中国现代普通外科进展2014年1O月第17卷第10期 离子,可以与微生物细胞膜中带负电荷的磷酸基团 结合,摧毁细胞膜,并绑定到病原体内带负电荷的 巯基、羧基,使一些基团的酶失去活性,从而达到灭 杀病原体的作用。纳米银粒子还具有极大的表面 积,一方面易与外来的原子相结合,另一方面更易 释放离子,还可以引起局部表面等离子的共振,达 到吸附和破坏病原体细胞膜小颗粒蛋白及核酸等 物质的作用。 Pal等_I 在对革兰氏阴性菌大肠杆菌与纳米银 粒子形状粒子相关性的研究中发现,纳米银粒子具 有不同的形状,三角形的颗粒抗菌效果优于球型的 颗粒,但都具有导致细菌死亡的抗菌效果。Choi等 ] 在透射电镜下观察到球形、六角形纳米银粒子被吸 附在细菌细胞表面,引起细胞表面凹陷,认为纳米 银粒子颗粒可以进入病原体,破坏其蛋白及细胞膜 组成,导致细胞液流失,从而杀死病原体。 研究证实,纳米银粒子能够破坏细胞膜的磷脂 双分子层结构,改变细胞膜的通透性,使大量还原 糖和蛋白质从细菌体内泄漏到胞外I21 ]。Gordon等 关于纳米银粒子对交互蛋白的L一半胱氨酸残基的 硫醇基团和羟自由基的影响的研究结果显示,纳米 银粒子被吸附到病原体细胞壁后,细胞酶活性发生 改变,蛋白质磷酸化,膜通透性增加,细胞内的钾几 乎全部流失,ATP消耗殆尽,膜电位也遭到破坏。 纳米银粒子的颗粒大小展现出的抗菌作用不 同。纳米银粒子颗粒越小,杀菌效果越明显EN]。Liu 等[4 3研究表明,纳米银粒子颗粒释放的银离子价态 与其灭菌效果相关,电荷越高,吸力越大,粘附性越 强,杀菌效果越强,这可能与某些病原体细胞壁上 带负电荷的功能基团有关;且纳米银粒子溶液浓度 越高,杀菌效果越好。 2纳米银粒子的生物学性质 纳米银粒子能够通过调节信号转导改变氨基 酸、蛋白质的表达,并产生活性氧簇(ROS),损伤细 菌DNA,造成细胞凋亡,达到抗菌效果。 生理条件下ROS存在于每个细胞中,由线粒体 和细胞质在氧化过程产生。ROS是一组短暂的活性 氧化剂,包括超氧阴离子自由基(一oz)、羟基自由基 (一OH)、过氧化氢(H o )等。ROS具有高反应性,能 够氧化损伤DNA,灭活病原体 ]。有报道称通过电 子自旋共振(ESR)光谱发现纳米银粒子可激活空气 中的氧自由基[27],纳米银粒子进入病原体与氧结合 会增加ROS的产生。Xu等 以H7病原体为模型, 研究纳米银粒子的抗菌机制发现,在37 qC有氧条 件下,纳米银粒子可以产生更多的ROS,起到抑制 细菌活性和促进细胞凋亡的作用。Hsin等 通过对 NIH3T3成纤维细胞和HCT116人结肠癌细胞与纳 米银粒子相互作用的评估性研究证明,纳米银粒子 能够提高细胞内活性氧的浓度,从而刺激Jun N一末 端激酶(JNK)和p53蛋白,高浓度的活性氧导致线 粒体膨大,激活线粒体介导的细胞凋亡机制,导致 细胞的凋亡。Baneuee等 研究纳米银粒子颗粒破 坏重组大肠杆菌的绿色荧光蛋白表达发现,纳米银 粒子产生的ROS产生氧化应激反应,能够改变细菌 细胞内环境,如细胞色素一C的外漏,细胞内Ga 的 上升,从而增加抗氧化酶及抗氧化剂活性。Li等_3¨发 现,纳米银粒子可以抑制大肠杆菌线粒体呼吸链中 脱氢酶的活性,其作用机制可能与活性氧的产生有 关。 Posgai等 使用纳米银粒子喂养果蝇,认为少 量纳米银粒子的摄人并没有对整个机体产生影响, 而且纳米银诱导的氧化应激对机体的轻度破坏可 以通过维生素C恢复。Sahu等_3 未在HepG2和Ca- co2细胞中观察到纳米银粒子诱导的细胞氧化应激 对细胞的损伤,认为导致两种细胞凋亡的最终原因 是DNA和线粒体的损伤。 