細菌生物膜Biofilm

游朝慶

   關於生物膜（Biofilm，又稱細菌生物膜、生物薄膜、菌膜、在大陸較常被稱為生物被膜（而『生物膜』在大陸被認為是biological membrane），日文叫バイオフィルム）的錯誤觀念很多，如可不可以肉眼看見生物膜?傷口中的slough是不是biofilm？由於資料太多，以下我以”wounds international”雜誌於2010年出刊的” Biofilm Made Easy¹”為主要架構，並旁徵谷歌大神的一些資料，向大家介紹什麼是生物膜。

什麼是生物膜（Biofilm）？

   生物膜是微生物藉著附著而固定於某特定載體上的微生物共生體。它的結構複雜且同時受細菌自身分泌的聚多醣類黏液膜保護。在水中環境下，幾乎任何物體表面上都能夠形成生物膜²。生物膜(biofilm)的主成分為由細菌DNA、多醣體及蛋白質組成的細胞外聚合體（extracellular polymeric substance，EPS）。生物膜的形成有兩項因素：有固定營養的水性環境及一個可供細菌黏附的表面。生物膜廣泛的定義：就是由微生物以及其所分泌之胞外物質（extracellular matrix）附著在物體表面所形成的結構。根據研究發現：環境中的微生物，並非如我們想像的都是離群索居，就如同人類會群居一般，百分之九十以上的微生物，都是群聚生長在生物膜的結構中。不僅如此，一部分居住在生物膜社區中的細菌，還必須自我犧牲和裂解，以釋放出細菌細胞中的染色體DNA，稱之為胞外DNA（extracellular DNA，eDNA），以供形成生物膜所需。由此可知：細菌形成生物膜是細菌的集體行為，彼此之間需互相協調溝通的³。

生物膜和傷口的關係？

   長久以來已經知道，生物膜容易在一些醫療裝置上形成，如導尿管foley、氣管內管、骨科及乳房的一些人工植入物、隱形眼鏡、子宮內避孕器IUD、中心靜脈導管CVC、以及縫線^4,5。這些常導致一些不容易治療的細菌感染或慢性發炎，如感染性心內膜炎、導管相關的血流或泌尿道感染、人工植入物的感染、牙周病、尿路結石感染、及骨髓炎^4,6-9。生物膜也在傷口中被發現，並且和不易癒合的傷口有關，在電子顯微鏡下發現慢性傷口中，有60％存在生物膜，相對在急性傷口中只有6％發現有生物膜¹⁰。(未完)

1.Phillips PL, Wolcott RD, Fletcher J, Schultz GS,Biofilm Made Easy. Wounds International, 1(3): 1-6,. 2010, http://www.woundsinternational.com/media/issues/288/files/content_8851.pdf

2.生物膜－透析水質的隱形殺手-安愼診所 溫玉嬌 主任，http://www.hcrsfvac.artcom.tw/ap/news_view.aspx?bid=40&sn=d39d2cbf-7cab-4f45-bdf7-62a3132c3e1d

3.細菌生物膜與人類感染疾病，生技系 林美惠助理教授，長庚校訊第129期，http://memo.cgu.edu.tw/Secretariat/news/129/research/research_1.htm

4. Costerton JW, Stewart PS, Greenberg EP. Bacterial biofilms: a common cause of persistent infections. Science 1999; 284(5418): 1318-22. 6. Donlan RM, 5.Costerton JW. Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. Clin Microbiol Rev 2002; 15(2): 167-93.

6.Hall-Stoodley L, Stoodley P. Evolving concepts in biofilm infections. Cell Microbiol 2009; 11(7): 1034-43.

7. Wolcott RD, Rhoads DD, Bennett ME, et al. Chronic wounds and the medical biofilm paradigm. J Wound Care 2010; 19(2): 45-50, 52-53.

8. Parsek MR, Singh PK: Bacterial biofilms: an emerging link to disease pathogenesis. Annu Rev Microbiol 2003;57:677-701.
9. Lindsay D, von HA: Bacterial biofilms within the clinical setting: what healthcare professionals should know. J Hosp Infect 2006;64:313-25.

10.James GA, Swogger E, Wolcott R, et al. Biofilms in chronic wounds. Wound Repair Regen 2008;16(1): 37-44.