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亚太医学

亚太医学

Journal of Medicine in the Asia-Pacific

  • 主办单位: 
    未來中國國際出版集團有限公司
  • ISSN: 
    3079-3483（P）
  • ISSN: 
    3080-0870（O）
  • 期刊分类: 
    医药卫生
  • 出版周期: 
    月刊
  • 投稿量: 
    1
  • 浏览量: 
    190

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透明质酸依克多因调节痤疮杆菌生物膜及炎症

Hyaluronic Acid Combined with Ectoine Inhibits C. acnes Biofilm and Skin Inflammation

发布时间：2025-07-23
作者: 刘乙洁,吴越 :华熙生物科技股份有限公司 上海;
摘要: 寻常痤疮是毛囊皮脂腺慢性炎症疾病，表现为面和背部丘疹、脓疱等，可致疤痕与色素沉着。痤疮丙酸杆菌过度增殖是主因，毛囊堵塞引发炎症。现抗菌产品多针对抗菌，对生物膜抑制研究不足。本研究评估小分子透明质酸钠与依克多因对痤疮丙酸杆菌生物膜的抑制及皮肤损伤修复效果，通过体外模型及分子方法观察生物膜、细胞因子及菌体活性。结果显示，二者联合能显著抑制生物膜形成，减轻炎症并修复损伤，为痤疮护理提供新策略。
Abstract: Acne vulgaris is a chronic inflammatory disease of folliculopilosebaceous units, presenting as papules and pustules on the face and back, which may cause scarring and post-inflammatory pigmentation. Overproliferation of Cutibacterium acnes (C. acnes) due to follicular obstruction triggers inflammation. Current antimicrobial products mainly target planktonic bacteria, with limited research on biofilm inhibition. This study evaluated the effects of low-molecular-weight sodium hyaluronate and Ectoine on inhibiting C. acnes biofilm formation and repairing skin damage, using in vitro models and molecular methods to observe biofilms, cytokines, and bacterial viability. Results showed their combination significantly suppressed biofilm formation, reduced inflammation, and promoted tissue repair, providing a novel strategy for acne care.
关键词: 痤疮；痤疮丙酸杆菌；生物膜控制；皮肤护理
Keywords: acne; Cutibacterium acnes; biofilm control; skin care

引言

寻常痤疮是累及毛囊皮脂腺的多因素炎症性疾病，全球85%的青少年受其影响。痤疮丙酸杆菌（C. acnes）通过形成生物膜并分泌毒力因子（如脂肪酶、细胞毒素），诱导TNF-α/IL-1α等促炎细胞因子过度表达，其生物膜耐药性较浮游菌高，导致慢性感染且传统疗法难以穿透。针对细菌增殖的传统治疗易引发耐药性，破坏共生菌群，亟须创新策略。新兴植物疗法（如槐糖脂、香桃木提取物、牛至精油纳米乳剂）虽通过不同机制展现抗生物膜潜力，但单一疗法难以应对痤疮的生物膜持续存在、炎症失衡及皮脂腺失调三重病理机制。本研究聚焦透明质酸（HA）与依克多因（ECT）的协同作用——二者通过电荷介导重塑生物膜胞外基质（EPS），同步调节IL-6/TNF-α/IL-1α细胞因子网络，修复皮肤屏障，结合三维生物膜平台与细胞因子分析，提出结合微生物组科学的抗痤疮新策略。

1 材料与方法

1.1 材料

透明质酸钠（HA）和依克多因（ECT）购自华熙生物。ECT-HA复合物含1% HA和1% ECT。

1.2 菌株与培养

痤疮丙酸杆菌（ATCC 6919）接种于改良BHI培养基（Sigma），生理盐水制备菌悬液，麦氏比浊法调整浓度。

1.3 生物膜检测

构建生物膜：96孔板中菌株于含葡萄糖的BHI肉汤37℃厌氧培养7天，加入1% HA+ECT复合物（对照为蒸馏水）。结晶紫染色后乙醇溶解，测595nm吸光度量化生物膜，吹打分离后平板计数CFU确定活菌数。

