结核分枝杆菌生物膜研究进展
Hans Journal of Medicinal Chemistry 药物化学, 2018, 6(3), 78-84
Published Online August 2018 in Hans. https://www.docsj.com/doc/4814344534.html,/journal/hjmce
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Advances on Research of Mycobacterium
tuberculosis Biofilms
Menglan Gan, Renfeng Wang, Zaichang Yang*
School of Pharmacy, Guizhou University, Guiyang Guizhou
Received: Aug. 1st, 2018; accepted: Aug. 15th, 2018; published: Aug. 22nd, 2018
Abstract
Biofilms refer to a microbial community that is surrounded by a self-generated extracellular po-lymer and attached to the cell surface, but the physiology and genetics definition of the M. tuber-culosis biofilm have not yet been described. Because of its unique physiological state, M. tuberculo-sis biofilms limit the therapeutic effect of anti-tuberculosis drugs, prolong the cycle of tuberculosis treatment, and seriously endanger human health. This article reviewed the formation mechanism, structural composition and related functions and quantitative methods of M. tuberculosis biofilms, and discussed the research ideas of using M. tuberculosis biofilms as novel anti-tuberculosis drugs to shorten the treatment of tuberculosis and provide a new direction for improving the therapeu-tic effect of tuberculosis.
Keywords
Mycobacterium tuberculosis, Biofilms, Tolerance
结核分枝杆菌生物膜研究进展
甘梦兰，王仁凤，杨再昌*
贵州大学药学院，贵州贵阳
收稿日期：2018年8月1日；录用日期：2018年8月15日；发布日期：2018年8月22日
摘要
生物膜是指被自我产生的细胞外聚合物包裹，并附着在细胞表面的微生物群落，但结核分枝杆菌生物膜*通讯作者。
甘梦兰等
的生理学和遗传学定义至今尚未被描述。抗菌药物耐受性通常与之形成的生物膜有关，结核分枝杆菌生物膜因其独特的生理状态，限制了抗结核药物的治疗效果，延长了结核病治疗的周期，严重危害人类健康。该文就结核分枝杆菌生物膜的形成机制、结构成分及相关功能、定量测定方法进行了综述，讨论了以结核分枝杆菌生物膜为靶点新型抗痨药物的研究思路，为缩短结核病治疗时间，提高结核病的治疗效果提供一个新方向。
关键词
结核分枝杆菌，生物膜，耐受性
Copyright ? 2018 by authors and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
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1. 引言
细菌形成生物膜可导致表型耐药(Phenotypic resistance)，大约65%~80%的人类细菌感染与生物膜相关[1]。20世纪90年代，Hall-Stoodley等[2]发现形成生物膜能使分枝杆菌逃避抗菌药物的杀菌作用，因此生物膜是分枝杆菌长期栖居的场所。2008年Ojha等[3]证实结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)生物膜内存在对异烟肼、利福平等一线抗结核药物高度耐药的MTB，而破坏生物膜后，这些耐药菌重新恢复对抗痨药物的敏感性，因此认为生物膜内的耐药菌为表型耐药。随着对MTB生物膜的不断探索，认为MTB生物膜能屏蔽抗痨药物的作用，是导致结核病治疗周期长的原因之一，学术界对MTB生物膜的研究得到越来越多的关注。本文就MTB生物膜的形成机制、结构成分及相关功能、定量测定方法以及以MTB生物膜为靶点新型抗痨药物的研究思路进行了综述。
2. MTB生物膜的形成机制
生物膜形成是一个动态的过程，各种不同的物理、化学、遗传、生物作用都参与生物膜成熟的整个过程[4]。虽然生物膜形成机制尚未清楚，但生物膜在非生物或生物表面形成过程中，可以分为可逆性粘附和不可逆性粘附两个阶段[5]。MTB生物膜的形成机制与一般细菌生物膜的形成机制相似，每个阶段都通过严格的基因调控，其生物膜的形成过程主要涉及以下四个步骤[6]。
2.1. 附着(Attachment)
附着是细菌生物膜形成过程中最关键的一步，主要取决于营养条件、疏水性、细胞表面电荷、细菌与细菌的相互作用等因素[7]。表面附着触发促进生物膜生长的基因表达，例如：大肠杆菌中的主调控因子(CsgD)通过抑制鞭毛的合成来促进生物膜的形成，并通过激活adrA来诱导c-di-GMP (EPS合成的第二信使) [8]。在此阶段，细菌可以松散地聚集，也可以分离成浮游形式。
2.2. 固着生长(Sessile Growth)
待细菌附着于生物或非生物表面变得稳定后，细菌开始增殖和分裂，大量分泌细胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances, EPS)，并通过EPS发出特定的化学信号，诱导微菌落的形成[9][10]。形成的EPS 可保护细菌免受抗生素、消毒剂或者自然条件下的辐射等条件的影响[11]。
甘梦兰等
2.3. 生物膜成熟(Biofilm Maturation)
最终成熟的生物膜是由EPS和EPS所包围的微菌落组成，其结构是三维立体结构，包括营养和水分的运输通道[12]。在这一阶段，微环境中生物膜形成自组织结构，信号分子分泌出自诱导物(Auto Inducer, AI)，微生物细胞通过AI信号相互交流，以达到微生物所需的细胞密度[13][14]。
2.4. 分散(Dispersal)
在这一阶段，生物膜内的微生物细胞进行快速增殖和分散，以使其转化为运动形态，同时生物膜内的细菌产生不同的糖分解酶(Saccharolytic Enzymes)帮助其表面的释放，例如大肠杆菌产生n-乙酰杆菌酶、铜绿假单胞菌产生海藻酸裂解酶、链球菌产生透明质酸，继而自然发生分散[9] [15]。分散后又附着于别处并重新开始该过程。
3. MTB生物膜结构成分及相关功能
MTB生物膜是由EPS和微菌落共同组成，EPS主要包括多糖、蛋白质、脂质以及细胞外DNA等；
微菌落是由包裹在EPS中的大量细菌组成。Ojha等[3]研究发现，MTB生物膜被包埋在富含脂质的EPS 中，其中含有丰富的分枝菌酸。Trivedi等[16]研究发现，MTB生物膜的EPS含有大量的多糖，纤维素是MTB生物膜EPS中的关键多糖。
细菌生物膜具有高度复杂性，其基本结构主要由多糖的成分和结构决定[13]。MTB生物膜结构及相关功能涉及如下两个部分。
3.1. 孔隙、通道
生物膜是紧密结合、相互连接的三维立体结构，产生的孔隙和通道用于分配重要的营养物质，并从中除去生物膜微菌落中的代谢废物[17]。Trivedi等[16]使用扫描电子显微镜(SEM)观察MTB生物膜的超微结构，可知MTB生物膜是由大量的生物材料组成，包括密集的孔隙和通道。产生的孔隙和通道促进营养物质在MTB生物膜中整个细菌群体的分布及扩散。
