大蒜素对铜绿假单胞菌生物膜形成的影响及结构定量化分析

目的利用激光共聚焦显微镜（Confocal Laser Scanning Microscopy, CLSM）观察大蒜素对铜绿假单胞菌PA01菌株生物膜（biofilms,BF）形成过程的影响,并用ISA（Image Structure Analyzer）软件对BF结构进行定量化分析。方法体外建立1d．3d和7d组PA01菌株BF模型,每组分3小组,分别用生理盐水、大蒜素128μg／mL、大蒜素10μg／mL作用6h。通过荧光探针SYT09／PI标记,利用CLSM进行动态观察,并用ISA软件对其BF结构进行定量分析。结果（1）生理盐水对照组铜绿假单胞菌生物膜厚度随时间的增加而增加,但在后3d增加的速度减慢;同时区域孔率（Areal Porosity,AP）呈下降趋势,平均扩散距离（Average Diffusion Distance,ADD）有逐渐增加趋势,结构熵（Textural Entropy,TE）有增加的趋势。（2）7d组模型中,大蒜素128μg／mL作用后,BF厚度由（28．83±0．67）μm减低到（16．50±0．69）μm;AP由0．76±0．10增加到0．92±0．02;TE由6．78±0．93减低到5．61±0．55。10μg／mL大蒜素干预后,有同样趋势,但效应不如高浓度明显。（3）1d、3d模型组,大蒜素作用后同对照组相比,厚度、AP、TE的差异均有统计学意义,趋势同7d组。结论通过ISA软件对干预前后的BF进行结构定量分析,大蒜素对各个时间段BF的形成均有影响,高浓度效果更显著。     

铜绿假单胞菌生物膜和浮游菌的毒力表达差异

目的探究铜绿假单胞菌生物膜和浮游菌状态下毒力因子的表达差异。方法使用铜绿假单胞菌标准菌株PAO1,分别在生物膜(静置)和浮游菌(摇床)状态下培养,收集上清液,检测总蛋白酶、LasA和LasB弹性蛋白酶、鼠李糖脂、绿脓素、溶血活性;通过荧光定量PCR检测群体感应(quorum sensing, QS)系统相关基因的表达;同时,通过活菌计数检测PAO1在生物膜和浮游菌状态下的生长曲线。结果生物膜状态下,铜绿假单胞菌PAO1的总蛋白酶、LasA、LasB弹性蛋白酶、鼠李糖脂、绿脓素表达均增高(均P0.05),溶血活性增高(P0.05),生物膜和浮游菌状态下细菌生长曲线差异无统计学意义,QS相关基因rhlI、rhlR、rhlA、lasI、lasR、pqsA、pqsR表达增高(均P0.05)。结论铜绿假单胞菌PAO1在生物膜状态下毒力因子表达较浮游菌状态下增高。     

铜绿假单胞菌LasR基因反义核酸原核表达载体的构建及对该菌毒力的影响

PCR扩增LasR基因,用反向克隆法构建LasR基因反义核酸原核表达载体pUCP18/lasRantisense并转化铜绿假单胞菌,经酶切、PCR及测序鉴定重组载体.RT-PCR检测LasB基因和LasI基因mRNA的表达,NAD法测定外毒素A的活性,紫外分光光度计测定绿脓菌素的产生水平.用转化pUCP18/lasRantisense质粒菌株感染大鼠呼吸道并进行病理组织切片检查.PCR扩增出约720bp片段,与GenBank(No:NC_002516)报道的基因片段大小一致,构建了LasR基因反义核酸原核表达载体pUCP18/lasRantisense,并成功转化铜绿假单胞菌,且有效表达,使转化菌的毒力因子弹性蛋白酶、外毒素A和绿脓菌素表达水平均降低.与标准株感染的大鼠比较,转化pUCP18/lasRantisense质粒菌株感染的大鼠支气管炎症明显减轻.上述结果表明,LasR基因反义核酸原核表达载体pUCP18/lasRantisense可以降低铜绿假单胞菌的毒力.     

