研究人员估计，人体内60-80%的细菌感染是由作为生物膜而不是自由漂浮或单细胞生长的细菌引起的。

生物膜遍布密集的由分泌型聚合物围绕的微生物细胞群落，它们在生物膜的表面生长，无论是生物性的（如心肺组织或皮肤）还是非生物性的（如医疗设备）。

研究表明，生物膜中的细菌群落是复杂多样的，不禁使人们产生这样的想法，它们是协同合作的群体，类似于多细胞生物体。

传统的传染病模型假设细菌作为单细胞单独进入人体，之后才形成生物膜。

这项由丹麦哥本哈根大学完成并发表在《mBio》杂志上的新研究表明，传统模型应该有所改变，要考虑到单细胞产生的生物膜与预先形成的细菌团块或集合生成的生物膜之间存在的差异。

研究人员注意到，在自然环境和感染过程中，细菌细胞往往聚集成团形成集合体，生物膜也可以作为细菌传播过程的一部分覆盖集合体。

“这使得它可能，”他们指出，“细菌集合体和单细胞常常种植在生物膜上，但这些集合体是如何影响生物膜的形成和发展尚未可知。”

集合体与单细胞生物膜

因此，研究小组在他们的研究中比较了早期发育过程中由单细胞和集合体形成的铜绿假单胞菌生物膜的相对适合度。

铜绿假单胞菌是一种在环境中广泛存在且能够造成人类感染的菌株。它可能会使住院患者和那些免疫系统较弱的健康人群发生严重的感染，通常它只会导致轻微疾病。

研究人员发现，这两种形式形成的相对适应度取决于生长资源的竞争程度。

例如，当营养竞争活跃时，集合体就比单细胞形式有优势，因为它们可以垂直延伸至拓殖表面以便获得更好地获得营养资源。

该小组还注意到其他方面的差异，其中包括由集合体形成的生物膜对抗生素和免疫反应有更强的耐受性。研究人员得出以下结论：

“我们的研究结果表明，种植在细菌表面的集合体最终将完胜粘附在其周围的单细胞所产生的生物膜种群并决定了局部生物膜的发展。”

资深作者，哥本哈根Costerton生物膜研究中心教授Thomas Bjarnsholt说：

“这使得我们必须要更多地关注如何努力防止感染，例如与手术操作有关的感染。”

他解释说，在我们的皮肤表面和里面有着大量作为生物膜集合存在的细菌。当外科医生切开一个切口时，就将生物膜推入体内。

主要作者，Costerton生物膜研究中心的博士后研究员Kasper Kragh说，我们不得不往回退一步，虚心地，再看看细菌是如何引起感染的，我们该如何才能打败它们。他指出：

“抗生素不是设计用来对付生物膜的。通常用抗生素来对抗慢性感染远远不够。这可能部分是因为抗生素在很大程度上是针对单细胞细菌而非生物膜。”