细菌生物膜
Post等于2001年首次在分泌性中耳炎的发病机制中提出细菌生物膜的致病
理论以来，细菌生物膜与中耳炎的关系迅速成为学者们关注的焦点，而且很快扩
展到对病程长的难治性感染性疾病如:慢性鼻- 鼻窦炎等的研究，其发病机理是
否也与细菌生物膜致病理论有关，学者们正在研究探索中。
1.概念：细菌生物膜是指细菌在不利于其生长的环境下，通过自身产生的胞
外多糖被膜多聚物相互粘连形成的细菌群落，粘附于无生命体或活体表面，可由
单一菌种形成，也可由多菌种形成。目前认为99%的细菌以生物膜的形式存在，
只有1%的细菌以浮游形式存在。人类感染疾病，65%涉及细菌生物膜，实验性
的中耳炎、鼻- 鼻窦炎都已证实有细菌生物膜的存在，国外扫描电镜观察慢性鼻
- 鼻窦炎粘膜生物膜的出现率在80~100%之间（图1.2）。
成熟三维结构细菌生物膜可见水通道及基 鼻窦粘膜有圆形，椭圆形小体埋于基质中，
质包被的椭圆形，球形小体.×6500 形成塔状结构，其间有水道分隔. ×8000
1.1、细菌生物膜组成及形态特征：生物膜组成的基本要素是细菌、胞外基
质(胞外多糖和蛋白质)和粘附面构成具有含开放水通道三维膜性复合体，其内可
见0.05μm~0.5μm细菌大小范围圆形或椭圆形小体埋于基质中构成塔状，其间有
水通道分隔，细菌在胞外多糖、邻近细菌和水通道组成的微环境中生长、繁殖（图
3）。
×6500
1.2、附着面：组织粘膜损伤，细菌才能粘附。正常粘膜覆盖一层粘液毯，
含有溶菌酶和分泌的免疫球蛋白A，加上粘膜纤毛运动，可抑制细菌的粘附和生
长，当粘膜受损，纤毛排列紊乱、倒伏或缺失，细菌才能粘附、定植、微菌落形
成、成熟的细菌生物膜形成，因此粘膜损伤是细菌生物膜形成的前提条件，同时
细菌亦可粘附于固定的或死亡的组织表面，如：植入体内的医疗器械或死骨形成
细菌生物膜。
1.3、水通道：开放于三维膜性复合体的水通道，贯穿于圆形或椭圆形小体
之间，成为调控生物膜的稳定性或pH梯度主要循环系统，协助转运其营养物质
和废物。
2.生物膜的临床特征：
2.1、细菌生物膜具有极强的抗药性：抗生素对浮游菌存在抗菌作用，可使
临床症状消失，但一般不能穿透细菌生物膜，其耐药性相当于浮游菌的500~1000
倍以上，由于这种抵御抗菌药物作用，致使其在宿主体内长期存在。
2.2、病程的长期性：细菌生物膜能间断释放浮游菌，导致感染，反复加重
或急性发作，常规感染药可杀灭浮游菌和表层菌，临床症状可控制，但由于生物
膜独特的耐药性，深层菌长能抵抗抗生素的作用，得以生存，停止抗生素治疗后，
存留细菌会利用死亡菌为营养迅速繁殖，只需数小时即恢复原有状态，在环境允
许时，细菌生物膜再次释放浮游菌，导致症状再次复发，成为急性感染发病的“细
菌孵化所”，故使病程长期迁延不愈。
2.3、可逃避宿主的细胞免疫和体液免疫，导致局部炎症反应。细菌生物膜
由于在宿主体内持续存在，其内细菌产生超抗原，影响宿主的免疫系统，刺激周
围粘膜，不时释放炎性介质，导致局部炎症反应：1L-8升高，中性粒细胞和B
细胞显著聚集，细胞粘膜肿胀，渗出增多，造成临床上难治性疾病原因之一。
3.细菌生物膜与中耳炎：
人们在治疗儿童分泌性中耳炎过程中发现大多数急性中耳炎的渗液中，细菌
培养阳性，而在慢性中耳炎渗液中呈阴性，对抗生素治疗不敏感且渗液中能检出
炎性介质。于是在2001年post等在分泌性中耳炎的发病机制中提出细菌生物膜