氨溴索对粘液型铜绿假单胞菌生物膜藻酸盐作用的体外研究

目的探讨氨溴索对铜绿假单胞菌临床分离株形成的生物膜（biofilm,BF）主要成分藻酸盐的干预作用,研究其对藻酸盐合成过程中起重要作用的基因表达和合成过程中限速酶活性的影响,以及其对藻酸盐降解的影响。方法建立铜绿似单胞菌临床分离株BF体外模型,培养7d后得到成熟BF。将BF内的细菌振荡下来后,用疏酸-苯酚法检测氨溴索对藻酸盐含量的影响;RT-PCR检测藻酸盐合成过程中重要基因algD、algU、algR和mucA的mRNA表达;分光光度计检测合成过程中限速酶——GDP-甘露糖脱氢酶（guanosine diphospho-D-mannose dehydrogenase,GMD）的活性,并检测藻酸盐的降解情况。结果在氨溴索3．75mg／ml作用下,藻酸盐含量（mg／g）由86．4024±0．8588下降到59．9199±0．5803（F=66．2,P〈0．01）;其合成重要基因algD、algU、algR和mucA的mRNA的表达分别由1．2994±0．0173、1．0488±0．0457、0．9888±0．0267和0．8731±0．0336变化为1．0253±0．0265、0．9594±0．0106、0．8536±0．0179和1．0770±0．0503（F=91．9,41．1,88．4和56,9,P均〈0．05）;其合成限速酶GMD活性由0．0989±0．0055下降到0．0558±0．0016（F=121．2,P〈0．01）;藻酸盐的降解量（△mg／g）由1．4122±0．0073变化为1．4175±0．0019（F=21．81,P〉0．05）。1．875mg／ml氨溴索作用下,有同样的趋势但效应不如高浓度明显。结论氨溴索可以降低铜绿假单胞菌BF藻酸盐的含量,影响藻酸盐合成过程中重要基因algD、algU、algR和mucA的mRNA的表达,降低藻酸盐合成限速酶GMD活性,但对藻酸盐的降解无影响。     

SYT09/PI荧光探针标记lasR rhlR基因缺陷对铜绿假单胞菌生物膜形成影响的体外实验研究

目的研究群体感应（QS）系统在铜绿假单胞菌生物膜（BF）形成中的作用。方法体外建立3 d QS系统完整的铜绿假单胞菌野生型PA01菌株与QS系统缺陷（lasRrhlR基因缺陷△lasR△rhlR）型菌株生物模型,通过SYT09/PI荧光探针标记,结合激光共聚焦显微镜摄取BF不同层面的图片,经图像结构分析（ISA）软件分析获得QS系统lasRrhlR缺陷株,PA01菌株BF相关空间结构参数。结果培养第3天PA01菌株可形成较厚、有孔状通道的成熟BF结构,而△lasR△rhlR菌株仅形成明显稀薄的早期BF结构,△lasR△rhlR菌株的3 d BF厚度为（7.36±0.2）μm,PA01菌株为（21.64±0.57）μm（P〈0.05）,区域孔率（areal porosity,AP）分别为：（0.902±0.006）、（0.928±0.002）;平均扩散距离（average diffusion distance,ADD）和结构熵（textural entropy,TE）在△lasR△rhlR菌株分别为：（1.503±0.029）和（5.706±0.190）;在PA01菌株分别为：（1.467±0.015）和（5.213±0.111）,△lasR△rhlR菌株AP较PA01菌株低（P〈0.05）;而ADD、TE较PA01菌株高（P〈0.05）。结论△lasR△rhlR基因缺陷明显影响铜绿假单胞菌的BF形成能力,QS系统lasRrhlR基因在铜绿假单胞菌BF形成中发挥重要作用。     

氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌毒力表型的诱导调节

研究氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌与急性侵袭感染相关的主要毒力因子表型的影响。分别检测暴露前后铜绿假单胞菌的生长速度、运动能力,对乙酰胺的分解能力和培养细胞外液中绿脓菌素、弹性蛋白酶的分泌水平和活性。在动物水平验证毒力的变化。结果显示,经4.5 MPa氦氧饱和加压暴露后,与对照组相比铜绿假单胞菌的生长增殖、运动能力和对乙酰胺的分解能力增强,绿脓菌素分泌增加,弹性蛋白酶活性增强;暴露后细菌对实验小鼠的毒性增加。因此氦氧饱和高气压环境对铜绿假单胞菌的毒力表型有正调控作用。     

