉴定及药敏实验，结果显示上述标本中以革兰阴性菌为主（占比78.79%），革兰阳性菌占21.21%。病原菌数量由多到少依次为铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌和鲍曼不动杆菌，且对氨苄西林、阿莫西林/克拉维酸等多种药物高度耐药。

任少强等[10]研究结果与倪氏相近，其通过对177例慢性难愈性创面患者病例资料进行回顾性分析，创面标本中共分离出174株病原菌，其中以革兰阴性菌为主，共128株占73.56%，革兰阳性菌41株占23.56%，真菌5株占2.87%；多药耐药菌株占21.84%；且以革兰阴性菌的耐药率较高，其中大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌均对多种药物呈高度耐药性；而革兰阳性菌中以金黄色葡萄球菌对多种抗生素耐药。

晁生武等[11]分析高原地区92例慢性难愈性创面患者的创面病原菌，经细菌培养加药物敏感性试验，共分离致病菌92株，其中革兰阳性球菌占比63.04%，革兰阴性杆菌为36.96%。革兰阳性球菌以金黄色葡萄球菌、屎肠球菌和粪肠球菌为主，对万古霉素、利奈唑胺等敏感率较高；在革兰阴性杆菌中以大肠杆菌、肺炎克雷杆菌为主，对亚胺培南、氨曲南、阿米卡星敏感率较高。

综上所述，近年来慢性难愈性溃疡患者创面感染主要细菌种类集中于金黄色葡萄球菌、铜绿假单抱菌、大肠埃希菌等，且耐药性均较高。但不同地区及不同年龄段的难愈性溃疡患者感染病原菌存在一定差异，进一步推论有待于更多的研究支持。

1.2 细菌生物膜增强抗药性的相关机制

诸多研究发现，细菌生物膜的形成是成细菌耐药性急剧升高的重要环节之一[12-14]，这种现象主要取决于下列几种机制：

(1)生物膜中的胞外聚合物（extra-cellular polymeric substances, EPS）为细菌提供了一道天然屏障，能够隔绝一部分药物进入生物膜[15]。

(2)生物膜自外表面向内层的营养物质和含氧量等逐步递减，营养缺乏使深层的细菌代谢速率减慢甚至进入休眠状态，从而对繁殖期抗菌药物的抗性增强。有研究表明这种营养缺乏的应急状态可以通过协调促进LapA蛋白水解和预防源头LapA合成和分泌来刺激营养限制下的生物膜扩散，从而降低抗菌药物疗效[16]。

(3)生物膜状态下能够诱导细菌表型发生变化，提高对抗生素的抵抗。氨苄西林诱导大肠埃希菌sRNA SdsR的表达，通过抑制细菌的错配修复导致其耐药[17]。鲍曼不动杆菌可能通过提高pgaB转录水平进而促进BBF形成及其厚度增加，且BBF内存在的群体效应（Qu-orum sensing，QS）又可提高pgaB的转录，以此形成反复叠加的恶性循环[18]。

(4)细菌种间作用。多种菌混合感染是临床常见的感染模式之一，而相较于单一菌感染，混合感染的程度更重且预后更差[19]。Pastar等[20]研究发现，相较于单纯铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa，PA）感染，耐甲氧西林金黄色葡萄 球 菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA）和PA的复合感染状态下形成混种生物膜可通过抑制角质形成细胞生长因子1（Keratinocyte growth factor，KGF-1）而显著延缓了角化细胞的生长，且在铜绿假单胞菌存在的情况下可诱导耐甲氧西林金黄色葡萄球菌表达杀白细胞素（Panton-Valentine leukocidin，PVL）以及α溶血素，加重其毒力作用。

2 中医药对细菌生物膜的作用

我国具有极为丰富的中药资源，且中药在防治细菌生物膜方面具备有独特优势，无论是中药提取物还是复方制剂均能够针对各种细菌生物膜起到明显的治疗作用。

2.1 中药成分提取物的作用

赵赫等[21]运用腹膜透析外接短管为载体构建外膜蛋白A（OmpA）过表达的大肠杆菌标准菌（ATCC2592）生物膜模型，探讨苦参碱对ATCC2592形成生物膜能力的影响，结果表明苦参碱可以上调中晚期的MicA与σE的表达，同时降低OmpA在蛋白质和mRNA水平的表达，以此推断苦参碱可能是通过调节σE-MicA-OmpA通路的作用抑制BBF的形成。

