3株鸡源大肠杆菌生物被膜态与浮游态的活性及功能差异分析

【作者】 陶梦珂； 赵恒； 李苗苗； 张鲁星； 石晴晴； 胡功政； 苑丽； 刘建华；

【机构】 河南农业大学动物医学院；

【摘要】 引言/目的大肠杆菌生物被膜引起的感染难以根除,其耐药机制备受关注^[1]。本研究旨在探索同一株菌在生物被膜态与浮游态下的活性及功能差异,为进一步探究其耐药性机制奠定基础。材料与方法分别测定强、中、弱成膜能力的鸡源大肠杆菌EL8、EM3、ES10在24h内的生长曲线及其12 h、24 h、36 h、48 h、60 h、72 h、84 h的被膜周期生成量,比较阿米卡星、头孢噻呋、多西环素、氟苯尼考、环丙沙星、庆大霉素、黏菌素7种抗菌药物对以上菌株在生物被膜态和浮游态的最小抑菌质量浓度（MIC）、最小杀菌质量浓度（MBC）,并对两种状态下的菌株进行疏水性、菌体自聚性、内外膜通透性、ATP含量、活性氧水平、外排泵功能测定。结果与讨论3株大肠杆菌的24 h内的生长曲线无明显差别,但被膜周期生成量结果表明在整个时间段内被膜产生量EL8>EM3>ES10,且在72 h达到最高峰,差异显著（P<0.05）。MIC、MBC测定结果显示各抗菌剂对生物被膜态的抑菌浓度、杀菌浓度高于浮游态,分别增大1.25～160倍、1.25～640倍,说明各菌株形成生物被膜后耐药性明显增强。良好的疏水性和较强的自凝集能力都能促进早期生物被膜的形成。本研究的疏水性和自聚合试验结果显示,与浮游态相比,3株菌株生物被膜态的外膜疏水性和菌体自聚合能力均有所增强,且差异极显著（P<0.01）。细胞外膜可以保护细菌细胞免受抗菌药物的影响,为了到达菌体内部,抗菌药物必须克服细菌内外膜屏障^[2]。本研究发现,无论成膜能力强弱,3株菌株生物被膜态的内外膜通透性均强于浮游态,但强成膜菌株EL8外膜差异不显著,其余均差异极显著（P<0.01）。ATP作为最重要的能量分子,其水平的改变可以影响细胞功能。外排泵通过将包括抗菌药物在内的细胞内毒素从细胞内泵出,从而使耐药性增加。本研究发现以上菌株生物被膜形成后,ATP及活性氧水平升高,外排泵表达增加。以上结果表明强、中、弱成膜能力菌株在生物被膜形成后,其活性及功能均有所增强。更多还原