依地酸钠对黏液型铜绿假单胞菌生物膜的作用

目的探讨金属螯合剂依地酸钠（EDTA）对黏液型铜绿假单胞菌（PA）成熟生物膜的杀菌作用和对其结构的影响。方法平板法培养成熟铜绿假单胞菌生物膜,微量肉汤稀释法测量EDTA、环丙沙星的最低抑菌浓度,平板计数法计算EDTA、环丙沙星单独及联合对生物膜菌落数的影响,荧光探针FITC-ConA染细菌胞外多糖、荧光显微镜下观察EDTA作用前后多糖差别,荧光探针SYT09／H标记生物膜内细菌、激光共聚焦显微镜观察结合BF图像结构分析软件（ISA）对EDTA作用前后的生物膜结构参数进行定量分析。结果当EDTA浓度为5MIC时达到对PA生物膜的最大杀菌效应,可使菌落数由10^7CFU／ml降至10^4CFU／ml,0．1MIC、5 MIC的EDTA均可增强环丙沙星对生物膜的杀菌作用,高浓度组效果更明显、使菌落数降至10^2CFU／ml。EDTA作用后荧光显微镜下可见多糖被破坏,明显减少。激光共聚焦显微镜下可见EDTA作用后生物膜死茵比例增加,菌落变稀疏。ISA软件分析结果显示：5MIC的EDTA作用后生物膜厚度（d）由（22．59±4．13）μm降至（8．97±2．45）μm,t=8．515,P〈0．05;AP（区域孔率）由0．89±0．07增加至0．97±0．02,t=-2．653,P〈0．05;ADD（平均扩散距离）由3．08±0．96降至1．59±0．24,t=4．510,P〈0．05;TE（结构熵）由6．25±0．79降至3．02±0．67,t=9．375,P〈0．05;0．1MIC的EDTA效果没有5MIC明显。结论EDTA可以破坏铜绿假单胞菌生物膜的结构,增强抗生素对生物膜杀菌活性。     

纳米银水凝胶涂膜干预气管导管表面铜绿假单胞菌黏附及生物膜形成的实验研究

目的研究纳米银水凝胶涂膜对气管导管（endotracheal tube,ETT）表面铜绿假单胞菌粘附及细菌生物膜（biofilm,BF）形成的干预作用。方法实验共设6组,分别为空白对照组,涂纳米银3．5、7．0、10．5、14．0和17．5μg／cm^2组。参考Brown平板法,制备ETT、表面铜绿假单胞菌BF模型。通过超声振荡-平板菌落计数法检测体外培养6、12、18h时各组ETT表面BF中的活细菌粘附数量。借助激光共聚焦显微镜观察BF中的活死菌分布情况,并测量BF厚度。结果（1）与空白对照组相比,最小量涂膜组（3．5μg／cm^2）体外培养6h时,导管表面活细菌的粘附量显著减少（P〈0．05）,12h时差异无显著性（P〉0．05）;最大量涂膜组（17．5μg／cm^2）体外培养6h时,ETT表面几乎未见细菌粘附（P〈0．05）,18h时BF中的活菌数量及BF厚度均显著减少（P〈0．05）。（2）激光共聚焦显微镜观察可见,培养6h时,空白对照组ETT表面粘附的死活菌呈不规则散点样分布,未见明显的细菌菌落形成,而各实验组ETT表面仅有细菌零星分布,其数量少于空白组。18h时空白对照组表面可见大量活死菌堆积粘连,有小菌落形成并相互交通成地图状,可见典型BF结构,而此时最大量涂膜组（17．5μg／cm^2）表面仅见数量不等的菌落形成,菌落周围可见数量不等的细菌分布。结论纳米银水凝胶涂膜可有效减少ETT表面铜绿假单胞菌的粘附数量,延缓导管表面细菌BF形成,其作用强弱随培养时间及单位面积中的纳米银剂量的变化而变化。     

群体感应淬灭酶克隆表达及其对铜绿假单胞菌的影响

【背景】由于抗生素的大量使用,导致细菌耐药性越来越强,寻找新的抗细菌感染药物成为研究热点。【目的】克隆表达群体感应淬灭酶,探究其对铜绿假单胞菌毒力及致病性的影响。【方法】利用PCR技术从产群体感应淬灭酶的芽孢杆菌QSI-1基因组DNA中克隆出aiiA基因,将其克隆到表达载体pET30a并导入大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中进行诱导表达,通过镍柱亲和层析获得纯化的N-酰基高丝氨酸内酯酶。用不同浓度的淬灭酶作用于铜绿假单胞菌,检测其对铜绿假单胞菌毒力因子产生以及生物膜形成能力的影响;以秀丽隐杆线虫为模型,考察其对线虫感染铜绿假单胞菌存活率的影响。【结果】克隆表达出群体感应淬灭酶,该酶能显著抑制铜绿假单胞菌毒力因子产生和生物膜的形成,并能降低铜绿假单胞菌对感染线虫的致死率。【结论】群体感应淬灭酶可作为一种能高效抑制细菌致病性的物质,为临床治疗细菌性感染提供新的策略。     

