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次氯酸对大肠埃希菌生物膜的作用及大肠埃希菌感染创面的临床疗效

刘江 吴宝林 朱万招 刘洁 王彤 耿毛毛 白莉 刘毅

刘江, 吴宝林, 朱万招, 等. 次氯酸对大肠埃希菌生物膜的作用及大肠埃希菌感染创面的临床疗效[J]. 中华烧伤与创面修复杂志, 2022, 38(3): 242-250. DOI: 10.3760/cma.j.cn501120-20201112-00471.
引用本文: 刘江, 吴宝林, 朱万招, 等. 次氯酸对大肠埃希菌生物膜的作用及大肠埃希菌感染创面的临床疗效[J]. 中华烧伤与创面修复杂志, 2022, 38(3): 242-250. DOI: 10.3760/cma.j.cn501120-20201112-00471.
Liu J,Wu BL,Zhu WZ,et al.Effect of hypochloric acid on Escherichia coli biofilm and the clinical efficacy of hypochloric acid for wounds with Escherichia coli infection[J].Chin J Burns Wounds,2022,38(3):242-250.DOI: 10.3760/cma.j.cn501120-20201112-00471.
Citation: Liu J,Wu BL,Zhu WZ,et al.Effect of hypochloric acid on Escherichia coli biofilm and the clinical efficacy of hypochloric acid for wounds with Escherichia coli infection[J].Chin J Burns Wounds,2022,38(3):242-250.DOI: 10.3760/cma.j.cn501120-20201112-00471.

次氯酸对大肠埃希菌生物膜的作用及大肠埃希菌感染创面的临床疗效

doi: 10.3760/cma.j.cn501120-20201112-00471
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    通讯作者:

    刘毅,Email:liuyi196402@163.com

Effect of hypochloric acid on Escherichia coli biofilm and the clinical efficacy of hypochloric acid for wounds with Escherichia coli  infection

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    Corresponding author: Liu Yi, Email: liuyi196402@163.com
  • 摘要:     目的   探讨次氯酸对大肠埃希菌生物膜的作用及其对大肠埃希菌感染创面的临床疗效。    方法   收集从解放军联勤保障部队第940医院5个临床科室2019年9—12月25例患者(男16例、女9例,年龄32~67岁)送检标本分离出的大肠埃希菌菌株中细菌生物膜形成能力最强的1株菌进行实验研究。将大肠埃希菌分别与162.96、81.48、40.74、20.37、10.18、5.09、2.55、1.27、0.64、0.32 μg/mL的次氯酸共培养,筛选次氯酸最低杀菌浓度(MBC);将大肠埃希菌与筛选的MBC次氯酸分别作用2、5、10、20、30、60 min,筛选次氯酸的最短杀菌时间。分别于培养6、12、24、48、72、96 h,采用扫描电子显微镜观察大肠埃希菌生物膜形成情况。大肠埃希菌培养72 h后,分别加入1、2、4、8、16倍MBC的次氯酸,筛选次氯酸对大肠埃希菌的最低生物膜清除浓度(MBEC)。于大肠埃希菌中分别加入1、2、4、8倍MBEC的次氯酸及无菌生理盐水,作用10 min后,采用活/死细菌染色试剂盒检测活、死细胞数,并计算死菌率(样本数为5)。2020年1—12月,解放军联勤保障部队第940医院烧伤整形外科收治41例符合入选标准的感染创面患者,对其进行前瞻性随机对照试验。采用随机数字表法将患者分为次氯酸组21例[男13例、女8例,年龄(46±14)岁]和聚维酮碘组20例[男14例、女6例,年龄(45±19)岁]。2组患者分别用100 μg/mL次氯酸、50 mg/mL聚维酮碘溶液浸透的无菌纱布湿敷,每天换药1次。首次换药前、第10天换药时,取创面及创缘组织,采用琼脂培养法培养细菌并定量分析组织细菌量。首次换药前和第3、7、10天换药时,肉眼观察创面渗出量和肉芽组织生长情况并评分。对数据行单因素方差分析、Dunnett-t检验、独立样本t检验、Mann-Whitney U检验、Wilcoxon符号秩检验、χ2检验或Fisher确切概率法检验。    结果   次氯酸对大肠埃希菌的MBC为10.18 μg/mL,MBC的次氯酸对大肠埃希菌的最短杀菌时间为2 min。培养6、12 h,大肠埃希菌处于完全游离状态;随着培养时间的延长,大肠埃希菌逐渐聚集、黏附,至培养72 h形成成熟的生物膜。次氯酸对大肠埃希菌的MBEC为20.36 μg/mL。与1、2、4、8倍MBEC的次氯酸作用10 min后,大肠埃希菌死菌率均明显高于与无菌生理盐水作用10 min后(t值分别为6.11、25.04、28.90、40.74,P<0.01)。第10天换药时,次氯酸组患者创面组织细菌量为2.61(2.20,3.30)×104集落形成单位(CFU)/g,明显少于聚维酮碘组的4.77(2.18,12.48)×104 CFU/g(Z=2.06,P<0.05);次氯酸组和聚维酮碘组患者创面组织细菌量均明显少于首次换药前的2.97(2.90,3.04)×106、2.97(1.90,7.95)×106 CFU/g(Z值分别为4.02、3.92,P<0.01)。第10天换药时,次氯酸组患者创面渗出量评分明显低于聚维酮碘组(Z=2.07,P<0.05)。与首次换药前比较,次氯酸组患者第7、10天换药时创面渗出量评分均明显降低(Z值分别为-3.99、-4.12,P<0.01),聚维酮碘组患者第7、10天换药时创面渗出量评分均明显降低(Z值分别为-3.54、-3.93,P<0.01)。第10天换药时,次氯酸组患者创面肉芽组织生长评分明显高于聚维酮碘组(Z=2.02,P<0.05)。与首次换药前比较,次氯酸组患者第7、10天换药时创面肉芽组织生长评分均明显升高(Z值分别为-3.13、-3.67,P<0.01),聚维酮碘组患者第7、10天换药时创面肉芽组织生长评分均明显升高(Z值分别为-3.12、-3.50,P<0.01)。    结论   次氯酸对游离状态和生物膜状态的大肠埃希菌均有杀灭作用,低浓度的次氯酸对成熟的大肠埃希菌生物膜可起到快速杀菌作用,且次氯酸浓度越高,杀菌效果越好。100 μg/mL次氯酸能有效减少患者大肠埃希菌感染创面的细菌负荷,表现为创面渗出的减少、间接促进肉芽组织生长,较传统外用抗菌剂聚维酮碘疗效更好。

