《Critical Reviews in Microbiology》：Bacterial vaginosis as a polymicrobial biofilm ecosystem: microbial interactions, host responses and therapeutic challenges
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阴道黏膜是一个受激素调控的屏障生态系统，其中上皮完整性、免疫状态与微生物组成相互关联。在生态平衡状态下，雌激素支持的、以乳杆菌（Lactobacillus）为主的群落有助于维持低pH值、增强上皮屏障功能，并通过乳酸和抗菌代谢产物调节黏膜免疫。这种平衡的破坏可导
阴道黏膜是一个受激素调控的屏障生态系统，其中上皮完整性、免疫状态与微生物组成相互关联。在生态平衡状态下，雌激素支持的、以乳杆菌（Lactobacillus）为主的群落有助于维持低pH值、增强上皮屏障功能，并通过乳酸和抗菌代谢产物调节黏膜免疫。这种平衡的破坏可导致细菌性阴道病（bacterial vaginosis, BV），这是一种以乳杆菌耗竭和黏附于阴道上皮的结构化生物膜形成为特征的多微生物生态失调。基因组学、转录组学和代谢组学研究日益支持这样一种观点，即BV反映的是一个具有空间组织性和代谢整合性的生物膜网络，而非单纯的细菌过度生长。加德纳菌属（Gardnerella）物种被认为是关键的早期定殖者，其形成上皮支架并招募次级厌氧菌。物种间的交叉喂养、聚糖降解、胺类产生和密度依赖性调控共同促进生物膜成熟、抗菌耐受性和持久性。这些生物膜通过溶细胞和酶活性降解黏液并削弱上皮完整性，触发低度黏膜炎症且中性粒细胞浸润有限，从而有利于复发并增加对性传播感染和不良生殖结局的易感性。本综述探讨了细菌性阴道病中BV相关多微生物生物膜的建立与组织、关键的物种间互作及毒力机制、用于研究这些群落的实验方法，以及生物膜持久性对复发和新兴治疗策略的影响。
阴道黏膜与以乳杆菌为主的生态系统稳定性
女性生殖道是一个受激素调控的黏膜系统，其结构、免疫和微生物特征在整个生殖生命周期中持续适应变化。雌激素和孕激素调节上皮结构、黏液组成、免疫状态和微生物定殖，从而影响感染、炎症和生态失调的易感性。青春期标志着阴道黏膜的完全成熟，卵巢激素升高诱导非角化复层鳞状上皮增厚和细胞内糖原积累。糖原副产物释放到阴道腔后支持乳杆菌生长。这些底物的发酵产生乳酸，维持阴道低pH值（3.5–4.5），抑制机会性和致病性微生物，稳定上皮紧密连接并调节局部免疫应答。阴道乳杆菌产生的细菌素、生物表面活性剂和胞外多糖进一步提供定殖抗性，抑制病原体黏附和多微生物生物膜形成。育龄期生态平衡女性的阴道微生物群以乳杆菌属物种占优势且细菌多样性低为特征，这是智人的进化特异性。初始宏基因组分析将阴道群落分为5种群落状态类型（community state types, CSTs），其中CST-I（卷曲乳杆菌（Lactobacillus crispatus）为主）与生态平衡和生殖健康最一致；CST-II（加氏乳杆菌（Lactobacillus gasseri）为主）和CST-V（詹氏乳杆菌（Lactobacillus jensenii）为主）通常具有保护性；CST-III（惰性乳杆菌（Lactobacillus iners）为主）的保护作用仍有争议；CST-IV以乳杆菌耗竭和其他类群富集为特征。这些定殖模式在个体间具有不同的时间稳定性，受月经周期激素波动、妊娠、产后和绝经后低雌激素状态、性活动、避孕药使用、抗生素暴露和阴道冲洗等多种因素影响。临床上，乳杆菌耗竭可导致细菌性阴道病、性传播感染易感性增加、持续性人乳头瘤病毒（HPV）感染、不良妊娠结局和生殖成功率降低。
加德纳菌属在阴道生态失调相关生物膜建立中的核心作用