致病理论：细菌以生物膜的形式粘附于中耳粘膜表面，因此中耳积液或灌洗液中
很难培养到活的浮游细菌，膜内的细菌持续分泌内毒素，刺激粘膜，产生炎性介
质，导致局部炎症反应，使粘膜持续肿胀、渗出。Yokota等对一组反复复发的急
性中耳炎进行追踪观察，发现后续发作的急性中耳炎其中耳致病的菌种，属性均
与首次中耳炎的致病菌同源，说明后续的中耳炎急性感染很可能与细菌生物膜未
能彻底清除有关。国内外学者相继在灰鼠、大鼠中耳炎实验模型中发现细菌生物
膜的存在，说明慢性中耳炎反复发作迁延不愈是在中耳粘膜表面形成了细菌生物
膜为重要原因之一。
中耳粘膜无纤毛扁平细胞，细胞 成熟细菌生物膜形成特征性的 听泡注射肺类链球菌悬液后5d，中
嵌顿、紧密、界限清除. ×3000 “蘑菇状”“塔状”三维体结构. 耳粘膜表面可见成熟细菌生物膜.
×2000 ×500
4.细菌生物膜与慢性鼻- 鼻窦炎：
国外学者用扫描电镜观察慢性鼻- 鼻窦炎细菌生物膜出现率为80~100%，且
生物膜的出现率与细菌培养阳性率之间无相关性，细菌生物膜用一般培养方法细
菌为阴性，国内学者张孜等对6例慢性鼻- 鼻窦炎患者用鼻内镜取钩突，筛泡和
上颌窦粘膜样本用扫描电镜观察，其中5例有细菌生物膜存在，检出率为83.3%，
而对照组6例为阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症。用上述同样的方法无一例有
细菌生物膜的存在，另熊高云等用同样方法对15例伴鼻息肉慢性鼻- 鼻窦炎患
者，其中11例发现细菌生物膜存在，对照组为无鼻- 鼻窦炎的鼻骨骨折患者11
例，其中1例发现有细菌生物膜存在，两者比较差异有统计学意义（p＜＜0.05），
而且其中5例（包括1例对照组）除具有典型的细菌生物膜同时还可见到粘膜纤
毛排列紊、缺失等现象。
排列整齐，鼻粘膜纤毛.×2000 ×6500
鼻窦粘膜表面有圆形或椭圆形小体埋于基质中， 鼻窦粘膜表面可见圆形或椭圆形细胞小体
形成塔状结构，其间有水通道分隔. ×8000 ×6000
参考文献：
（1）.Stewart PS，Coaterton JW.Antibiotic resistance of bacteria in
biofilms.Lancet，2001，358：135~138.
（2）Potera C.Forging a link between biofilms and disease.Science，1999，283：
1837，1839.
（3）.Post JC.D：rect evidence of bacterial biofilms in otitis media.Laryngos
cope，111：2083~2094.
（4）.于睿莉，董震.细菌生物膜在慢性鼻- 鼻窦炎发病机制中的作用.中华耳
病咽喉头颈外科杂志.2006，41（3）：228~230.
（5）.张孜，李云川，韩晔华，等.慢性鼻- 鼻窦炎细菌生物膜形态观察，中
华耳鼻咽喉头颈外科杂志.2008，43(11):840~844.
（6）.熊高云，陈海红，汪审清，等.细菌生物膜的电镜下特征及其与慢性鼻
- 鼻窦炎的关系，中华耳鼻咽喉头颈外科杂志.2010，45（1）：19~23.
（7）.柯朝阳，杨名保，龚桃根，等. 细菌生物膜在急性中耳炎大鼠中耳腔
的形成特点及意义.中华耳鼻咽喉头颈外科杂志.2011，46（3）：220~224.