3.2. 厚度
生物膜厚度受微生物种类影响，不同微菌落的生物膜厚度不同。影响MTB生物膜厚度原因主要有：
1) 生长代数：随着MTB生长代数的增加，EPS累积增多，MTB生物膜的厚度也随之增加；2) 表面活
性剂：MTB生物膜厚度受表面活性剂的影响。Trivedi等[16]研究了在添加或没有添加吐温80的条件下MTB生物膜的生长情况，实验表明在没有添加吐温80的条件下，MTB生物膜就像一层薄薄的生物材料包裹着细菌细胞，与添加吐温80的生物膜的厚度显著不同。
4. MTB生物膜定量测定方法
生物膜通过多种体外模型进行定量测定，其中最简单和最常用的方法是基于96孔板的静态模型[1]
[18]。其定量测定原理可分为三类：1) 生物膜生物量(biomass)测定(基于基质、活细胞和死细胞的定量)；
2) 活力(viability)测定(基于活细胞的定量)；3) 基质定量测定(基于基质组分的特异性染色)。近年来，用
于生物膜定量测定方法主要有[19]：结晶紫(CV)测定、XTT测定、Syto9测定、二乙酸荧光素(FDA)测定、刃天青测定和二甲基亚甲蓝测定等，其中MTB生物膜定量测定实验中较为常用的方法有CV测定、XTT 测定以及刃天青测定等。
4.1. 结晶紫染色法(CV Assay)
Christensen等[20]首先提出CV染色法，经过不断改进以适用于所有生物膜的定量测定。CV是一种
甘梦兰等
碱性染料，可与细菌表面和生物膜细胞外基质上带负电分子结合，然后用乙醇或醋酸洗脱后进行定量分析[19]。该方法用于定量生物膜的生物量，其局限性是[21]：1) 具有低重现性：这与生物膜生长的实验条件、溶剂的具体性质和浓度、洗脱时间有关；2) 活细胞和死亡细胞以及生物膜基质都会被CV染色，不能测定活菌实际数量，因此不适合评估抗菌物质的抗生物膜的效能。
Mothiba等[22]将结晶紫测定法基于96孔板中进行，待MTB生物膜形成后除去上清液，并用蒸馏水将残留的生物膜洗涤并风干，加入1% CV溶液并在室温下温育30分钟后，用蒸馏水洗涤除去未结合的染料，空气干燥后使用70%乙醇提取剩余物中的CV，在570 nm处测量其吸光度值，进行定量分析。Trivedi 等[16]将结晶紫测定基于24孔板中进行，MTB生物膜形成后除去培养基，加入1% CV溶液并温育，除去CV溶液后，用95%乙醇提取MTB生物膜中的CV，温育后在600 nm处测量提取的CV的紫外吸收，进行定量分析。
4.2. XTT测定法(XTT Assay)
XTT测定法是目前为止使用最多的生物膜定量测定方法之一。XTT是一种四唑盐，也是线粒体脱氢酶的底物，可通过线粒体酶将其还原成水溶性橙色甲臜，测量492 nm处的吸光度值显示细胞的代谢活性与甲臜产物成正比[23] [24] [25]。该方法用于细菌活力定量测定，通过测量代谢减少的XTT吸光度推断生物膜中活细菌的数量[26]。该方法的局限性是与生物膜结构、成分的复杂性和异质性相关，不同结构、成分的生物膜表现出不同的代谢物梯度，成熟生物膜有减缓XTT的还原或部分保留甲臜释放的倾向[27]。
Trivedi等[16]使用XTT测试经抗生素和抑制剂处理后的MTB生物膜内细菌生存活力，通过在490 nm 处吸光度值的改变来监测XTT的减少。
4.3. 刃天青测定法(Resazurin Assay)
蓝色非荧光刃天青也被称为阿拉玛蓝(Alamar Blue, AB)，是一种不会破坏活细胞的生物染料，作为一种蓝色非荧光氧化还原指示剂，它可以通过细胞膜并由线粒体作用来量化代谢活性，从而将化合物还原成粉红色荧光试卤灵，转化程度同时也是细胞活力的反映，因此细胞呼吸水平与荧光水平相关[28]。该方法的局限性是[21]：1) 容易受到细菌呼吸效率(Bacterial Respiratory Efficiency)的影响，细菌呼吸效率又与生物膜的生长阶段、生长代数和厚度有关；2) 由于刃天青还原的时间与菌种有关，某些实验条件难以标准化；3) 在抗菌化合物存在情况下，刃天青还原能力降低，因此降低了该方法在抗生物膜研究中的可靠性[29] [30] [31] [32]。
刃天青已被用于检测活微生物以及对生物膜中活细胞实际数量的定量分析。对MTB的定量测定已有相关文献，但MTB生物膜的定量测定还未有详细记载。
5. 以MTB生物膜为靶点新型抗痨药物的研究思路
MTB生物膜形成过程中受多种因素影响，包括环境因素(营养成分、温度、渗透压、pH值、铁离子浓度和氧化还原电位等)、化学因素以及基因调控等。MTB生物膜形成对空气介质界面的气体环境很敏感。Ojha等[3]将MTB于聚苯乙烯瓶中加盖培养，通过气相色谱/质谱(GC/MS)分析表明，二氧化碳的积累可能影响MTB生物膜的形成。铁在生物膜形成过程中起着核心作用[33]，Ojha等[3]研究MTB生物膜对铁的依赖性，设计了MTB生物膜体外生长模型，通过减少正常量的铁，观察发现严重阻碍了MTB生物膜的生长。目前已知基因pks16和helY与MTB生物膜发育有关，两种基因的突变体都不能形成成熟的生物膜，但不影响浮游细菌的正常生长。Pang等[34]研究发现，聚酮合成酶基因pks1有助于MTB生物膜的形成。
甘梦兰等
目前正在开发防止生物膜形成的方法或针对已形成生物膜的细菌采取治疗措施，主要集中体现在寻求抗粘附的界面和研究具有抑制细菌产生粘附的化合物两个方面[35] [36]。MTB生物膜对抗结核药物的屏蔽作用与其物理完整性密切相关，所以影响MTB生物膜形成或解离的因素可作为更快清除MTB的潜在靶点。大概总结为以下几点。
5.1. 纤维素
纤维素是MTB生物膜EPS的关键多糖，并以微丝形式存在于EPS中，在MTB生物膜的形成初始阶段，纤维素为连接微菌落和招募浮游细菌起着重要作用。Trivedi等[16]分别用脱氧核糖核酸酶I、蛋白酶K、脂肪酶、纤维素酶和α-淀粉酶对MTB生物膜进行处理，研究结果表明，绿色木霉(Trichoderma viride)中的纤维素和蛋白酶K将MTB生物膜分解成细菌悬浮液，确定了纤维素是MTB生物膜形成的关键组分，它的降解会导致MTB生物膜的破坏。
5.2. 分枝菌酸
MTB生物膜EPS中富含丰富的分枝菌酸，可以赋予生物膜细胞群落内聚力，故分枝菌酸的合成与MTB生物膜的形成密切相关。Ojha等[37]发现基因GroEL1在耻垢分枝杆菌生物膜形成过程中，参与了分枝菌酸合成，通过使基因GroEL1失活，可以阻碍成熟生物膜的形成，但不影响浮游细菌生长。MTB 编码与耻垢分枝杆菌相似的GroEL1蛋白，由于已知MTB突变体在合成分枝菌酸过程中具有缺陷，故推测GroEL1的突变可能会导致MTB毒力的衰减。分枝菌酸作为生物膜形成的重要组成部分，抑制分枝菌酸的形成可影响生物膜的形成。Vilcheze等[38]研究发现，一线抗结核药物异烟肼以分枝菌酸合成中的必需基因InhA为主要靶点。
5.3. 细胞外聚合物
MTB粘附于表面后，通过基因调控，产生大量的多糖、脂质等EPS包裹MTB，形成天然的屏障作用，对抗结核药物产生高度耐药性，其耐药性远远高于浮游细菌。不同的细菌、真菌和植物会分泌抗粘附的多糖或蛋白质，从而减少生物膜的形成[4]。由于EPS中包含脂质，使生物膜表面带负电荷。表面活性剂同为表面带有电荷的物质，可能与带负电的生物膜相互作用，影响EPS的结构和功能，从而导致生物膜的瓦解。Xavier等[39]发现多糖解聚酶、酯酶和Dispersin B (DspB)的促解离剂可能破坏EPS。林丽华等[40]研究了大蒜素对铜绿假单胞菌菌株生物膜早期粘附及EPS的影响，发现高浓度的大蒜素使EPS 的形成明显降低，从而抑制生物膜形成。
5.4. 群体感应
群体感应(Quorum Sensing, QS)是微生物细胞之间一种特殊信号。事实上，群体感应过程协调生物膜形成机制，当细菌附着于表面后，它们通过QS相互沟通协调用于基因调控。许多细菌、植物和真菌可以分泌抗群体感应分子，这些分子可以抑制病原体QS的产生[4]。例如红藻释放的卤代呋喃化合物以及人工合成的卤代呋喃酮衍生物都是很好的QS抑制剂[41]。
6. 小结
由于耐药菌的出现，结核病至今仍是传染病中的头号杀手。MTB生物膜的形成，使MTB具有天然的保护屏障，增强了MTB的耐药性，并延长了结核病的治疗周期，使结核病成为世界范围内的重大公共卫生问题，以致迫切需要新的抗结核药物可以有效治疗结核病，并缩短药物敏感结核病和耐药结核病的治疗时间。MTB生物膜为新药研发提供一个新思路，抑制MTB生物膜的形成，可以有效提高结核病治
