[摘要]作为顽固性或继发性根管内感染的主要致病菌，粪肠球菌可以饥饿状态在恶劣的环境中长期生存。在饥饿状态下，粪肠球菌可保持较低的代谢水平并形成生物膜，从而提高其对外界刺激的耐受水平。本文就饥饿状态与活的不可培养状态，饥饿状态下的粪肠球菌的生长状况，饥饿状态下的粪肠球菌的生物膜形成能力，饥饿状态下的粪肠球菌对外界刺激的耐受水平等研究进展作一综述。

　　[关键词]粪肠球菌；饥饿状态；生物膜

　　[中图分类号]R 780.2[文献标志码]A[doi]10.3969/j.issn.1673-5749.2012.04.012

　　Research advances on Enterococcus faecalis in the starvation phaseNing Yang, Ling Junqi.（Dept. of Conservative Dentistry and Endodontics, Guanghua School of Stomatology, Hospital of Stomatology, Sun Yat-sen University; Guangdong Provincial Key Laboratory of Stomatology, Guangzhou 510055, China）

　　[Abstract]As the most frequently found pathogen of persistent periapical infections, Enterococcus faecalis（E.faecalis）can survive for long periods as starvation status in nutrient-limited environment. In the starvation phase, E. faecalis possesses the biofilm formation capability with low metabolism activity and increased resistance to environmental stress. The review is focused on starvation status and viable but nonculturable status of E.faecalis, the growth condition, biofilm formation capability and resistance to various stresses of E.faecalis under starvation phase.

　　[Key words]Enterococcus faecalis；starvation phase；biofilm

　　细菌通常处于营养物质缺乏的生存环境，为提高存活率，细菌可通过激活多种应激反应机制达到耐受恶劣环境的目的。作为顽固性或继发性根管系统感染的主要致病菌[1]，粪肠球菌可在营养物质匮乏和高碱性等环境中长期存活，引发根尖周组织持续性感染并降低根管治疗及根管再处理的成功率。研究饥饿状态下的粪肠球菌的生存状态及其对外界刺激的耐受水平，有助于深入认识根管系统感染机制并制定相应的控制措施。

　　1饥饿状态与活的非可培养状态

　　为应对外环境压力，多种细菌均可通过形成芽孢增强自身对外界环境的抵抗力，一些不能形成芽孢的细菌则可通过进入饥饿状态或活的非可培养（viable but nonculturable，VBNC）状态达到较低的代谢水平，以提高自身对环境压力的耐受[2-3]。饥饿状态和VBNC状态是细菌耐受恶劣生存环境的不同应对措施。生存环境的变化，如缺乏糖类的营养环境可刺激粪肠球菌进入饥饿状态，该状态下粪肠球菌的分裂繁殖能力被抑制但仍处于可培养状态[4]。在营养匮乏和低温光照的环境中，粪肠球菌可进入VBNC状态，但仍保持良好的外膜完整性、黏附能力、侵入真核细胞的能力、合成大分子化合物及基因表达的能力，同时其外膜发生特异性变化。处于该状态的粪肠球菌在进入适宜的环境后，其繁殖能力可迅速恢复[5-7]。有关粪肠球菌在饥饿状态和VBNC状态的蛋白质组学分析显示：在这两种状态下，粪肠球菌的基因表达通路存在部分相似性，如酰基载体蛋白还原酶等蛋白质的表达水平相近，但大部分蛋白质如磷酸转移酶运送系统、果糖二磷酸醛缩酶、延伸因子-Ts等的表达水平存在明显的差异。该研究从蛋白质水平进一步证实，饥饿状态与VBNC状态是细菌针对外界环境压力的不同应激反应[8]。

　　2饥饿状态下的粪肠球菌的生长状况

　　饥饿状态下的长时间存活能力是粪肠球菌导致根管系统长期持续性感染的一个重要原因，也是粪肠球菌应对各种环境压力的一种自我保护机制。粪肠球菌可在无其他细菌共生的情况下独立长时间存活于根管系统中[9]。

　　Figdor等[10]发现，粪肠球菌在进入饥饿状态的最初3 d内数量急速下降，经历短暂的适应阶段后，数量保持相对稳定并呈缓慢下降趋势。细菌密度对粪肠球菌在饥饿状态下的存活时间有直接的影响，当饥饿状态的初始阶段细菌密度小于107CFU·mL－1时，粪肠球菌在3～14 d内失去活力；当初始阶段细菌密度大于108CFU·mL－1时，粪肠球菌的存活可超过4个月。Richards等[4]同样发现，当初始细菌密度大于108CFU·mL－1时，饥饿状态的粪肠球菌的存活可超过6个月。给予饥饿状态的粪肠球菌青霉素以阻碍其细胞壁的合成或给予诺氟沙星抑制其DNA合成，均不能明显降低细菌数量和缩短细菌存活的时间。该现象说明，粪肠球菌在饥饿状态下处于较低的代谢水平，细胞活力较低，但饥饿状态下的粪肠球菌的代谢机制尚无定论。

