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在慢性伤口感染中，铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）生物膜危害极大。研究人员评估了一氧化氮（NO）供体和 EDTA 对其生物膜的作用。结果显示，NO 供体在早期生物膜有效，成熟后减弱，EDTA 则持续有效且增强抗生素效果。这为抗菌治疗提供了新思路。
在医疗领域，慢性伤口一直是个棘手的难题。想象一下，那些糖尿病患者脚上难以愈合的溃疡，或是长期卧床者身上的压疮，不仅给患者带来身体上的痛苦，还极大地增加了医疗成本。据统计，2017 - 2018 年英国国家医疗服务体系（NHS）处理了超 380 万个伤口，一年内在未愈合伤口上花费超 50 亿英镑；2022 年美国有 1050 万人被诊断出患有慢性伤口，比 2014 年增加了 230 万。而生物膜，这个由微生物聚集形成、被胞外聚合物（EPS）包裹的 “小团体”，在慢性伤口中肆意捣乱。它不仅阻碍伤口正常愈合，还让细菌对抗菌药物产生耐受性，使得感染愈发难以控制，严重影响患者康复。
为了攻克这一难题，国外研究人员展开了深入研究。他们聚焦于一氧化氮（NO）供体和乙二胺四乙酸（EDTA），探究它们对铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）生物膜的作用，期望能找到更有效的慢性伤口抗菌疗法。研究成果发表在《Biofilm》上，为该领域带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。在检测 NO 释放方面，运用 Griess 比色法和 UV - 可见光谱技术，精确测定不同 pH 环境下 NO 供体释放 NO 的情况以及其降解动力学。对于生物膜的研究，通过结晶紫染色法量化生物膜总生物量；利用荧光显微镜观察生物膜内细菌的存活状态；借助 resazurin 染色评估细菌代谢活性；采用菌落形成单位（CFU）计数法确定细菌的存活数量。这些技术相辅相成，为研究提供了有力的数据支持。
研究结果
- NO 释放及降解特性：通过 Griess 比色法发现，随着溶液 pH 升高，两种 NO 供体（PAPA NONOate（PA - NO）和 Spermine NONOate（SP - NO））产生的亚硝酸盐浓度降低，表明 NO 浓度在高 pH 环境中下降。UV - 可见光谱分析显示，pH 降低会加快 NONOate 的降解速率。在 pH 5.5 时，PA - NO 迅速降解，5 分钟内完全分解；SP - NO 在最初 10 分钟快速降解，60 分钟后降解 99%。而在 pH 7.5 时，PA - NO 和 SP - NO 呈现出适宜的降解动力学，PA - NO 在 4 小时接近完全降解，SP - NO 降解 64% 。
- 抗生物膜效果：在 32°C 下处理 24 小时生物膜，PA - NO 在 pH 7.5 时生物膜生物量显著降低 36% ，但在 pH 5.5 和 8.5 时无明显效果；SP - NO 在各 pH 值下均无显著的生物膜分散作用，反而在 pH 8.5 时生物量增加 51% 。在 37°C 下，4% w/v 的 T - EDTA 使 24 小时生物膜生物量显著降低 57% ，PA - NO 降低 21% ，SP - NO 无明显变化。对于 48 小时成熟生物膜，PA - NO 和 SP - NO 均无显著生物膜分散效果，而 T - EDTA 仍能使生物量降低 64% 。
- 细菌细胞活性差异：研究发现，48 小时生物膜中的细菌代谢活性比 24 小时生物膜显著降低，通过 resazurin 染色检测，24 小时生物膜的平均荧光值为 33120 RFU，48 小时生物膜降至 9514 RFU。补充营养后，48 小时生物膜的代谢活性与 24 小时生物膜无显著差异，且 48 小时生物膜中细菌经复苏后，存活数量与 24 小时生物膜相当，表明 48 小时生物膜中细菌活性降低主要是营养缺乏导致，且存在部分休眠细菌。
- 抗生素增效作用：最低抑菌浓度（MIC）测试显示，环丙沙星（ciprofloxacin）、庆大霉素（gentamicin）和万古霉素（vancomycin）对铜绿假单胞菌 PAO1 的 MIC 值分别为 0.25 μg/mL、4 μg/mL 和高于 32 μg/mL（耐药），T - EDTA 的 MIC 为 0.5% w/v。后续实验表明，T - EDTA 预处理能显著增强环丙沙星的抗菌效果，使浮游菌和生物膜内细菌数量进一步降低；而 PA - NO 和 SP - NO 预处理不仅没有增强环丙沙星的效果，反而使浮游菌数量增加约 1 - log，推测是 NO 抑制细胞呼吸，干扰了环丙沙星依赖的活性氧（ROS）杀菌机制。
研究结论与讨论
综合研究结果，NO 供体在早期生物膜形成阶段展现出一定的抗生物膜潜力，但在成熟生物膜中效果大打折扣，且 SP - NO 在各项实验中均效果不佳，PA - NO 仅在 pH 7.5 时有效，应用范围受限。令人意外的是，NO 预处理会降低环丙沙星的抗菌效果，提示 NO 与细菌对抗生素的防御机制可能存在相互作用，这一现象的具体机制尚待进一步探索。相比之下，T - EDTA 无论生物膜成熟度如何，都能稳定发挥抗生物膜作用，并且可以增强环丙沙星的抗菌效果，在慢性伤口抗菌治疗中具有较大的应用前景。
这项研究为慢性伤口抗菌治疗提供了宝贵的见解，让我们认识到开发有效抗菌策略的复杂性和挑战。未来的研究可以进一步探索 NO 介导的细菌保护机制，拓展研究抗生素种类，寻找更适配的联合治疗方案。同时，T - EDTA 的安全性和副作用问题也值得深入研究，优化其递送机制，挖掘与其他抗菌剂的协同作用，有望为慢性伤口患者带来更有效的治疗手段，改善患者的预后和生活质量。