甘梦兰等
愈的可能性，同时，结核分枝杆菌生物膜可作为一种潜在的新药物靶点，促进目前在超短疗程中使用的抗结核抗生素的疗效，以缩短治疗时间。
基金项目
国家自然科学基金(NSFC 81460531)；国家自然科学基金(NSFC 81760629)。
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生物膜的研究进展
第7卷第5期1998年10月 环境科学进展 ADVANCESINENVIRONMENTALSCIENCE Vol.7,No.5 Oct.,1999生物膜的研究进展Ξ 王文军1、2 王文华1 黄亚冰1 张学林2 (1中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室,北京100085) (2中国科学院长春地理研究所,长春130021) 摘 要 本文综述了近年来生物膜研究成果,包括生物膜的发育形成、形态结构、组成、物理-化学特征、抗性等;生物膜在污水处理方面的作用和微生物组织腐蚀性的负效应。 关键词:生物膜 特征 作用 生物膜在天然水环境中和工程处理过程中起着重要的作用[1-3]。在天然水环境中,绝大部分矿物颗粒表面覆盖着有机外壳[4],这些有机外壳由腐殖酸物质和生物膜组成,它们将强烈地改变矿物颗粒的吸附行为,这种表面吸附作用在河水污染物的迁移过程中起着决定性作用。在工业应用中,生物膜的作用表现在废水处理,以及酸性矿物排泄物的生物修复等方面,例如在水和废水处理系统中,生物膜反应器比悬浮生长反应器具有更大的优势,能提高生物量在反应器中的滞留程度,促进对污染物降解效率。生物膜的破坏性作用表现在清洁水系统中,以及微生物诱导的腐蚀等方面[5,6]。随着对生物膜在自然环境(如水、土、生物环境)中和工业应用方面的重要性的不断认识,在过去的二十多年,人们对生物膜的兴趣极大地增加[7]。美国、德国、日本、英国、法国等国家对生物膜进行了大量的研究[1-31],取得了一些初步的研究成果。 一、生物膜的形成及影响因素 生物膜形成于自然环境和人工环境中。在自然环境条件下,生物膜存在于几乎所有暴露于水中的固体表面上,代表了一类微生物群体,其中有各种寄居者如固着细菌、原生动物、真菌和藻类[4-9]。这些微生物细胞及非生物物质镶嵌在微生物分泌的有机聚合物基质(Matrix)中,聚合物基质由细菌胞外聚合物质和腐殖质等其它有机物质组成。即生物膜代表了一种稳定的由微生物细胞组成的复杂混合物的微生态系统,细胞镶嵌在胞外聚合物的基质中,并且附着到固体表面。生物膜发育形成的条件和时间序列大致为[9]: (1)存在着清洁的可用于聚居的固体表面;(2)一种有机分子膜快速形成;(3)聚结的细胞 Ξ1国家自然科学基金资助项目:29777027 2中国科学院武汉水生所淡水生态与生物技术国家重点实验室开放基金资助
结核分枝杆菌及耐药基因的特征
系统细菌学 课程论文 题目：结核分枝杆菌及其耐药基因的特征专业：生物工程 姓名：魏文凭 学号： 2016304120036 中国·武汉 二0一六年十二月
结核分枝杆菌及其耐药基因的特征 摘要：分枝杆菌属主要包括结核分枝杆菌复合群（包括结核分枝杆菌、牛分枝杆菌、非洲分枝杆菌、田鼠分枝杆菌）、麻风分枝杆菌和非结核分枝杆菌。造成人畜共患病的结核分枝杆菌和引起麻风病的麻风分枝杆菌是威胁人类健康的两类病原菌，而非结核分枝杆菌病疫情也逐年增加。因此关注分枝杆菌具有重要的科学意义及应用价值，对农业、卫生和环境都用深远影响。本文主要介绍分枝杆菌的特征和一些耐药基因的研究。 关键词：耐药机制结核病生物学特征 1、结核病的认识及治疗发展 结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis，M. tuberculosis）是全球第二大致死性传染病—结核病的病原体。结核分枝杆菌最大的特点就是持留性（persistence）[1]，有时感染可达几十年，因此全球约有三分之一的人口感染结核分枝杆菌，其中每年死于结核病的人数高达180万（World Health Organization. 2016）。中国是结核病高发的国家，已被世界卫生组织列为全球22个结核病高负担和特别警示的高耐药国家之一。 结核病很早就存在，在考古学界，从新石器时代人遗骨中发现有骨结核，古埃及木乃伊中也发现有结核病，说明结核病的历史可追溯到公元前2400-3400年。在中国历史上，结核病也是广泛流行的，当时称为痨病，是一种慢性呼吸道疾病，在认识到它的致病菌之前，人们没有治疗的手段，只能通过环境的影响，在空气清新、气候湿润的地域抑制结核病的发作。在1882年，德国微生物学家罗伯特·科赫（Robert Koch）通过特殊的染色技术，发现了细棒状的结核杆菌，又通过血清培养基获得了结核杆菌，证实了结核杆菌是结核病的病原菌。自此对结核病有了清晰的认识，对于结核病的检测技术也不断发展。法国科学家卡尔梅特（Calmette）和格林（Guerin）在1908年和1919年间，经过230次的传代，获得了一株牛分枝杆菌减毒株，卡介苗[2]。自1921年首次使用以来，成为有效治疗儿童结核病的疫苗，但对于成人型结核病的的治疗很有限。到了上世纪中期以来，临床上又应用了一些抗结核的药物，如异烟肼（INH）、利福平（RIF）、链
细菌生物膜研究进展 (1)
306 中国医学文摘耳鼻咽喉科学 NEWS AND REVIEWS/November 2009, Vol.24, No.6 专题论坛 抗生素的合理应用 EATURE 1 生物膜的概念 细菌生物膜是指在多聚糖、蛋白质和核酸等组成的基质内相互粘连粘附于物体表面的细菌群体[1]。生物膜可以由一种或几种细菌混合生长而成。乳酸乳球菌与萤光假单胞菌混合形成的生物膜就是一个典型的例子。乳酸乳球菌自身不易形成生物膜，但可以提供给萤光假单胞菌乳酸作为养料，而萤光假单胞菌帮助乳酸乳球菌固定在物体表面，并且消耗氧气为乳酸乳球菌这一厌氧菌提供更合适的生长环境[2]。 生物膜的生命周期分为附着、生长和分离3部分。附着阶段，物体表面的血清蛋白和其他物质作为连接物介导细菌的附着；生长阶段，细菌通过分裂并在物体表面定植，生成聚合物基质，使得生物膜形成三维结构，并形成隧道，这些隧道帮助营养物质的交换以及废物的排出，并调节生物膜内的pH 值。生物膜中的细菌对氧气和营养的需要有所减少，废物通过其内的管道得以排出。生物膜内细菌间的紧密接触为携带耐药基因的质粒的交换和对密度感应分子的交流提供了良好环境。生物膜内的细菌间更利于质粒、酶和其他分子的交换，通过化学信号进行交流。生物膜的形成需要细菌间的化学信号进行协调。使得细菌能感知到周围细菌的存在并对环境变化作出相应的反应。这一过程称为密度感应（quorum-sensing ）。虽然不同细菌的生物膜有其特异性，但均具有一些普遍的结构特征。生物膜中细菌形成的微菌落间具有间隙空位（interstitial voids ），液体可在这些间隙中流动，使得营养物质、气体和抗菌药物得以扩散。生物膜的结构随着外部和内部的改变而持续变化。 2 生物膜与临床 99%的细菌以生物膜的形式生活，美国疾病控制与预防中心估计至少65%的人类细菌感染与生物膜有关[3]。生物膜已经被证实与慢性中耳炎、中耳胆脂瘤、慢性腺样体炎[1]等疾病相关。Pawlowski 等[4]于2005年在耳蜗植入体上发现了细菌生物膜。Cryer 等[5]于2004年发现一些慢性鼻窦炎手术治疗后症状仍持续 细菌生物膜研究进展 郑波 [关键词] 生物膜（Bio ?lms ）；抗药性，细菌（Drug Resistance ，Bacterial ） 郑波 北京大学第一医院临床药理研究所，北京 100034 广东人，副教授，副主任医师，主要从事细菌耐药机制和抗菌药物合理应用的研究工作。Email ：doctorzhengbo@https://www.docsj.com/doc/4814344534.html, 的患者鼻窦中存在生物膜，这些患者主要为铜绿假单胞菌感染。Ramadan 等[6]于2005年对5位慢性鼻窦炎患者进行黏膜活检，对标本进行扫面电镜检查均发现有生物膜的存在。此外，生物膜已被证实与下列感染有关：慢性前列腺炎、导管相关感染、人工关节感染、牙周病、心内膜炎以及囊性纤维化患者的假单胞菌肺炎等。 3 生物膜与抗菌药物耐药 生物膜内细菌对抗菌药物的敏感性较游离状态时显著降低，最低可降低1000倍。