大蒜素对铜绿假单胞菌生物膜早期黏附及胞外多糖的影响

目的研究大蒜素对铜绿假单胞菌PA01菌株生物膜（biofilm,BF）早期黏附及胞外多糖复合物（Extracellular Polymeric Substances,EPS）的影响。方法利用荧光多功能酶标仪检测各组不同时间点96孔板中pGF-Puv转化PA01菌株的荧光强度,计算黏附率以表示干预对不同时间点细菌黏附的影响,利用荧光显微镜下定性观察细菌的黏附量;应用异硫氰酸标记的刀豆蛋白A（FITC conjugated concanavalin A,FITC-conA）特异性结合细菌EPS,荧光显微镜下定性观察各组EPS的变化;利用硫酸-苯酚法定量各组细菌EPS的产量。结果6h组,大蒜素高浓度干预后细菌的黏附率由0．70±0．03下降至0．50±0．01,t=15．014,P〈0．05,大蒜素低浓度干预后黏附率也有下降,但不及高浓度组明显;除了9h组其他时间组趋势与6h组大致相似,可能与大蒜素含量下降有关。荧光显微镜观察可见生理盐水对照组细菌菌落分布,干预组黏附的细菌稀疏散在分布,以高浓度为甚。FITC-conA可使胞外多糖显色,在荧光显微镜下观察可见大蒜素干预后EPS减少,稀薄;EPS定量实验,EPS总量大蒜素高浓度干预组（181．19±1．59）μg较生理盐水对照组（602．66±21．94）μg有明显降低,t=60．589,P〈0．05。结论大蒜素可显著减少PA01菌株黏附及产EPS的能力。     

7-fluoroindole as an antivirulence compound against Pseudomonas aeruginosa

The emergence of antibiotic resistance has necessitated new therapeutic approaches for combating persistent bacterial infection. An alternative approach is regulation of bacterial virulence instead of growth suppression, which can readily lead to drug resistance. The virulence of the opportunistic human pathogen Pseudomonas aeruginosa depends on a large number of extracellular factors and biofilm formation. Thirty-one natural and synthetic indole derivatives were screened. 7-fluoroindole (7FI) was identified as a compound that inhibits biofilm formation and blood hemolysis without inhibiting the growth of planktonic P.?aeruginosa cells. Moreover, 7FI markedly reduced the production of quorum-sensing (QS)-regulated virulence factors 2-heptyl-3-hydroxy-4(1H)-quinolone, pyocyanin, rhamnolipid, two siderophores, pyoverdine and pyochelin. 7FI clearly suppressed swarming motility, protease activity and the production of a polymeric matrix in P.?aeruginosa. However, unlike natural indole compounds, synthetic 7FI did not increase antibiotic resistance. Therefore, 7FI is a potential candidate for use in an antivirulence approach against persistent P.?aeruginosa infection.     

2006年至2007年我院烧伤创面感染细菌及耐药性监测

目的了解近2年本所分离菌株和耐药情况。方法采用纸片扩散法（KB法）和采用CLSI2006年的判断标准对595株临床分离菌做药敏试验。结果595株细菌中G^-菌占61．51％,G^＋菌占36．3％;G^-球菌占0．84％,真菌占1．75％。发现铜绿假单胞菌对头孢曲松、头孢呋新、头孢塞肟和哌拉西林耐药率高达92．5％-99．1％,更甚者为鲍曼不动杆菌,对头孢唑啉、头孢曲松、头孢哌酮和丁胺卡那霉素耐药率均高达100％。变形杆菌和大肠埃希菌耐药性相对较低。结论烧伤感染常见菌为铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、变形杆菌和金葡菌,而且耐药性很强。     