纳米银粒子不仅能够提高ROS的水平,还能导 致DNA双螺旋结构的破坏,使病原体DNA复制及 合成出现紊乱,导致细胞发生不可逆的损伤,从而 起到抑制或杀灭细菌的作用 ]。Ahamed等 研究 了不同纳米银粒子颗粒对小鼠胚胎干细胞和成纤 维细胞内损伤的区别,发现涂层纳米银粒子可以分 布在整个细胞内,引起P53蛋白、Rad5l蛋白和诱 导H2AX磷酸化的表达,激活细胞周检点,促进 DNA修复;当DNA修复不能完成时,纳米银粒子则 诱导细胞凋亡。实验表明,纳米银粒子能够引起 DNA损伤导致细胞活力下降。随后Ahamed等 又 研究了多糖涂层的纳米银粒子(10 nm)对果蝇热休 克应激、氧化应激、DNA损伤和凋亡的作用,发现纳 米银粒子使热休克蛋白70(HSP70)、p53蛋白及p38 蛋白表达上调,激活细胞周期检查点;降低蛋白酶 caspase一3和caspase一9的活性,中断信号的传导。 Park E37]和AshaRani_3 等学者的研究亦表明纳米银 粒子颗粒可以使得细胞周期G 期延长,改变正常 细胞间期,从而诱导细胞凋亡,达到灭活病原体的 效果。 3结语 纳米银粒子具有广谱抗菌杀菌作用,且目前研 究显示无任何耐药性。有研究报道纳米银粒子不仅 仅具有抗菌性,还具有抗炎作用。纳米银粒子能抑 夏明峰,等.纳米银粒子抗菌原理的研究进展 制TNF—ot、IL.6、IL-l2的表达,诱导炎症细胞凋亡[3引。 还有报道称纳米银粒子对HIV、HBV都具有抗病毒 效果。加]。但是纳米银粒子是否损伤人体正常组织细 胞,是否存在生物学毒性尚不可知。日前美国纳米 [14]张媛媛,孙皎.纳米银作为抗菌材料的生物安全性研究进展[J】. 中国医疗器械杂志,2007,31(1):36—39. 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(上接第783页) 腹泻、全身乏力,一般无咳嗽、咳痰,若处理不及时,会迅速出 现DIC,甚至昏迷。全国第二届脾脏功能与脾脏外科学术研讨 会上提出OPSI的诊断标准:(1)有全脾切除史;(2)突发全身 即足量使用广谱抗生素,同时予免疫治疗及支持治疗;高热 时予物理降温,预防并发症。 性感染的典型临床症状;(3)皮肤出血斑点,DIC;(4)细菌血 培养或涂片阳性,也可阴性;(5)无特定的局限性外科感染 灶;(6)双。肾上腺出血、内脏出血 ]。本文2例血液细菌培养均 呈阴性,考虑与围手术期应用抗生素有关。其中1例未出现皮 肤出血斑点,考虑为治疗及时病情未恶化。 OPsJ主要致病菌是肺炎球菌、嗜血流感杆菌、脑膜炎双 球菌及大肠杆菌等I3],其病率高,治疗关键是早诊断、及时治 疗。对脾切除术后出现不明原因发热的患者,应高度警惕 OPSI可能。可以同时行头部CT、胸片、腹部B超等检查排除局 限性感染灶。本文病例1因未能及时诊治,病情延误导致昏 迷。我们体会OPSI-经确诊,应隔离治疗,防止交叉感染;立 参考 文献 [1】Bi sharat N,Omari H,Lavi L,et a1.Risk of infect death among post—splenectomy patients[J].Infect,2001,43:182-186. [21瞿全,江涛,姜洪池,等.论OPSI在脾外科中的重要性【JJ.中华肝胆 外科杂志,2oo5,11(6):363—365. 【3】段雅琦,梁萍.脾切除后暴发性感染与脾脏的免疫功能[J].中国危 重病急救医学,2006,18(1):62~64. (收稿日期:2014—05—08) (本文编辑:毕轶;技术编辑:孔晖)