其原因包括生物膜的结构阻止了药物的传输或生物膜中的细菌的生理学改变等。以前一直认为生物膜介导的对抗菌药物耐药的原因是抗菌药物难以渗透入生物膜。但一些研究否认了这一假设。研究显示喹诺酮类可以很快的渗透到铜绿假单胞菌和肺炎克雷白杆菌生物膜的深部[7，8]，四环素可很快的渗透到大肠埃希菌生物膜内，万古霉素可以很快渗透到表皮葡萄球菌生物膜内。目前唯一得到证实的是氨基糖苷类药物，由于生物膜中的基质带负电荷，而氨基糖苷类带有正电荷，因此氨基糖苷类药物难以渗透到生物膜的深部[9]。 生物膜对β内酰胺类耐药性增加的机制之一是细菌产生的β内酰胺酶在生物膜表面基质内聚集，可达到很高的浓度，能迅速的将渗透进生物膜内的β内酰胺类抗生素水解掉，有效保护深部细菌不被β-内酰胺类抗菌药物灭活[10]。有研究证实氨苄西林会被肺炎克雷白杆菌生物膜表层中聚集的β内酰胺酶快速水解。 生物膜造成的缺氧环境也增加了对抗菌药物耐药性。一项在囊性纤维化患者生成的铜绿假单胞菌生物膜的研究显示氧气仅能渗透到生物膜的25%深度。铜绿假单胞菌在厌氧条件下比在有氧条件下对抗菌药物的敏感性明显降低[11]。 由于很多抗菌药物对繁殖期细菌杀伤作用更强大，如青霉素类、头孢菌素类和碳氢霉烯类等。在生物膜深部的细菌受氧气、营养物质缺乏的影响及可能存在的密度感应系统的调控，使得细菌的生长、繁殖速度下降，影响抗菌药物对其作用。因此在抗菌药物作用下，生物膜中相对敏感的细菌会被杀死，但耐药菌会持
结核分枝杆菌耐药机制的研究进展
结核分枝杆菌耐药机制的研究进展 孙勇李传友许绍发 【摘要】在人类的传染病中，结核病死亡率最高。每年约有２００万人死于结核病Ｉ而且估计每年有 ９２０万的新发病例，更为严重的是全世界１／３的人口都感染过结核分枝杆菌。据ＷＨＯ统计，目前全世界耐多药结核患者已占２０％．而且这个数字在逐年递增。因此．明确结核分枝杆菌耐药机制不仅能够建立快速、灵敏、准确的检测方法，更重要的是能找到抗结核药物靶点，开发新的抗结核药物。控制结核病疫情．减轻患者的负担与痛苦。 【关键词】结核分枝杆菌；耐药机制；细胞壁；分子机制；外排泵 ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎｄｒｕｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＭｙｃｏｂａｃｔｅｒｌｕｍｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓＳＵＮＹｏｎｇ，ＬＩＣｈｕａｎ—ｙｏｕ，ｘｕＳｈａｏ－ｆａ．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙａｎｄＩｍｍｕｎｏｌｏｇｙ。ＢｅｉｊｉｎｇＴｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓａｎｄＴｈｏｒａｃｉｃＴｕｍｏｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ。Ｂｅｉｊｉｎｇ１０１１４９，Ｃｈｉｎａ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＬＩＣｈｕａｎ—ｙｏｕ，Ｅｍａｉｌ：ｌｉｃｈｕａｎｙｏｕ６６８８＠ｈｏｔｍａｉｌ．（Ｄ研 ＸＵＳｈａｏ－ｆａ，Ｅｍａｉｌ：ｘｕｓｈａｏｆａ＠２６３．ｎｅｔ ［Ａｈｔｍｃｔ］Ｉｎｈｕｍａｎｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓｄｉｓｅａｓｅｓ，ｔｈｅｍｏｒｔａｌｉｔｙｏｆｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓｉｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ，ａｂｏｕｔｔｗｏｍｉｌｌｉｏｎｐｅｏｐｌｅｄｉｅｏｆｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓｅｖｅｒｙｙｅａｒ．Ｉｔｉｓｅｓｔｉｍａｔｅｄｔｈａｔｎｅｗｃａｓｅｓａｒｅ９．２ｍｉｌｌｉｏｎｅａｃｈｙｅａｒ．Ｍｏｒｅｓｅｒｉｏｕｓｌｙ，ｏｎｅｔｈｉｒｄｏｆｔｈｅｗｏｒｌｄ’ｓｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｉｎｆｅｃｔｅｄｗｉｔｈＭｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔＯ ＷＨＯｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ，ｐａｔｉｅｎｔｓｗｉｔｈｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｄｒｕｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｗｏｒｌｄｈａｖｅａｃｃｏｕｎｔｅｄｆｏｒ２０％．ａｎｄｔｈｅｎｕｍｂｅｒｉｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｙｅａｒｂｙｙｅａｒ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ａｃｌｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＭｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｅｓｔａｂｌｉｓｈａｒａｐｉｄ．ｓｅｎｓｉｔｉｖｅａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｂｕｔａｌｓｏｆｉｎｄａｎｔｉｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓｄｒｕｇｔａｒｇｅｔｓ，ｄｅｖｅｌｏｐｎｅｗａｎｔｉｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓｄｒｕｇｓ。ｃｏｎｔｒｏｌｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｂｕｒｄｅｎａｎｄｓｕｆｆｅｒｉｎｇｏｆｐａｔｉｅｎｔｓ． ［ＫｅｙｗｏｒｄｓｌＭｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓＩＤｒｕｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ；Ｃｅｌｌｗａｌｌ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ Ｉ Ｅｆｆｌｕｘｐｕｍｐ 目前对于结核分枝杆菌（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ，ＭＴＢ）耐药性机制研究很多，但主要有 ３种观点：①细胞壁结构与组成变化，使细胞壁通透 性改变。药物通透性降低．产生降解或灭活酶类。改 变了药物作用靶位。②可能存在耐药质粒或转座子 介导的耐药；在ＭＴＢ中己经发现了活跃的药物外 排泵系统，外排泵能将菌体内药物泵出，使得胞内药 物浓度不能有效抑制或杀死分枝杆菌。从而产生耐 药性。③结核杆菌耐药性的产生多见于其基因组上 编码药物标靶的基因或药物活性有关的酶基因突变 Ｉ）（）ｌｌ１０．３７６０／ｃｍａ．ｉ．ｉｓｓｎ．１６７３－４３６Ｘ．２０１０．０２４．００９ 基金项目ｌ同家重大科技专项（２００８ＺＸｌ０００３—００５） 作者单位１１０１１４９北京市结核病胸部肿瘤研究所细菌免疫 学室（孙勇、李传友）．胸外科（许绍发） 通信作者ｌ李传友．ＥｍａｉｌｌＩ．ｃｈｕａｎｙｏｕ６６８８＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｒｎ 许绍发．Ｅｍａｉｌｌｘｕｓｈａｏｆａ＠２６３．ｎｅｔ ?１５０ｌ?．综述． 所造成。目前对结核杆菌耐药分子机制的研究主要集中在各种药物的作用靶点及其相关基因的突变上。本文就这三个方面与耐药机制关系作一综述。１ＭＴＢ的细胞壁的结构与组成变化 ＭＴＢ的细胞壁和其他细菌有着很大的差别，其肽聚糖主要由Ｎ一乙酰葡萄糖胺和Ｎ一乙酰胞壁酸组成，类脂质含量超过６０％，而革兰阴性细菌类脂质含量仅占２０％左右。类脂质是一类复杂的复合物，它赋予ＭＴＢ表面疏水性，含有分枝菌酸、索状因子、多糖类、磷脂、蜡质Ｄ等［１】。分枝菌酸是ＭＴＢ和棒状杆菌属独有的结构，主要由２２—２４碳短链和４０－６４长链分枝脂肪酸组成．分枝菌酸层能形成有效的屏障。使ＭＴＢ免受溶菌酶、自由基等损伤。抵抗亲水性化合物或抗生素的攻击。而阿拉伯半乳聚糖层又能阻止疏水性分子的进入。此外。分枝杆菌细胞壁上有选择性阳离子的孔蛋白．能有效控制或阻滞亲水性小分子的扩散，大大降低了化合物的渗