1.4 表皮模型构建

2×105角质形成细胞（ATCC）接种于滤膜插件，Epilife培养基培养，3天后气液界面培养，液体阶段添加ECT-HA至结束。

1.5 感染与检测

RES模型接种菌悬液，32℃、5% CO2孵育24小时后，检测微生物载量、组织学改变（HE染色，ImageJ分析）、细胞因子（ELISA测TNF-α/IL-6/IL-1α）。

1.6 电镜与共聚焦检测

观察表面生物膜；CLSM经LIVE/DEAD染色后重建三维结构观察死活菌比例变化。

1.7 统计分析

T检验，p＜0.05显著（**p＜0.01，*p＜0.05），数据为三次独立实验均值±SD。

2 结果

2.1 ECT-HA对痤疮丙酸杆菌生物膜的影响

成功构建痤疮丙酸杆菌生物膜体外模型并进行分组处理后，ECT-HA组的生物膜活菌值及形成量均显著低于对照组。单因素方差分析（ANOVA）显示，组间生物膜活菌活力（P＜0.005）及含量（P＜0.001）存在统计学显著差异，检测结果见表1。

表1 ECT-HA对痤疮丙酸杆菌生物膜形成活力和含量的影响
组别 生物膜形成活力 生物膜含量
对照组 2.668±0.24 1.401±0.07
样品组 1.882±0.41 1.039±0.13

注：（1）对照组为无菌PBS；（2）样品组为ECT-HA复合溶液。

2.2 ECT-HA对痤疮丙酸杆菌生物膜结构的影响

通过共聚焦激光扫描显微镜观察不同处理组的痤疮丙酸杆菌生物膜，结果显示：对照组生物膜整体呈现规则致密的三维结构，类似“绿色草坪”状；相比之下，ECT-HA组生物膜结构发生显著破坏，逐渐以红色荧光（死菌标记）为主导，且结构损伤越严重，红色荧光信号越明显（图1）。

图1 荧光显微镜下观察ECT-HA处理后的痤疮丙酸杆菌

2.3 ECT-HA处理后痤疮丙酸杆菌形态学改变观察

采用扫描电子显微镜（SEM）分析ECT-HA对生物膜形成的影响。SEM结果显示，未处理对照组生物膜中可见细菌黏附与聚集（图2a,c）；而ECT-HA处理组生物膜中黏附细菌数量显著减少（图2b）。

图2 ECT-HA抗生物膜活性扫描电子显微镜（SEM）观察结果

2.4 ECT-HA减轻痤疮丙酸杆菌感染并抑制炎症细胞因子分泌

重建表皮皮肤等效模型因结构与人体皮肤相似，能模拟体内微环境，常用于护肤品或药物的体外功效评估。本研究构建痤疮丙酸杆菌皮肤感染模型以评价ECT-HA的作用，结果显示：ECT-HA处理组皮肤表皮结构更致密连续（图3a-c）。免疫荧光实验表明，该组模型中屏障相关蛋白Lorincrin（图3d-f）和Involucrin（图3g-i）表达水平显著升高。ELISA定量检测细胞因子分泌发现，痤疮丙酸杆菌刺激组IL-6、IL-1α和TNF-α分泌显著上调（图3j-l）；而ECT-HA处理组炎症因子分泌显著下调，部分因子水平降至极低或检测不到。

图3 ECT-HA 对痤疮丙酸杆菌刺激RES组织结构及促炎细胞因子产生的影响

3 讨论

皮肤屏障完整性对维持稳态至关重要，痤疮丙酸杆菌通过生物膜增强耐药性并逃逸免疫，导致持续炎症。本研究证实，透明质酸（HA）与依克多因（ECT）复合物可破坏生物膜三维结构，抑制细菌黏附聚集并提高死菌比例，其穿透生物膜及降菌效果优于传统疗法。机制上，该复合物通过双重作用调控炎症：HA维持皮肤水合，减少屏障损伤；ECT抑制促炎细胞因子（TNF-α、IL-6、IL-1α）分泌，同时上调Lorincrin、Involucrin等屏障蛋白，促进表皮修复。尽管体外显示多重功效，其体内疗效及具体作用靶点（如生物膜降解靶点、免疫通路）仍需进一步验证，为靶向微生物膜的抗痤疮策略提供依据。