铜绿假单胞菌生物膜悬液和藻酸盐对小鼠巨噬细胞吞噬功能的影响

目的探讨铜绿假单胞菌（PA）生物膜和藻酸盐成分对小鼠巨噬细胞吞噬功能的影响。方法用具有生物膜成分的PA悬液分别感染肺部巨噬细胞缺乏小鼠和正常小鼠,比较组织中的细菌数量。提取小鼠腹腔巨噬细胞,藻酸盐作用后加入PA悬液,测定巨噬细胞对细菌的吞噬率。巨噬细胞经不同浓度的藻酸盐作用后,中性红法检测巨噬细胞吞噬能力。结果巨噬细胞缺乏组和对照组肺部组织的细菌数量分别为（4.16±3.36）×10^5/ml和（5.15±1.92）×10^5/ml,t=0.7211,P=0.483。生物膜细菌组的巨噬细胞吞噬率与对照组的吞噬率分别为（13.82±4.71）%和（42.73±11.00）%,Q=12.3231,P〈0.01。表明生物膜细菌组比对照组更能抵抗巨噬细胞的吞噬。加藻酸盐组的巨噬细胞吞噬率与对照组的吞噬率分别为（22.91±6.20）%和（42.73±11.00）%,Q=8.4465,P〈0.01。表明加藻酸盐组比对照组更能抵抗巨噬细胞的吞噬。当藻酸盐浓度为0、25、50、75、100、125、150μg/ml时,以吸光度A（540nm）值表示其巨噬细胞吞噬中性红的能力分别为：0.271±0.044、0.456±0.062、0.445±0.061、0.551±0.065、0.210±0.053、0.186±0.026、0.195±0.025。当藻酸盐≤75μg/ml时巨噬细胞吞噬中性红的能力增强,与0μg/ml组相比P〈0.05;当藻酸盐〉75μg/ml时巨噬细胞吞噬中性红的能力降低,与0μg/ml组相比P〈0.05。结论巨噬细胞有阻止PA入侵的作用。PA生物膜可以抑制巨噬细胞的吞噬。PA生物膜藻酸盐成分在〈75μg/ml时促进巨噬细胞的吞噬,而在较大剂量时抑制巨噬细胞的吞噬功能。     

Reliable enzyme-linked immunosorbent assay systems for pathogenic factors of Pseudomonas aeruginosa alkaline proteinase, elastase, and exotoxin A: a comparison of methods for labeling detection antibodies with horseradish peroxidase

Sensitive sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) systems for the quantification of 3 pathogenic factors of Pseudomonas aeruginosa-alkaline proteinase (aeruginolysin), elastase (pseudolysin ), and exotoxin A-were developed. The maleimide-pyridyl disulfide method was applied for the labeling of rabbit anti-each antigen IgG with horseradish peroxidase (HRP) and the conjugates were used as secondary antibodies (detection antibodies) in the ELISA systems. The EDTA, a chelating agent, was added to the buffers for sample and detection antibody, which inhibited the degradation of IgG by elastase derived from P. aeruginosa for improving the assay precision. The ELISA systems using the HRP-labeled detection antibodies produced by the maleimide-pyridyl disulfide method exhibited higher sensitivity than previously reported methods. The detection limits for alkaline proteinase, elastase, and exotoxin A were 18 pg/ml, 34 pg/ml, and 22 pg/ml, respectively. The intra-assay coefficients of variation for alkaline proteinase, elastase, and exotoxin A were 3.4%-5.0%, 1.9%-3.5%, and 1.3%-5.4%, respectively. These ELISA systems exhibited good inter-assay precision, non-cross-reactivity, dilution linearity, and recovery . Employing these ELISA systems, we revealed that pathogenic factor concentrations were different among the P. aeruginosa strains tested, which may relate to the different pathogenicity of each strain.     

红霉素、氨溴索与环丙沙星雾化吸入对实验大鼠铜绿假单胞菌生物膜的影响

目的研究红霉素和氨溴索分别联合环丙沙星雾化吸入对铜绿假单胞菌成熟生物膜的干预效果。方法平板法培养成熟铜绿假单胞菌生物膜;微量肉汤稀释法测量红霉素和环丙沙星的最低抑菌浓度;制作气管插管铜绿假单胞菌生物膜感染模型;平板计数法计算红霉素、氨溴索分别联合环丙沙星对生物膜菌落数的影响;日本岛津紫外-可见光分光光度计UV1700测铜绿假单胞菌菌液的A值;石蜡切片HE染色定性观察肺组织的炎症情况;扫描电镜定性观察各处理组的生物膜结构变化。结果各处理组干预7 d后肺组织细菌菌落计数（×10^4CFU/m l）：干预组分为：生理盐水对照,氨溴索,红霉素,红霉素联合环丙沙星,氨溴索联合环丙沙星,各组分别为139.250±42.0162、101.625±40.4190、109.625±33.4747、57.750±37.8295和22.250±17.3184,前3组与后2组对比差异均有显著性（P〈0.05）,前3组之间对比差异没有显著性（P〉0.05）,后2组对比差异有显著性（P〈0.05）。导管生物膜细菌菌落计数（×10^4CFU/m l）：5组分别为170.000±48.3263、127.625±39.0163、133.500±33.6876、70.375±35.7768和38.125±19.1045,结论和肺组织菌落计数是一致的。导管生物膜电镜观察：第1组导管内表面均有较厚基质覆盖,2、3组减少不明显,而联合用药组导管内表面生物膜明显减少,其中第5组效果更好。结论氨溴索与红霉素分别联合环丙沙星雾化吸入在控制导管生物膜和呼吸系统相关感染均具有显著效果,其中氨溴索联合环丙沙星疗效更好。