贾子忠等[22]研究黄连素对铜绿假单胞菌生物膜形态的影响，发现当黄连素浓度为4MIC(327681 μg/mL)，扫描电镜观察培养液中细菌BF及活菌数明显减少。

董春雷等[23]观察人参总皂苷与单体皂苷分别对大肠杆菌及其BBF的抑制效果，结果发现人参总皂苷对大肠杆菌抑制率高于对BBF的抑制率，这也提示BBF可增强细菌的耐药能力；人参单体皂苷中Rc对大肠杆菌抑制率最高，而Rd对生物膜的抑制率最高。这也提示我们单纯的抗菌药物可能并不能针对细菌生物膜起到满意的治疗效果。

黄晓敏等[24]体外复制铜绿假单胞菌生物膜模型并观察五倍子醇提液对BBF的作用，结果显示五倍子醇提液对铜绿假单胞杆菌BBF有抑制作用，且这种抑制作用存在明显的量效关系--在2倍的MIC(62.5mg/mL)时对细菌生物膜的清除作用最强。

上述研究提示，不仅是清热解毒类药物存在抗BBF能力，部分收敛固涩药乃至补益类药物也具备对BBF的抑制作用，这为研究中药抗BBF作用提供了新的方向。

2.2 中药复方的作用

连花清瘟胶囊是临床常用的抗感染类中成药物之一，有研究表明其对金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌及大肠杆菌等常见细菌的生物膜均有一定的抑制作用，其中对金黄色葡萄球菌生物膜（Staphylococcus aureau biofilm，S.a BF）的抑制作用最强，这种作用可能是通过降低纤连蛋白结合蛋白 A（fibronectin binding protein A，FnBPA）基因的表达来实现的[25-27]。刘钰玲等[28]研究发现痰热清注射液可抑制MRSA生物膜的形成并破坏其成熟细菌生物膜的三维结构，使生物膜的水通道破坏、膜厚度降低、结构变得疏松且膜内菌体大小不一。同时能逆转MRSA的耐药性，恢复对头孢哌酮舒巴坦钠、哌拉西林钠他唑巴坦钠、万古霉素等抗生素敏感，对减少抗生素的用量具有潜在的应用价值。阎增强等[29]采用阿利新蓝刚果红染色PA生物膜、PVC薄片为载体，LB肉汤培养法建立体外模型，按照干预方式不同分为：无药品组、黄芩组、三黄烧伤灵组。结果发现三黄烧伤灵在2MIC，黄芩在时对能够明显减少膜内细菌计数，提示三黄烧伤灵与中药黄芩对成熟的PA生物膜有一定破坏作用。

2.3 中药抗慢性难愈性创面BBF的作用

单玮等[30]选用SD大鼠灌胃法制备清热败毒合剂含药血清，并应用该血清干预由临床慢性难愈性创面住院患者送检菌株培养的金黄色葡萄球菌及铜绿假单胞菌生物膜，检测细菌增殖、BF形成情况以及细菌自诱导分子AI-2浓度水平。结果提示清热败毒合剂可降低难愈性创面中金黄色葡萄球菌及铜绿假单胞菌的AI-2浓度，抑制BF的形成与细菌增殖，从而促进创面愈合。徐丽英等[31]观察陈兰花颗粒联合抗生素治疗的糖尿病足慢性创面患者治疗前后创面膜性组织中细菌检出率、菌落计数及血清hs-CRP、IL-6、PCT的水平，并与单纯基础治疗组进行对照，结果显示陈兰花颗粒外用可抑制DF慢性创面生物膜炎症因子表达，协同抗生素起到更好的治疗作用。

3 小结和展望

慢性难愈性创面是目前临床上的常见疾患，其病变机制尚未被完全阐明，临床治疗存在一定难度。创面细菌生物膜的形成作为创面难愈的成因之一也逐步引起临床与科研领域的重视，中医药作为我国的特色治疗手段具备其独有的优势，目前针对慢性难愈性创面BBF的中药治疗研究尚不充实，对其具体作用机制以及各种中医特色治疗方法的结合应用或许是今后有望进一步提升疗效和进行研究的方向。