支原体生物膜研究进展_叶晓敏
·综述·支原体生物膜研究进展 叶晓敏，陆春 (中山大学附属第三医院皮肤科，广东广州510630) ［摘要］近几年，支原体生物膜研究逐渐受到研究人员的关注。多种支原体都被证实具有生物膜形成 能力，生物膜形成后支原体耐药性增加，研究生物膜对于防治临床支原体感染有着重大意义。本文从 目前报道的几种支原体生物膜的形成及结构、生物膜形成的影响因素、生物膜形成对支原体药物敏感 性的影响及可能机制等几个方面综述了目前对支原体生物膜的研究进展。 ［关键词］支原体;生物膜 ［中图分类号］R759［文献标识码］A［文章编号］1674－8468(2011)01－0060－04 生物膜(Biofilm，BF)是微生物在生长过程中附着于物体表面而形成的由微生物的细胞及其分泌的聚合物等所组成的膜样多细胞复合体［1］。生物膜的存在可以增强病原微生物对宿主免疫攻击及抗菌药物的抵抗力。目前对大量支原体的研究已发现很多支原体都具有形成生物膜的能力。生物膜形成后增强了支原体对环境压力如热、干燥、缺氧、高渗透压等［2-3］及对抗菌药物的抵抗力［4］。本文从支原体生物膜的形成及结构、生物膜形成的影响因素、生物膜形成对支原体药物敏感性的影响及可能机制等几个方面对目前支原体生物膜的研究进展作一综述。 1支原体生物膜的鉴定及其形成和结构 生物膜是微生物细胞不断粘附、聚集，并包裹在自身生成的胞外基质中形成的多聚复合物，体积上15%由细胞组成，85%由胞外基质组成。目前生物膜的培养多以玻片、细胞爬片、滤膜为载体，可在液体中或固体培养基表面培养，依靠扫描电镜或共聚焦显微镜观察，通常认为观察到多层复合结构即为生物膜结构［5-6］。 生物膜的形成是一个动态过程，先后包括5个步骤［7］:可逆性粘附、不可逆性粘附、早期形成阶段、成熟及消散阶段。虽然很多研究认为支原体培养24小时生物膜即已形成，并以此期生物膜为对象研究其对抗菌素等的抵抗力。但Laura McAuliff等［2］在研究了牛支原体生物膜时有不同的发现。作者利用共聚交显微镜结合SYTO9/PI 荧光探针对牛支原体生物膜形成的动态过程进行观测，发现形成的24及48小时大部分细胞是活的，而通过共聚交显微镜的观察及三维重构发现牛支原体生物膜在最初的24小时仅有一层细胞粘附，48小时才发展成一个非匀质的框架结构，有近20um高，还有通道样结构，此时的生物膜才趋于成熟，同时研究发现培养24小时的牛支原体生物膜对达氟沙星，恩氟沙星，土霉素与游离状态的细胞同样敏感，证明牛支原体培养24小时尚未形成成熟生物膜。可见不同微生物生物膜成熟的时间是存在差异的，在对生物膜特性进行研究之前因先确定其成熟时间点。 支原体生物膜形态与其他微生物相似，可呈网络样、蜂窝状、柱状、蘑菇样、塔样，其间可见水通道，同一种微生物可形成不同结构的生物膜。如肺炎支原体的生物膜最初可形成蜂窝状的区域，在此基础上向外生长成蘑菇状或塔状，塔的直接从小的10um到大于50um，并在塔结构内可见到通道。随着生物膜生长时间的延长，蜂窝状结构中的空洞减少而塔的直径增加，生物膜的形成逐渐趋于成熟［8］。生物膜在不断成熟、丰厚的过程中对内层细胞保护作用不断增强，但由于其深部的细胞营养物质及氧份缺乏也会抑制其生长，正如Laura McAuliff的研究发现培养72小时的生物膜中近70%的细胞都死亡了，活的细胞主要位于生物膜中心。 2影响支原体生物膜形成的因素 生物膜的形成过程中粘附是第一步也是最关键的一步，某些胞外多糖及蛋白质物质是介导粘附的重要基质。如大肠杆菌的表多糖［9］，铜绿假单胞菌的藻酸盐［10］等都可促进生物膜的形成。有关支原体的研究也发现支原体的生物膜形成也与某些多糖及蛋白质物质有关。 2．1多糖与生物膜形成 野生型的肺炎支原体可形成一种胞外多糖，即表多糖(exopolysaccharide，EPS)-Ⅰ，它是由当量克分子的葡萄糖
土壤微生物研究进展
哈尔滨师范大学 学年论文 题目植物与微生物关系研究进展 学生李春葳 指导教师王全伟副教授 年级 2009级 专业生物科学 系别生物科学系 学院生命科学与技术学院 哈尔滨师范大学 2012年5月
论文提要 植物与其生长环境中的微生物关系密切，两者形成了植物—微生物共生体系统。植物影响着其周围及体内的微生物的群落结构，这些微生物又通过其生命活动影响植物的生长发育。了解与认识植物与微生物的相互作用对于农业生产具有重要意义。本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落结构及多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述，并就其将来的研究方向做了展望。
植物与微生物关系研究进展 李春葳 摘要:植物与其生长环境中的微生物关系密切,两者形成了植物—微生物共生体系统。植物影响着其周围及体内的微生物的群落结构,这些微生物又通过其生命活动影响植物的生长发育。了解与认识植物与微生物的相互作用对于农业生产具有重要意义。本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落及其多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。 关键词:植物植物根际微生物内生菌叶围微生物 植物与微生物的相互作用主要包括植物与根际微生物的互作、植物与叶围微生物的互作、植物与内生菌的互作及植物对微生物多样性的影响等。植物与周围环境生物的相互作用在自然界中普遍存在,其中以植物与微生物的互作为重要形式之一。本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落及其多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。 １植物根际有益微生生物与植物的关系 植物根际有益微生物主要指对植物生长和健康具有促进作用的土壤微生物。这些微生物可以通过一些途径，促进植物定植、生长和发育[1、2]。根据根际有益微生物主要作用可以将其分为植物根际促生微生物PGPM（plant growth promoting micribiology）和生防微生物BCA（biological control agents）2大类。 1.1植物促生微生物 植物促生微生物主要包括根瘤菌（Rhizobium）、菌根菌等。固氮微生物（自生固氮菌、联合固氮菌和共生固氮菌）可以通过固定大气中的Ｎ 从而增加植物对氮素的吸收。ＷｕＦ ２ Ｂ发现，苗期海岛棉(Gossypium barbadense)接种自生固氮菌（Azotobacter sp.）、巴西固氮螺菌（Azospirillum brasilense）、多糖芽孢杆菌（Bacillus polymyxa）和根瘤菌后，其功能叶中氮、磷、叶绿素含量以及生物学产量均明显提高[3]。尽管固氮微生物在非豆科植物以外的其他植物根际所占比例很小（1％），但对某些植物来说其根际固氮微生物所固定的氮素对其生长来说仍是重要氮源[1]。有些植物根际促生微生物（主要是菌根真菌）可以通过影响植物根系形态及生理特征，如增加植物根系吸收面积、改变植物根系通透性从而影响植物对N、P、K的吸收[4]。陈洁敏等[5]研究表明，分别接种3种AMF（泡囊丛枝菌根真菌）的玉米（Zeamays）对氮和磷的吸收比未接种的玉米增加了41.14％～78.29％。一些植物根际促生微生物可以通过产生有机酸或酶一类的代谢产物作用于土壤中以螯合形式存在的营养元素，从而使其活化，特别是许多AM真菌对P直接进行活化，从而增加了土壤中植物可利用的P。也有研究表明，菌根可以增加植物对水分的吸收，从而提高植物的抗旱能力。
第十五章 传染病