BV代表一种多微生物生态失衡，其中以乳杆菌为主的阴道群落被组织在黏附于阴道上皮的结构化生物膜中的兼性或严格厌氧菌联合体所取代。阴道加德纳菌（Gardnerella vaginalis）菌株作为关键启动子，形成基底生物膜层，使其他BV相关细菌得以后续定殖。基因组规模代谢建模结合体外实验和代谢组学支持BV生物膜作为整合代谢网络发挥功能的观点。加德纳菌属目前包括至少四个主要物种，这些物种在毒力潜力、唾液酸酶活性和生态行为上存在差异。阴道加德纳菌是大多数BV病例中的优势类群，形成基底生物膜层。加德纳菌胶原结合黏附素（Cna）被鉴定为微生物表面成分识别黏附基质分子（MSCRAMM）样表面黏附素。一旦附着，阴道加德纳菌分泌胞外DNA、多糖和蛋白质以巩固生物膜基质，其中胞外DNA是基质稳定性的主要结构聚合物。在生物膜成熟过程中，阴道加德纳菌经历转录和表型重塑，有利于持久性和抗菌耐受性。阴道溶素（vaginolysin）是一种胆固醇依赖性溶细胞素，具有人类特异性，需要与CD59相互作用，诱导上皮细胞毒性和超微结构损伤。唾液酸酶是另一个主要毒力相关特征，通过切割黏蛋白末端唾液酸残基促进黏液屏障降解。生物膜相关加德纳菌细胞还表现出显著的群体内表型异质性，包括小菌落变体和大菌落变体之间的可逆转换。
细菌性阴道病相关生物膜的多微生物性质
BV相关多微生物生物膜的研究依赖于不同复杂程度的体外生物膜模型。阴道加德纳菌在黏附后促进其他BV相关物种的次级定殖。阴道奇异菌（Fannyhessea vaginae）很少独立建立，优先整合到预先形成的阴道加德纳菌生物膜中，通常定位于生物膜上层。双物种模型中，其存在增强生物膜生物量并调节阴道加德纳菌与黏附和代谢活性相关的转录程序。普雷沃菌属双歧杆菌（Prevotella bivia）通过氨基酸代谢产生氨，增强阴道加德纳菌生长。阴道加德纳菌形成直接附着于上皮细胞的基底支架，阴道奇异菌占据中间层，普雷沃菌属、动弯杆菌属（Mobiluncus）和巨球菌属（Megasphaera）等厌氧菌优先定位于富含胺和短链脂肪酸的上层微区。三物种生物膜转录组学分析显示广泛的交叉调控，阴道加德纳菌下调大量参与中枢代谢和能量产生的基因，而阴道奇异菌上调磷酸转移酶系统和膜生物合成通路。环境pH是加德纳菌属生物膜完整性的重要决定因素，pH 4.5可显著降低活菌数并导致生物膜解体。
多微生物生物膜对阴道上皮的影响
BV相关细菌联合体深刻改变阴道上皮景观。致密的多微生物生物膜直接黏附于上皮表面，形成嵌入胞外聚合物材料中的结构化细菌层。唾液酸酶导致保护性黏液层变薄和黏膜屏障完整性降低，阴道溶素损害上皮完整性。BV传统上被描述为非炎症状态，但积累的证据表明其与独特的黏膜免疫激活谱相关。BV女性宫颈阴道分泌物中促炎介质浓度显著升高，尤其是IL-1β和IL-8。非乳杆菌优势、普雷沃菌属富集的微生物群落与生殖道促炎细胞因子升高和免疫激活相关的独特黏膜转录程序相关。BV相关群落与性传播感染患病率增加相关，包括沙眼衣原体（Chlamydia trachomatis）、淋病奈瑟菌（Neisseria gonorrhoeae）、阴道毛滴虫（Trichomonas vaginalis）和HIV。黏液和上皮屏障的降解可能促进微生物向上生殖道上行，导致盆腔炎性疾病（PID）、子宫内膜炎以及自发性早产、胎膜早破和绒毛膜羊膜炎等产科并发症。
细菌性阴道病临床管理中的知识空白与挑战
BV在育龄女性中高度流行，全球估计范围为15%至50%。标准抗生素疗法如甲硝唑和克林霉素能有效减少浮游状态的BV相关细菌，但往往无法根除黏附于阴道上皮的多微生物生物膜。生物膜内细胞的代谢活性降低、胞外基质提供的物理保护以及BV相关群体内的表型异质性可能导致抗生素敏感性降低和治疗失败。高复发率促使人们对靶向生物膜结构和微生物生态而非细菌本身治疗方法产生兴趣。正在研究的实验策略包括抗生物膜化合物、酶促生物膜破坏和以微生物组为导向的恢复稳定乳杆菌群落的疗法。噬菌体衍生的内溶素被设计用于选择性破坏以加德纳菌为主的生物膜，同时保留有益乳杆菌。群体感应干扰、靶向BV相关群落内的代谢互作以及阴道微生物群移植也被提出作为潜在策略。当前诊断框架如Amsel标准和Nugent评分仅提供阴道微生物群组成的间接评估，无法捕捉微生物群落的全部多样性和结构。整合能够检测关键BV相关细菌、毒力决定因素和微生物群落结构的分子诊断方法，可能有助于更精确地识别致病性微生物状态并促进患者分层以进行靶向治疗干预。