细菌生物膜
Post等于2001年首次在分泌性中耳炎的发病机制中提出细菌生物膜的致病
理论以来，细菌生物膜与中耳炎的关系迅速成为学者们关注的焦点，而且很快扩
展到对病程长的难治性感染性疾病如:慢性鼻- 鼻窦炎等的研究，其发病机理是
否也与细菌生物膜致病理论有关，学者们正在研究探索中。
1.概念：细菌生物膜是指细菌在不利于其生长的环境下，通过自身产生的胞
外多糖被膜多聚物相互粘连形成的细菌群落，粘附于无生命体或活体表面，可由
单一菌种形成，也可由多菌种形成。目前认为99%的细菌以生物膜的形式存在，
只有1%的细菌以浮游形式存在。人类感染疾病，65%涉及细菌生物膜，实验性
的中耳炎、鼻- 鼻窦炎都已证实有细菌生物膜的存在，国外扫描电镜观察慢性鼻
- 鼻窦炎粘膜生物膜的出现率在80~100%之间（图1.2）。
成熟三维结构细菌生物膜可见水通道及基 鼻窦粘膜有圆形，椭圆形小体埋于基质中，
质包被的椭圆形，球形小体.×6500 形成塔状结构，其间有水道分隔. ×8000
1.1、细菌生物膜组成及形态特征：生物膜组成的基本要素是细菌、胞外基
质(胞外多糖和蛋白质)和粘附面构成具有含开放水通道三维膜性复合体，其内可
见0.05μm~0.5μm细菌大小范围圆形或椭圆形小体埋于基质中构成塔状，其间有
水通道分隔，细菌在胞外多糖、邻近细菌和水通道组成的微环境中生长、繁殖（图
3）。
×6500
1.2、附着面：组织粘膜损伤，细菌才能粘附。正常粘膜覆盖一层粘液毯，
含有溶菌酶和分泌的免疫球蛋白A，加上粘膜纤毛运动，可抑制细菌的粘附和生
长，当粘膜受损，纤毛排列紊乱、倒伏或缺失，细菌才能粘附、定植、微菌落形
成、成熟的细菌生物膜形成，因此粘膜损伤是细菌生物膜形成的前提条件，同时
细菌亦可粘附于固定的或死亡的组织表面，如：植入体内的医疗器械或死骨形成
细菌生物膜。
1.3、水通道：开放于三维膜性复合体的水通道，贯穿于圆形或椭圆形小体
之间，成为调控生物膜的稳定性或pH梯度主要循环系统，协助转运其营养物质
和废物。
2.生物膜的临床特征：
2.1、细菌生物膜具有极强的抗药性：抗生素对浮游菌存在抗菌作用，可使
临床症状消失，但一般不能穿透细菌生物膜，其耐药性相当于浮游菌的500~1000
倍以上，由于这种抵御抗菌药物作用，致使其在宿主体内长期存在。
2.2、病程的长期性：细菌生物膜能间断释放浮游菌，导致感染，反复加重
或急性发作，常规感染药可杀灭浮游菌和表层菌，临床症状可控制，但由于生物
膜独特的耐药性，深层菌长能抵抗抗生素的作用，得以生存，停止抗生素治疗后，
存留细菌会利用死亡菌为营养迅速繁殖，只需数小时即恢复原有状态，在环境允
许时，细菌生物膜再次释放浮游菌，导致症状再次复发，成为急性感染发病的“细
菌孵化所”，故使病程长期迁延不愈。
2.3、可逃避宿主的细胞免疫和体液免疫，导致局部炎症反应。细菌生物膜
由于在宿主体内持续存在，其内细菌产生超抗原，影响宿主的免疫系统，刺激周
围粘膜，不时释放炎性介质，导致局部炎症反应：1L-8升高，中性粒细胞和B
细胞显著聚集，细胞粘膜肿胀，渗出增多，造成临床上难治性疾病原因之一。
3.细菌生物膜与中耳炎：
人们在治疗儿童分泌性中耳炎过程中发现大多数急性中耳炎的渗液中，细菌
培养阳性，而在慢性中耳炎渗液中呈阴性，对抗生素治疗不敏感且渗液中能检出
炎性介质。于是在2001年post等在分泌性中耳炎的发病机制中提出细菌生物膜