4 结论

本研究表明，ECT-HA复合物可破坏痤疮丙酸杆菌生物膜结构，减少细菌黏附，抑制炎症因子并保护皮肤屏障，为新型抗痤疮策略及皮肤护理提供创新方向。未来将探索其体内效果并解析机制，推动临床及化妆品应用。

参考文献：

  1. [1] Yamazaki K, Akamatsu H, Oomori R,et al. Acne vulgaris and rosacea treatment guidelines[J]. Nichihikaishi,2023,133(90):407-450.
  2. [2] Noguchi N. Antimicrobial resistance and infection control for gram-positive bacteria[J]. Yakugaku Zasshi,2021,141(02):235-244.
  3. [3] Ebersole J L, Peyyala R, Gonzalez O A. Biofilm-induced profiles of immune response gene expression by oral epithelial cells[J]. Mol Oral Microbiol,2019,34(01):10.
  4. [4] Fournière M, Latire T, Souak D, et al. Staphylococcus epidermidis and Cutibacterium acnes: Two Major Sentinels of Skin Microbiota and the Influence of Cosmetics[J]. Microorganisms, 2020,8(11):1752. 
  5. [5] Dessinioti C, Katsambas A. Propionibacterium acnes and antimicrobial resistance in acne[J]. Clin. Dermatol, 2017, 35(02): 163-167.
  6. [6] Han R, Blencke HM, Cheng H, et al. The antimicrobial effect of CEN1HC-Br against Propionibacterium acnes and its therapeutic and anti-inflammatory effects on acne vulgaris[J]. Peptides, 2018, 99(01):36-43.
  7. [7] Rather M A, Gupta K, Mandal M. Microbial biofilm: formation, architecture, antibiotic resistance, and control strategies[J]. Braz J Microbiol, 2021,52(04):1701-1718. 
  8. [8] Hall C W, Mah T F. Molecular mechanisms of biofilm-based antibiotic resistance and tolerance in pathogenic bacteria[J]. FEMS Microbiol Rev, 2017,41(03):276-301.
  9. [9] Fuente-Nunez C, Cesaro A, et al. Antibiotic failure: Beyond antimicrobial resistance[J]. Drug Resist Updat, 2023,71(11):101012.
  10. [10] Bowler P, Murphy C, Wolcott R. Biofilm exacerbates antibiotic resistance: Is this a current oversight in antimicrobial stewardship[J]. Antimicrob Resist Infect Control, 2020,9(01):162. 
  11. [11] Ding D, Wang B, Zhang X, et al. The spread of antibiotic resistance to humans and potential protection strategies[J]. Ecotoxicol Environ Saf, 2023,254(04):114734. 
  12. [12] Larsson D G J, Flach C F. Antibiotic resistance in the environment[J]. Nat Rev Microbiol, 2022,20(05):257-269.
  13. [13] Kaga H, Orita M, Endo K, et al. Interaction between Sophorolipids and β-glucan in Aqueous Solutions[J]. J Oleo Sci, 2024,73(02):169-176.
  14. [14] Dellannunziata F, Cometa S, Della Marca R, et al. In Vitro Antibacterial and Anti-Inflammatory Activity of Arctostaphylos uva-ursi Leaf Extract against Cutibacterium acnes[J]. Pharmaceutics, 2022,14(09):1952.
  15. [15] Taleb M H, Abdeltawab N F, Shamma R N, et al. Origanum vulgare L. Essential Oil as a Potential Anti-Acne Topical Nanoemulsion-In Vitro and In Vivo Study[J]. Molecules, 2018,23(09):2164.
  16. [16] Mias C, Chansard N, Maitre M, et al. Myrtus communis and Celastrol enriched plant cell culture extracts control together the pivotal role of Cutibacterium acnes and inflammatory pathways in acne[J]. J Eur Acad Dermatol Venereol, 2023,37(Suppl 2):12-19.
  17. [17] Meloni M, Balzaretti S, Collard N, et al. Reproducing the scalp microbiota community: co-colonization of a 3D reconstructed human epidermis with C. acnes and M. restricta[J]. Int J Cosmet Sci, 2021,43(02):235–245.
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