     

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  • 1  培养各时间点临床来源大肠埃希菌生物膜形成情况 扫描电子显微镜×20 000,图中标尺为10 μm。1A、1B.分别为培养6、12 h,大肠埃希菌处于游离状态,呈散在分布并黏附在培养皿表面,未形成胞外聚合物(EPS),图1B黏附数较图1A增多;1C.培养24 h,大肠埃希菌开始聚集、黏附,有少量的EPS连接菌体;1D.培养48 h,大肠埃希菌产生的EPS进一步增多,呈膜状结构;1E.培养72 h,大肠埃希菌产生的大量EPS呈大片膜状并将自身完全包裹;1F.培养96 h,一部分大肠埃希菌从EPS中播散、脱落

    2  与无菌生理盐水或4种浓度的次氯酸作用10 min后临床来源大肠埃希菌生物膜活性 激光扫描共聚焦显微镜×60,图中标尺为10 μm。2A.与MBEC的次氯酸作用后,死菌率较低;2B.与2倍MBEC次氯酸作用后,死菌率较图2A升高;2C.与4倍MBEC次氯酸作用后,死菌率较图2B升高;2D.与8倍MBEC次氯酸作用后,死菌率较图2C升高;2E.与无菌生理盐水作用后,死菌率明显低于图2A

    注:红色荧光代表死菌,绿色荧光代表活菌,黄色代表活菌和死菌重叠;最低生物膜清除浓度(MBEC)为20.36 μg/mL

    表1  2组感染性创面患者一般资料比较

    组别例数性别(例)年龄(岁,x¯±s创面面积(cm2x¯±s创面类型(例)
    动静脉溃疡糖尿病足压力性溃疡外伤创面热力烧伤创面
    次氯酸组2113846±1418±524825
    聚维酮碘组2014645±1920±515644
    统计量值χ2=0.30t=0.20t=1.61
    P0.5850.8440.1161.000
    注:“—”表示无此统计量值
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    表2  2组感染性创面患者各时间点创面组织细菌量比较

    表2.   [M(Q1,Q3)]

    组别例数首次换药前(×106 CFU/g)第10天换药时(×104 CFU/g)ZP
    次氯酸组212.97(2.90,3.04)2.61(2.20,3.30)4.02<0.001
    聚维酮碘组202.97(1.90,7.95)4.77(2.18,12.48)3.92<0.001
    Z0.032.06
    P0.9790.039
    注:CFU为集落形成单位
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    表3  2组感染性创面患者创面渗出量评分比较[分,MQ1Q3)]

    组别例数首次换药前第3天换药时第7天换药时第10天换药时
    次氯酸组212(2,3)2(2,3)1(1,2)a1(0,1)a
    聚维酮碘组202(2,3)2(2,3)1(1,2)a1(1,1)a
    Z0.140.300.552.07
    P0.8910.7620.5840.038
    注:与组内首次换药前比较,aP<0.01
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    表4  2组感染性创面患者换药前后创面肉芽组织生长情况评分比较[分,MQ1Q3)]

    组别例数首次换药前第3天换药时第7天换药时第10天换药时
    次氯酸组211(0,1)1(0,1)1(1,2)a2(1,2)a
    聚维酮碘组201(0,1)1(0,1)1(1,2)a1(1,2)a
    Z0.120.450.472.02
    P0.9020.6540.6390.043
    注:与组内首次换药前比较,aP<0.01
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  • 收稿日期:  2020-11-12

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