第十二章 传染病 ?传染病是由病原微生物侵入人体所引起的一类疾病，能在人群中引起局部的或广泛的流行。 ?传染病的病理过程决定于病原微生物的性质和机体的反应，以及是否及时适当的治疗。 ?我国解放后，卫生工作贯彻预防为主的方针，积极开展除害灭病的群众运动，消灭了天花、鼠疫等危害很大的烈性传染病；随着人民生活水平、卫生状况的改善，预防传染病的疫苗的应用，传染病的发病率和病死率已明显下降。 第一节 结核病概论 ?结核病（tuberculosis ，TB ）是由结核杆菌引起的一种慢性肉芽肿性传染病。 ?其病变特征是结核结节形成并伴有不同程度的干酪样坏死。 ?全身各器官均可发生，但以肺结核最为多见。 ?临床上常有低热、盗汗、食欲不振、消瘦、ESR 加快等表现。 传播与流行 ?TB 与社会经济状况、营养卫生条件关系密切。 解放前：TB 死亡率高达200～300人/10万 人口，占各种疾病死因之首。 二、病因和发病机制 （一）病因 ?1、结核病的病原菌是结核杆菌（tubercle bacillus ） ，对人致病的主要类型为人型和牛型。人型发病率最高。 ?2、TB 菌化学成分与TB 的关系： 结核杆菌为分枝杆菌，有荚膜，无鞭毛、芽胞、菌丝，无运动力。含有脂质、蛋白和多糖类三种成分： ?①脂质： ?特别是脂质中的糖脂更为重要。 ?糖脂的衍生物之一称索状因子（cord factor ），可使病菌在培养基中蜿蜒生长。有索状因子的 结核杆菌在动物体内具有毒力。可破坏线粒体膜，影响细胞呼吸。注入动物体内可诱发结核结节形成。 ?另一种糖脂为蜡质D （wax D ），将其与结核菌体蛋白一起注入动物体内，能引起强烈的变态 反应，造成机体的损伤。 ? 磷脂还能使炎症灶中的巨噬细胞转变为类上皮细胞，从而形成结核结节。 ?硫酸脑苷脂可保护菌体不易被巨噬细胞消化。 ?②蛋白：具有抗原性， ?与蜡质D 结合后，成为变应原，使机体发生变态反应，引起组织坏死和全身中毒症状。 ? 糖核酸蛋白复合物为免疫原，引起细胞免疫反应，在形成结核结节中发挥一定的作用。 ?③多糖类：可引起局部中性粒细胞浸润，并可作为半抗原参与免疫反应。 （二）发病机理
结核分枝杆菌耐药分子机制的研究进展
Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2020, 10(7), 1292-1297 Published Online July 2020 in Hans. https://www.docsj.com/doc/4814344534.html,/journal/acm https://https://www.docsj.com/doc/4814344534.html,/10.12677/acm.2020.107196 Research Progress on Molecular Mechanism of Drug Resistance of Mycobacterium tuberculosis Lan Yang, Qiulian Wu The Second People’s Hospital of Nanning, Nanning Guangxi Received: Jun. 14th, 2020; accepted: Jul. 7th, 2020; published: Jul. 14th, 2020 Abstract At present, the incidence and mortality of tuberculosis are increasing in many areas, but the pro-liferation and unreasonable application of anti-tuberculosis drugs have led to the emergence of drug-resistant Mycobacterium tuberculosis, which has hindered the diagnosis and treatment of tuberculosis. Therefore, understanding the molecular mechanism of drug resistance and common drug resistance of Mycobacterium tuberculosis is of great significance for formulating effective treatment programs, timely diagnosis and effective treatment of tuberculosis, and improving the prognosis of tuberculosis patients. This article summarizes the drug-resistant molecular mechan-ism of Mycobacterium tuberculosis and the drug-resistant molecular mechanisms of commonly used anti-tuberculosis drugs, so as to provide clinical reference. Keywords Mycobacterium tuberculosis, Molecular Mechanisms of Drug Resistance 结核分枝杆菌耐药分子机制的研究进展 杨兰，吴秋莲 南宁市第二人民医院，广西南宁 收稿日期：2020年6月14日；录用日期：2020年7月7日；发布日期：2020年7月14日 摘要 目前许多地区结核病的发病率和病死率出现上升现象，但抗结核药物的泛滥及不合理应用，所致耐药结
结核分枝杆菌痰培养及耐利福平药敏试验分析
结核分枝杆菌痰培养及耐利福平药敏试验分析 发表时间：2018-07-13T13:57:23.327Z 来源：《心理医生》2018年16期作者：张婷 [导读] 在进行结核分枝杆菌痰培养与耐利福平药敏试验的过程当中。 （甘肃省临夏州疾病预防控制中心甘肃临夏 731100） 【摘要】目的：研究结核分枝杆菌痰培养与耐利福平药敏试验的结果。方法：选择2016年1月—2017年10月临夏地区结核病定点医院接诊的痰涂片阳性病患200例，对所有病患都施以痰培养和耐利福平试验，并对其痰培养和药敏试验的结果进行综合分析。结果：本组200例病患当中，有195例痰培养提示阳性，占总比例的97.5%；有1例为涂阳培阴，占总比例的0.5%；有4例污染，占总比例的2.0%。患者耐利福平药敏试验的结果提示，新患者的耐利福平率为10.63%，复治者的耐利福平率为22.86%，初治失败者的耐利福平率为40.0%。结论：严格按照相关的标准和流程进行结核分枝杆菌培养与药敏试验，复治者与初治失败者明显比新患者多。 【关键词】耐利福平；结核分枝杆菌；药敏试验；痰培养 【中图分类号】R52 【文献标识码】A 【文章编号】1007-8231（2018）16-0106-02 在进行结核分枝杆菌痰培养与耐利福平药敏试验的过程当中，比较容易受多种因素的影响而出现涂阳培阴亦或者是污染的情况[1]，所以，在实际操作期间要严格按照相关的步骤和标准进行，全面落实标本的收集、接种与保存等环节。此研究，笔者将以200例痰涂片阳性病患（接诊于2016年1月—2017年10月）为对象，重点分析结核分枝杆菌痰培养与耐利福平药敏试验的结果，现作出如下报道。 1.资料与方法 1.1 一般资料 2016年1月—2017年10月临夏地区结核病定点医院接诊的痰涂片阳性病患200例，包含男性患者104例，女性患者96例；年龄在18～76岁的范围之内，平均（46.28±11.34）岁；复发者，35例；新患者，160例；初治失败者，5例；职业为农民者，92例；无业者，11例；工人；60例；离退休人员，37例。所有患者都自愿参与此研究，临床资料完整，依从性良好，获得医学伦理委员会批准。 1.2 纳入标准[2] （1）既往有结核病史且现痰涂片检查提示阳性。（2）痰涂片检查提示（++）-（++++）。（3）治疗5个月后痰涂片检查提示阳性。 1.3 方法 将所选病例都转录到肺结核患者培养与药敏登记表中，并对患者的基本信息进行详细的记录，比如：性别、职业、来源以及痰检结果等。采集患者的痰标本，并将之置于冰箱中进行低温保存。 根据临床要求对采集到的痰标本进行登记，并在生物安全柜中，同时采取分枝杆菌分离培养法，对痰标本进行规范化的处理。所有试验用品和废弃物都经高压蒸汽进行消毒灭菌处理。以结核杆菌涂片镜检的相关操作规程，对痰标本进行结核分枝杆菌痰培养，并将培养结果准确记录在化验单以及结核病细菌学实验室登记册上。