慢性伤口指伤口不能按照正常愈合的三期进行,而是进入持续的炎症状态。目前,慢性伤口的发生率越来越高,给患者造成严重伤害,导致重度感染。慢性伤口的常见潜在原因包括糖尿病、血管疾病、行动不便和细菌感染。
慢性伤口是一个日益严重的健康问题
在正常情况下,伤口愈合的过程包括多个步骤,包括止血;炎症;细胞分裂以取代受损细胞(增殖和迁移);以及疤痕形成(重塑)。
而通常情况下,伤口愈合过程很快,不会发生意外。但是,在慢性创伤中,这一过程停滞不前;通常处于炎症状态。这意味着伤口可能会持续几个月甚至几年。
在慢性伤口中,伤口愈合过程在炎症阶段停滞不前,使其易受细菌感染。
大约60-78%的慢性伤口含有细菌生物膜(Malone et al. 2017),细菌在其中聚集并粘附在开放伤口的表面。在形成细菌生物膜后,细菌会产生一种黏性物质,保护自己免受人体免疫系统和抗生素的伤害。
金黄色葡萄球菌是慢性伤口的细菌生物膜中最常见的微生物类型。生物膜中的细菌会分泌出对人体细胞不利的物质。但是目前还不清楚这些物质如何影响伤口愈合的过程。我们通过发表在《FEMS Microbes 》上的 "The effects of Staphylococcus aureus biofilm conditioned media on 3T3 fibroblasts"来了解细菌生物膜如何影响伤口愈合。
通过MTT法检测细胞代谢活性,发现50%生物膜分泌物处理就会降低成纤维细胞的代谢活性,75%以上就会显著降低。
随后通过伤口划痕实验发现,75%生物膜分泌物处理会显著降低细胞迁移距离,细胞形态发生变化。同时削弱细胞增殖能力。
持续使用50%和75%的生物膜分泌物处理成纤维细胞7天,测量β-半乳糖苷酶,结果显示从第5天到第7天β-半乳糖苷酶显著增加。后期时间点的细胞呈显扁平状,多核细胞频率增加,细胞周期停止在G2M。
生物膜分泌物会抑制细胞骨架蛋白F-acting和α-tubulin。
细胞粘附实验发现,生物膜分泌物以剂量依赖性增强细胞间粘附。
四、生物膜分泌物改变了细胞连接和粘附蛋白外观和大小
1、β-catenin从细胞膜转移至细胞质
2、降低了粘附蛋白vinculin和paxillin的形态大小
[1]Malone M, Bjarnsholt T, McBain AJ, et al. The prevalence of biofilms in chronic wounds: a systematic review and meta-analysis of published data. J Wound Care. 2017;26(1):20-25. doi:10.12968/jowc.2017.26.1.20
[2]Leigh Madden, Shyan Huey Low, Anthony R J Phillips, Kimberly A Kline, David L Becker, The effects of Staphylococcus aureus biofilm conditioned media on 3T3 fibroblasts, FEMS Microbes, Volume 2, 2021, xtab010, https://doi.org/10.1093/femsmc/xtab010