致病理论：细菌以生物膜的形式粘附于中耳粘膜表面，因此中耳积液或灌洗液中
很难培养到活的浮游细菌，膜内的细菌持续分泌内毒素，刺激粘膜，产生炎性介
质，导致局部炎症反应，使粘膜持续肿胀、渗出。Yokota等对一组反复复发的急
性中耳炎进行追踪观察，发现后续发作的急性中耳炎其中耳致病的菌种，属性均
与首次中耳炎的致病菌同源，说明后续的中耳炎急性感染很可能与细菌生物膜未
能彻底清除有关。国内外学者相继在灰鼠、大鼠中耳炎实验模型中发现细菌生物
膜的存在，说明慢性中耳炎反复发作迁延不愈是在中耳粘膜表面形成了细菌生物
膜为重要原因之一。
中耳粘膜无纤毛扁平细胞，细胞 成熟细菌生物膜形成特征性的 听泡注射肺类链球菌悬液后5d，中
嵌顿、紧密、界限清除. ×3000 “蘑菇状”“塔状”三维体结构. 耳粘膜表面可见成熟细菌生物膜.
×2000 ×500
4.细菌生物膜与慢性鼻- 鼻窦炎：
国外学者用扫描电镜观察慢性鼻- 鼻窦炎细菌生物膜出现率为80~100%，且
生物膜的出现率与细菌培养阳性率之间无相关性，细菌生物膜用一般培养方法细
菌为阴性，国内学者张孜等对6例慢性鼻- 鼻窦炎患者用鼻内镜取钩突，筛泡和
上颌窦粘膜样本用扫描电镜观察，其中5例有细菌生物膜存在，检出率为83.3%，
而对照组6例为阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症。用上述同样的方法无一例有
细菌生物膜的存在，另熊高云等用同样方法对15例伴鼻息肉慢性鼻- 鼻窦炎患
者，其中11例发现细菌生物膜存在，对照组为无鼻- 鼻窦炎的鼻骨骨折患者11
例，其中1例发现有细菌生物膜存在，两者比较差异有统计学意义（p＜＜0.05），
而且其中5例（包括1例对照组）除具有典型的细菌生物膜同时还可见到粘膜纤
毛排列紊、缺失等现象。
排列整齐，鼻粘膜纤毛.×2000 ×6500
鼻窦粘膜表面有圆形或椭圆形小体埋于基质中， 鼻窦粘膜表面可见圆形或椭圆形细胞小体
形成塔状结构，其间有水通道分隔. ×8000 ×6000
参考文献：
（1）.Stewart PS，Coaterton JW.Antibiotic resistance of bacteria in
biofilms.Lancet，2001，358：135~138.
（2）Potera C.Forging a link between biofilms and disease.Science，1999，283：
1837，1839.
（3）.Post JC.D：rect evidence of bacterial biofilms in otitis media.Laryngos
cope，111：2083~2094.
（4）.于睿莉，董震.细菌生物膜在慢性鼻- 鼻窦炎发病机制中的作用.中华耳
病咽喉头颈外科杂志.2006，41（3）：228~230.
（5）.张孜，李云川，韩晔华，等.慢性鼻- 鼻窦炎细菌生物膜形态观察，中
华耳鼻咽喉头颈外科杂志.2008，43(11):840~844.
（6）.熊高云，陈海红，汪审清，等.细菌生物膜的电镜下特征及其与慢性鼻
- 鼻窦炎的关系，中华耳鼻咽喉头颈外科杂志.2010，45（1）：19~23.
（7）.柯朝阳，杨名保，龚桃根，等. 细菌生物膜在急性中耳炎大鼠中耳腔
的形成特点及意义.中华耳鼻咽喉头颈外科杂志.2011，46（3）：220~224.