痰培养选择使用改良罗氏培养基（由“省结核病实验室”提供），利用分枝杆菌分离培养法进行痰培养，同时根据分枝杆菌分离培养法的要求，对生长结果进行准确的记录，并报告结果。 药敏试验时，选取经抗酸染色明确为结核分枝杆菌的阳性标本。培养基产自“省结核病实验室”，利用结核分枝杆菌药敏试验法，同时根据结核分枝杆菌药敏试验的标准，对结果进行记录和报告。 1.4 统计学分析 用SPSS20.0统计学软件分析研究数据，t用于检验计量资料，即（x-±s），χ2用于检验计数资料，即[n（%）]，P＜0.05差异有统计学意义。 2.结果 本组200例病患当中，痰培养提示阳性者有195例，占总比例的97.5%，当中有27例耐利福平，上述菌株都根据实验室的要求进行保存。新患者的耐利福平率为10.63%，初治失败患者的耐利福平率为40.0%，复发患者的耐利福平率为22.86%。经比较发现，新患者的耐利福平率明显低于初治失败患者以及复发患者，P＜0.05。本组的涂阳培阴率为0.5%（1/200），污染率为2.0%（4/200）。详见表。 3.讨论 现阶段，肺结核病在我国临床上比较常见，属于是一种慢性传染性疾病，能经呼吸道进行传播，可对人类的生命健康造成较大危害[3]。因不合理亦或者是不规则化疗、贫困、病后监测力度削弱以及健康水平低下等因素的影响，可引发结核菌耐药的情况，从而导致获得性耐药、自然耐药、初始耐药以及原发性耐药[4]。所以，临床需要充分了解耐药结核菌株的形成情况，然后再为患者制定出具有较高针对性的结核病治疗方案以及结核病疫情防控方案。如此，方可有效降低结核病的发病率，提高患者临床病症控制的效果。 此研究中，选择了200例痰涂片阳性病患，当中有35例为复发患者，占总比例的17.5%；有5例为初治失败患者，占总比例的2.5%；有160例为新患者，占总比例的80.0%。200例病患当中有92例为农民，占总比例的46.0%；有11例无业，占总比例的5.5%；有60例为工人，占总比例的30.0%；有37例为离退休人员，占总比例的18.5%。可见，农民感染结核病的概率明显高于无业人员、工人以及离退休人员，P ＜0.05，这和农民的生活习惯、营养状况与休息等因素密切相关。患者药敏试验的结果提示，新患者的耐利福平率为10.63%，复治患者的耐利福平率为22.86%，初治失败患者的耐利福平率为40.0%。经比较发现，复治患者以及初治失败患者的耐利福平率明显比新患者高，P ＜0.05，这和患者不合理亦或者是不规则化疗有着较密切的关系。涂阳培阴1例，原因为：（1）标本保存不恰当，在制作好痰涂片后，需将涂片放在冰箱中进行保存，并于24h内严格按照相关的标准和流程进行培养；（2）过处理，应利用浓度为4%的氢氧化钠溶液进行处理，用量为1～2倍体积，处理时间为20min[5]；（3）痰标本选择不恰当，需选择标本中干酪样亦或者是脓样的可疑部分；四，患者未停药，在进行结核分枝杆菌痰培养的过程当中，需要求患者停药；五，接种量比较小，通常情况下，每管的接种量应为0.1ml。污染4例，原因为：
生物膜法在污水处理中的研究进展
泉州师范学院 学年论文 论文题目：生物膜法在污水处理中的研究进展指导老师：黄初龙 学院：资源与环境科学学院 专业班级：09级环境工程与管理 学号：090905001 姓名：刘姣
生物膜法在污水处理中的研究进展 摘要：生物膜法在污水处理工艺中是与活性污泥法并行的一种好氧型生物污水处理方法，广泛的应用于工业废水和城市污水处理的二级处理中，也是污水处理的关键环节。与活性污泥法相比，生物膜法具有一些特有优势，比如无需污泥回流，运行管理容易，无污泥膨胀问题，易于微生物生存，运行稳定等。文中简单介绍了生物膜法对磷、氮及一些重金属去除的研究进展。 关键词：生物膜法；污水处理；活性污泥法 Abstract：Biofilm and activated sludge is a parallel-ty pe aerobic biological treatment methods，in the sewage treatment process．They widely used in the secondary treatment of industrial wastewater and urban sewage treatment，and these methods are the key link in sewage treatment．Compared with the activated sludge process，biofilm has some unique advantages．For example，no sludge return，easy operation and management，no sludge expansion，ease of microbial survival，run stable，etc．The paper describes simply biofilm research on the removal of phosphorus，nitrogen and some heavy metals． Key words：B iofilm treatment；sewage treatment；activated sludge 引言 近年来，伴随着经济的快速发展，我国在追求GDP增长的同时也带来一系列的环境问题，其中淡水资源紧缺迫使城镇生活污水处理技术显得尤其重要。然而随着人们生活水平的提高，城镇生活污水中的氮、磷含量增加，有机成分复杂，传统的生物污水处理技术已无法紧随步伐，处理效果不佳，为此，在新型填料的不断开发和完善基础上，生物膜法处理工艺借其处理效率高、剩余污泥产泥量少、运行管理方便等特点得到快速发，在污水处理中有广阔的应用前景。生物膜可认为是由一种或是多种微生物群体组成的，并附着在一种载体表面上进行生长发育[1—2]。 1 生物膜法概述 1.1生物膜法的净水机理 生物膜法和活性污泥法一样都是利用微生物来去除废水中各种有机物的处
电子版-生物膜动力学的研究现状与展望
生物膜动力学的研究现状与展望 1 引言 生物膜法作为一种高效的废水处理方法，已经在工业界获得了广泛应用。生物膜废水处理系统的性能在很大程度上取决于生物膜的形成及其动力学过程。最近三十年来，各国学者围绕生物膜的形成、发展、结构以及动力学特性等从数学模型、数值模拟和实验研究等方面进行了大量的研究，取得了许多重要进展，为生物膜反应器的设计提供了理论和实验支持，有力地推动了生物膜废水处理工艺的发展。 2 生物膜动力学模型的研究进展 动力学数学模型一直被作为模拟生物膜中微生物动力学行为和生物膜微观结构的一种有力工具，也是将生物膜内微观现象和大规模工艺运行的宏观指标联系起来的关键工具【1】。迄今为止，生物膜动力学数学模型的使用仍在研究领域占主导地位。科研工作者对生物膜形成、构成、结构及功能的兴趣，极大地推动了生物膜动力学数学模型的发展。自20世纪70年代反应-扩散动力学模型提出以来，描述生物膜动力学的模型先后又有Capdeville 增长动力学体系、元胞自动机模型和复合生物膜模型，分别介绍如下： 2.1 反应-扩散动力学模型【2，3】 反应-扩散动力学模型是描述生物膜动力学的最基本的模型。几乎所有的生物膜数学模型都假定生物膜内电子供体、电子受体和所有的营养物质只通过扩散作用传递给微生物(内部传质)，而忽略了这些物质从液相主体到生物膜的传递过程(外部传质)。反应-扩散模型将生物膜假设为规则连续介质的稳态膜(包含单一物种)，仅考虑一维(1D)物质传输和生化转化作用。生物膜被理想化成具有恒定厚度(f L )和统一细胞密度(f X )的薄膜。从液相主体到生物膜的基质通量是由生物膜内部的微生物活性产生。微生物增长用Monod 方程表示；基质消耗速率(ut r )假定正比于微生物生长速率；基质通量仅用扩散表示。生物膜外部传质限制被认为出现在位于生物膜和液相主体交界面处具有恒定厚度(f L )的边界层中。传质通量采用菲克定律(Fick Law)描述，但其中的扩散系数用有效扩散系数替代：S S e dS J D dx =。这种理想化生物膜的数学模型可以用如下微分方程来表示22?.s S S e f S S S d S q S D X t dx K S ?=-?+，0f x L ≤≤（1） 边界条件为0x =时0S dS dx =（2）f x L =时()S S S e L Sb S dS J D k S S dx ==-（3） 基质利用和扩散由方程(1)描述，边界条件采用式(2)和(3)描述。由于附着表面不可穿透，故此处的通量和基质梯度为零(见式（2))。在生物膜和液相主体交界面处的基质浓度(s S )由质量守恒式确定。即，通过边界层的基质通量必定等于进入生物膜的基质通量(见式（3))。这个理想化的数学模型可以利用有限差分法近似求解。当生物膜处于稳态时，系统可以使用有效因子法和伪解析法求解。关于有效因子法和伪解析法的详细介绍可以参考文献【2，3】。 生物膜反应-扩散理论自20世纪70年代提出后，经过各国学者的大量研究工作而得到完善，并得到了广泛接受和承认。然而，最近十几年来，许多新的实验研究和发现表明，反应．扩散模型的许多假设是过于理想化的，模型的更为合理化是将来研究的重点【4】。 2.2 Capdeville 生物膜增长动力学模型【4，5】 20世纪90年代初，法国CapdeviUe 教授所领导的实验室提出生物膜反应器活性物质和非