　　在电子显微镜下，24 h内的饥饿状态下的粪肠球菌呈球形，表面光滑，主要呈短链状，且与正常生长状态下的粪肠球菌无明显差异；3～7周后菌体表面呈不规则的褶皱状，细菌排列多成双球状，部分细菌呈现外膜塌陷、隔膜区断裂和表面撕裂等变化[11]。在周围环境营养条件改善之后，粪肠球菌可复苏并进入快速生长阶段，但这一过程中相关的信号调节机制尚不明确[4]。

　　3饥饿状态下的粪肠球菌的生物膜形成能力

　　生物膜是细菌附着于物体表面由细菌胞体及其分泌的含水聚合性基质（主要为胞外多糖等）组成的复合体[12]。作为细菌感染机体过程中的一种主要存在形式，生物膜状态下的细菌对巨噬细胞和抗生素等的耐受水平较游离状态提高1×103倍以上[13]，故生物膜的形成能力是细菌对环境耐受水平和致病性的重要体现。George等[14]对粪肠球菌在各种环境中的生物膜形成能力及生物膜微观结构的研究显示，饥饿状态的粪肠球菌在厌氧环境中形成生物膜钙/磷的比例明显高于营养丰富的有氧环境，提示这可能与饥饿状态的粪肠球菌对牙本质表面的脱矿能力增强有关；但该研究还显示，饥饿状态的粪肠球菌侵入牙本质小管的深度明显低于正常状态的粪肠球菌。

　　饥饿状态的粪肠球菌对聚苯乙烯（polystyrene，PLS）和聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）的黏附能力明显低于其对数生长期和稳定生长期的粪肠球菌，但远高于VBNC状态粪肠球菌；在PLS和PVC上，饥饿状态的粪肠球菌的生物膜形成能力相当于对数生长期的粪肠球菌的60%～70%，而VBNC状态的粪肠球菌丧失生物膜形成能力[15]。Liu等[16]发现，饥饿状态的粪肠球菌在牙本质表面较PLS表面形成生物膜的能力明显提高。该现象可能与细胞外环境中的信号通路及密度感应等相关调节机制对生物膜形成的影响有关。

　　此外，分解代谢产物的释放，葡萄糖依赖的转录调节因子介导fsr相关下调蛋白酶的作用，均可能导致饥饿状态下的粪肠球菌的生物膜形成能力降低[17]。George等[18]的另一项研究结果则与上述结论存在着差异：在饥饿状态下的粪肠球菌的疏水性及其对牙本质表面的黏附能力增强。上述差异可归结为相对于生物膜形成初始阶段中细菌对物体表面的黏附，细菌间的黏附作用对生物膜形成的影响更为显著。

　　4饥饿状态的粪肠球菌对外界刺激的耐受水平

　　细菌的生理状态对其耐受外界刺激的水平有着直接的影响，饥饿状态下的粪肠球菌对多种刺激的耐受水平较正常生长状态的粪肠球菌明显提高。游离的饥饿的粪肠球菌对氢氧化钙、次氯酸钠和氯己定的耐受水平明显高于对数生长期和稳定生长期的粪肠球菌，且在这三种药物作用后，饥饿状态的粪肠球菌的残余菌数较对数生长期和稳定生长期的粪肠球菌高1×103~1×104倍[19]。相关的研究[20-22]显示，游离的饥饿的粪肠球菌对热量、酸、碱、过氧化氢、乙醇和胆汁等的耐受水平均有明显的提高。对于以生物膜形式存在的粪肠球菌，饥饿状态可增强粪肠球菌对次氯酸钠等根管消毒剂的抵抗力，且该状态下的粪肠球菌对次氯酸钠的耐受水平随生物膜的成熟而提高[16]。

　　上述结论可能与饥饿状态的粪肠球菌较低的代谢水平，热休克蛋白等相关蛋白的差异表达，细菌体外的大分子有机物对药物的失活作用有关。类似现象在伴放线嗜血菌和变异链球菌中均存在[22-23]。

　　5结语

　　综上所述，饥饿状态的粪肠球菌可以低代谢水平长期存活并保持复苏能力，同时形成生物膜提高对外界刺激的耐受水平。迄今有关饥饿状态的粪肠球菌的具体代谢机制的报道鲜见，但相关研究的深入将为控制粪肠球菌感染，提高根管治疗成功率提供新的思路。

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