细菌生物膜形成与慢性难愈合创面发生
【摘要】 皮肤慢性难愈合创面的存在已经成为影响患者工作和生活质量以及造成沉重医疗负担的重要原因之一。因此，这类疾病的处理已经引起人们的高度重视。最近，有关细菌生物膜的研究及其对慢性难愈合创面形成的影响引起了人们极大的兴趣。本文讨论细菌生物膜的特征、形成机制、对慢性难愈合创面发生的作用以及可能的处理方法等。
【关键词】 细菌;生物膜;溃疡;皮肤
Abstract: Chronic skin ulcer has become a burden to the health care systems and patients experienced suffering,unemployment,and reduced quality of life.Thus,the management of these skin wounds has become a haunting aftermath.Recently,the bacterial biofilms have attracted growing interest from researchers and doctors.In this manuscript,we discuss the characteristics of biofilms,mechanisms,their possible roles in the development of chronic skin ulcers and some possible methods used in the management.
Key words:bacterial;biofilms;ulcer;skin
慢性难愈合创面(俗称慢性溃疡)可以直接由创伤、烧伤等意外伤害所致，而近年来又是多发生于代谢性疾病或老年性疾病所引起的一系列并发症，如糖尿病溃疡、长期卧床导致的压迫性溃疡以及下肢循环障碍导致的溃疡等，其已经成为化社会和老龄化社会面临的重要医疗负担之一。据统计，在发达国家(美国和丹麦等)，慢性难愈合创面在人群的发生率约为1%~2%[1];在家，尽管近两年没有一个完整的调查统计，但以前的资料显示在外科住院病人中占3%左右[2]。前几年我国2万余例涉及糖尿病慢性并发症的专项调查显示，我国I型糖尿病伴有下肢血管并发症者占2.6%，Ⅱ型糖尿病为5.2%，总计为5%[3]。单病种所耗费的医疗支出在不同国家和地区有一些变化，如在美国压迫性溃疡在住院病人的发生率为1.5%~10.27%,每年耗费在5~8.5亿美元，其中在内的开支为2.2~3.6亿美元,每位患者支出约在1万美元以上[4]。因此，慢性难愈合创面的防治必须摆在现代社会疾病治疗的一个重要位置。
创面为什么难愈或者不愈是人们长期追问的一个问题。既往人们已经从病因学、发病机制以及防治等多方面进行了研究，提出了许多假说，如血循环障碍使得局部缺血低氧、水肿，毛细血管通透性增加，糖尿病溃疡创面糖基化产物对组织修复细胞的损伤作用延缓创面修复，射线对创面修复细胞的损害导致放射性溃疡形成以及细菌代谢产物延缓创面修复等。最近，有关细菌生物膜(Biofilms)在慢性难愈合创面形成中的作用引起了人们较大的兴趣，并认为可能是创面难愈或不愈的一个新机制。
所谓的细菌生物膜实际上就是一些细菌附着并包埋于创面，与细胞外基质等形成的一种膜性结构。它由细菌及其产物、细胞外基质、坏死组织等共同组成。由于它是存在于细胞水平上的一种由多种成分构成的膜性结构，因而往往在研究中主要依靠荧光素染色等方能确定。了解这种膜性结构的特点对于进一步了解细菌耐药性的产生以及在慢性难愈合创面发生中的作用十分重要。据研究，在急性创面细菌这种生物膜的形成和作用并不明显，仅仅有6%的创面可以检测到这种生物膜的存在，因此细菌不是延缓创面愈合的主要因素。但是当创面由急性转变为慢性时，这种生物膜则可以在60%以上的创面检测到，当细菌数量达到一定程度的时候，细菌生物膜就可能起到了决定性作用。研究表明，在93.5%的慢性难愈合创面可以检测出金黄色葡萄球菌感染，71.7%的慢性创面可以检测出肠球菌感染，52.2%的创面可以检测出绿脓杆菌，45.7%的创面可以检测出凝固酶阴性葡萄球菌感染，41.3%和39.1%的创面可以分别检测出变形杆菌和厌氧菌感染[1]。有时在创面由急性转为慢性的早期或某些单一因素形成的慢性创面，其细菌检出的种类可能比较单一，但在有细菌生物膜形成的创面，常见的是多种因素以及多种细菌混合感染的结果，这可能就是为什么有的创面单一种类细菌的检出率比较高(最高可达到90%以上)，而在有生物膜形成的创面其检出率反而还比较低(60%左右)的原因。那么在慢性难愈合创面发生时细菌的生物膜是怎样形成的呢?一般认为是在创面由急性转变为慢性过程中创面受到污染，当这种污染细菌量<105/g组织时，细菌仅仅定植在创面而对创面愈合无延缓作用;但当细菌量>105/g组织时，特别是有多种细菌同时污染时，细菌便附着于创面并在创面繁殖形成克隆，之后将自己包埋于由坏死组织、细胞外基质等形成的多层基质中，形成保护层，类似于一种膜样结构，这个时候在临床上也会观察到创面红、肿、热、痛以及氧分压低等典型表现，这样细菌就能抵抗各种措施的作用。实际上细菌的生物膜现象在其它感染，如胆道感染、中耳炎以及腹膜炎等都有存在。这种生物膜的建立使得这些细菌能逃逸抗生素对它们的杀灭作用，这就是过去人们常说的“聪明的细菌”和“愚笨的抗生素”的原因之一。
为什么生物膜的形成能够使细菌逃逸各种治疗措施呢?一种假说认为绿脓杆菌感染创面形成的生物膜可以产生一种抵抗因子使细菌能够逃逸中性粒细胞对细菌的吞噬作用。金黄色葡萄球菌也被证明有类似的作用。既然抗生素不能清除这种膜对细菌的保护作用，那么建立其它新的治疗方法，如采用含纳米银的水凝胶材料等可能会有一定的作用。
在抗生素应用日益泛滥的情况下怎样减少细菌耐药性和对已经形成的生物膜进行有效的处理，在这里一些最传统和最基本的外科治疗手段还应当进行强调。一是彻底地清创。清创不及时以及创面坏死组织和异物的存留是引起金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌等细菌定植和感染的主要危险，因为坏死组织和植入异物的存在为细菌的定植和生物膜的形成提供了附着点，因此及时地初期外科处理和清除坏死组织和异物就显得尤其重要;二是在一定情况下把慢性创面转变为急性创面，调动创面自身的抗感染作用;三是在清创、抗感染以及增加全身和局部抵抗力的条件下，局部适当应用一些新型敷料，如含纳米银的水凝胶敷料等，可能会有较大的帮助。
总之，了解细菌生物膜的存在，重视生物膜对创伤愈合的延迟作用，对于提高慢性难愈合创面的治愈率有重要作用。
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1]Bjarnsholt T,Kirketerp?Moller K,Jensen PO,et al.Why chronic wounds will not heal: a novel hypothesis[J].Wound Rep Reg，2008，16(1):2-10.
[2]Fu XB,Sheng ZY,Cherry GW,et al.Epidemiological study of chronic dermal ulcers in China[J].Wound Rep Reg，1998，6(1):21-27.
[3]付小兵.进一步重视体表慢性难愈合创面发生机制与防治研究[J].中华创伤杂志，2004,20(8)：449-451.
[4]Fogerty MD,Abumrad NN,Nanney L,et al.Risk factors for pressure ulcers in acute care hospitals[J].Wound Rep Reg,2008,16(1):11-18.