植物根际微生物研究进展
植物根际微生物研究进展 引言 1904 年，德国微生物学家Lorenz Hiltner 提出了根际概念，他将根际定义为根系周围、受根系生长影响的土体。100 多年来，根际研究方兴未艾，根际概念也不断得以丰富和完善。为纪念根际概念诞生100 周年，亦为交流根际研究的最新进展，2004年9 月在Hiltner 的故乡、也是他曾工作多年的城市一慕尼黑召开了第一届国际根际大会。450 多位国际根际研究专家参加了会议，会议分成16 个分会，共有113 个会议报告和308 个墙报展示。微生物是整个会议交流的重点，共有9 个分会、69 篇会议报告和192 篇墙报报告微生物的研究进展，分别占总数的56% 、61% 和62%。现根据会议交流情况结合近年来国际上根际微生物的研究动向，对根际微生物研究的最新进展和面临的挑战作。 1根际微生物研究方法进展 环境微生物的生物多样性过去通常是用分离和培养技术加以研究的。近20 年来，分子生态技术迅速发展，通过对环境16S rRNA 基因进行的大量研究表明，微生物生物多样性远比用传统方法估计的要高。微生物工作者惊奇发现环境中绝大部分微生物实际上从没有得到过培养，这些未培养的微生物与已培养的种群在系统发育上存在很大差距。根际与其他生境一样，用分子生态方法证明根际微生物不仅具有丰富的多样性，而且含有大量未培养的微生物种群。但是尽管在包括根际在内的不同生境中发现了大最未培养微生物，对这些微生物在环境中的功能目前仍了解很少。大部分根际过程的微生物学机理尚不清楚。深入理解根际微生物生化过程和植物－微生物相互作用的机理仍然是根际微生物工作所面临的重大挑战。近年来分子生态方法已取得了－系列新的突破性进展，这些新方法使探索根际微生物不同个体的生态功能成为可能。 Hurek 等提出测定环境微生物新陈代谢中的关键基因能提供微生物群体的功能信息。例如固氮基因特别适合于进行固氮微生物的系统发育分析。建立功
植物根际微生物的影响因素研究进展
收稿日期：２０１４－０１－ ０２作者简介：徐文静（１９８９－），女，河南郑州人，在读硕士研究生，研究方向：园林植物栽培生理。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｗｅｎｊｉｎｇ＿ｚｚ＠１６３．ｃｏｍ＊通讯作者：杨秋生（１９５８－） ，男，辽宁阜新人，教授，博士生导师，主要从事园林植物栽培教学和研究。植物根际微生物的影响因素研究进展 徐文静，靳晓东，杨秋生＊ （河南农业大学林学院，河南郑州４５０００２ ）摘要：根际土壤微生物是土壤生态系统中最活跃的组分，可作为土壤肥力的指标，因此它对于土壤生态系统具有重要意义。对国内关于植物根际微生物的影响因素研究进展进行了综述，主要包括植物自身因素（植物种类、生长状况、根系分泌物、转基因）和外界因素（ＣＯ２浓度、地理条件、重金属与化学物质、施肥），并对该领域未来的研究进行了展望。关键词：植物；土壤；根际微生物；影响因素 中图分类号：Ｓ１５４．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００４－３２６８（２０１４）０５－０００６－ ０７Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｆａｃｔｏｒｓ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ Ｐｌａｎｔ Ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ Ｍｉｃｒｏｏｒｇ ａｎｉｓｍＸＵ Ｗｅｎ－ｊｉｎｇ ，ＪＩＮ Ｘｉａｏ－ｄｏｎｇ，ＹＡＮＧ Ｑｉｕ－ｓｈｅｎｇ＊ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，Ｈｅｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇ ｚｈｏｕ ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｏｓｔ ａｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｉｓ ｔｈｅ ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ ｉｎ ｓｏｉｌ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｉｓｔｈｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎ ｓｏｉｌ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｆｌ－ｕｅｎｃｉｎｇ ｐｌａｎｔ ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ ｓｕｃｈ ａｓ ｐｌａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ，ｇｒｏｗｔｈ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｒｏｏｔ ｅｘｕｄａｔｅｓ，ｔｒａｎｓｇｅｎｅ ａｎｄ ＣＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎ Ｃｈｉｎａ，ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｌａｎｔ；ｓｏｉｌ；ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒ 根际是指植物根系与土壤微生物之间相互作用 所形成的独特的微生态环境，也是植物－土壤－微生 物相互作用的场所［ １－ ２］。根际微生物是土壤生态系统中最活跃的组分，在土壤生态中起着重要的作用，可以作为土壤肥力的指标之一，它是土壤生态系统中物质循环和能量流动的主要参与者，担负着土壤中Ｃ、Ｎ、Ｐ和Ｓ等养分的循环和土壤有机质分解等重任，影响着土壤有机质的转化，同时在陆地生态系 统中也发挥着重要的作用［３－ ４］。因此，研究植物根际 微生物影响因素， 对提高土壤肥力和根际土壤微生物数量和活性，改善土壤生态环境具有重要意义。为此，对根际微生物影响因素进行综述，以期为植物根际微生态的深入研究和改善根际土壤肥力提供理论依据。 １ 植物自身因素对根际微生物的影响 １．１ 植物种类 根际微生物数量和结构的变化导致了根际微生物群落的变化，植物的种类不同，其根际土壤中的微 生物种类、结构和功能也不同。章家恩等［５］ 研究发 现，不同植被下土壤对不同类型的微生物产生的根际效应不同， 丫蕨、青皮、大叶相思和广东凤下土壤对真菌、放线菌具有明显的根际效应，尾叶桉、湿地松和木荷分别对放线菌、真菌和细菌有明显的根际效应，但木荷对真菌和放线菌则呈现出负效应，柳叶 竹对真菌也呈现负效应。高崇阳［６］ 研究发现，飞机 草的入侵使真核微生物数量和群落多样性大大降低，薇甘菊入侵使根际土壤中真、细菌群落的多样性 河南农业科学，２０１４，４３（５）：６－ １２ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｎａｎ Ａｇ ｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