糖尿病足溃疡（DFU）是一类慢性创面，其中微生物持续存在与宿主防御缺陷相互作用，从而损害愈合。本综述并未将生物被膜视为纯粹的微生物学问题，而是从生物被膜-宿主免疫界面的角度审视DFU。研究人员总结了糖尿病创面微环境如何促进持续性生物被膜感染，包括高血糖、灌注受损、神经病变以及多微生物群落结构；同时阐述了与DFU相关的生物被膜如何通过基质屏蔽、先天识别改变、毒力相关宿主调控以及金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus ）细胞内持续存在来逃避免疫清除。进一步强调了两条主要免疫失调轴线：其一为过度中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）形成及以NLRP3炎性小体为中心的炎症放大；其二为穿孔素-2（P-2/MPEG1）抑制及其相关的黑色素瘤缺失蛋白2（AIM2）介导的焦亡性损伤。文章还评述了新兴的免疫感知型抗生物被膜策略，尤其包括群体感应（QS）干扰、酶法基质破坏、噬菌体治疗以及部分免疫导向干预。总体而言，现有证据支持这样一种模型：难愈性DFU反映了生物被膜-免疫界面处宿主-病原体清除与炎症消退失败，这对机制导向型治疗研发具有重要意义。
Introduction
本文围绕糖尿病足溃疡（DFU）的慢性难愈合机制展开，指出DFU是糖尿病最严重并发症之一，具有高截肢率、高死亡率和显著经济负担。文章强调，DFU感染通常呈多微生物性，金黄色葡萄球菌（
Staphylococcus aureus ）常见，但群落构成会随创面深度、病程和宿主背景而变化。作者特别区分了微生物定植、临床感染与生物被膜存在三种状态，认为三者不可等同。本文的核心论点是：DFU持续不愈并非单纯抗菌失败，而是生物被膜与宿主免疫在界面处发生持续失衡所致。生物被膜不仅提高耐药和耐受，还通过免疫逃逸、细胞内持留及炎性小体相关炎症放大，驱动组织损伤和修复受阻。基于此，文章提出四个核心问题：糖尿病创面微环境如何促进持续性生物被膜感染、生物被膜如何逃避宿主清除、哪些免疫失调通路维持难以消退的炎症，以及这些机制如何指导新一代抗生物被膜策略。
The Diabetic Wound Microenvironment: A Permissive Niche for Biofilm Establishment
本节论述糖尿病创面微环境为生物被膜建立提供“许可性生态位”。作者认为，高血糖并非已被完全证实可直接诱导人DFU组织中生物被膜形成，但已有较充分证据显示其可增强葡萄球菌持续存在和毒力表达，例如增强依赖agr系统的毒力输出及aureolysin相关蛋白酶活性，从而加重感染。与此同时，非培养组学研究表明，DFU微生物组具有明显异质性，深部、病程较长或难愈创面往往具有更高多样性，厌氧菌和变形菌门（Proteobacteria）成分增加。作者据此主张，应从功能性致病群（functional pathogroups）而非单纯分类学角度理解DFU致病性，即创面行为受群落整体功能而非个别菌种单独决定。多微生物相互作用可进一步改变持续性和治疗反应，其中金黄色葡萄球菌与铜绿假单胞菌（
Pseudomonas aeruginosa ）共存是证据最充分的例子，可诱导类似小菌落变异体状态并增加清除耐受。除微生物因素外，血管供血不足和神经病变也形成低灌注、反复创伤、免疫不利的创床环境，使生物被膜更易由短暂存在转为慢性持续。
Biofilm-Mediated Immune Evasion: Molecular Mechanisms at the Host–Pathogen Interface
本节系统总结生物被膜在宿主-病原体界面的多层次免疫逃逸机制。首先，胞外聚合物基质（EPS）构成物理与化学双重屏障：其三维水化支架限制吞噬细胞有效接触，导致白细胞持续激活但难以实现灭菌性清除，并伴随氧化性和蛋白水解性旁损伤。EPS还可延缓抗菌药物渗透；对于氨基糖苷类等带正电药物，胞外DNA（eDNA）及其他阴离子组分可产生药物螯合作用。氧和营养梯度还塑造代谢异质性亚群，包括缓慢生长或休眠细胞，进一步降低对抗生素的敏感性。
其次，生物被膜可通过病原体相关分子模式（PAMPs）遮蔽和模式识别受体（PRRs）逃逸削弱先天免疫识别。一方面，胞外基质可遮盖表面免疫刺激结构；另一方面，细菌可改变相关配体表达，例如铜绿假单胞菌生物被膜中经典PAMPs暴露减少、鞭毛表达下降。其后果并非完全“免疫沉默”，而是低水平持续炎症激活与低效清除并存。文章还指出，金黄色葡萄球菌蛋白A（SpA）可通过结合IgG Fc段、干扰IgG六聚体形成，减少C1q募集、补体激活及调理吞噬杀菌，不过作者谨慎指出，尚缺乏将其明确界定为DFU生物被膜基质机制的直接证据，因此更适合归为体液免疫逃逸。
Virulence Factors as Immune Modulators
作者进一步指出，生物被膜相关细菌并非被动隐藏，而会持续表达和分泌毒力因子以主动调节宿主免疫。金黄色葡萄球菌的α-毒素可在实验模型中激活NLRP3炎性小体；酚溶调节素（PSM）具有裂解中性粒细胞和重塑生物被膜的作用；ClfA、ClfB和SdrC等黏附素则介导与宿主蛋白结合并参与被膜组织。高糖环境还能增强金黄色葡萄球菌aureolysin表达和活性，进而推动包括SspA/V8蛋白酶在内的胞外蛋白酶级联，提示高血糖既削弱宿主防御，也放大病原体毒力程序。铜绿假单胞菌则通过分泌效应分子、群体感应（QS）相关宿主活性信号及氧化还原活性代谢物，进一步损害宿主细胞功能。在多菌环境中，这些机制可能共同扩大组织损伤和免疫调节压力。
Perforin-2 Suppression and Intracellular Staphylococcus aureus Accumulation
本文重点介绍了与DFU直接相关的一条新机制：穿孔素-2（P-2/MPEG1）抑制与表皮内金黄色葡萄球菌积聚。Pastar等研究显示，在临床上未表现感染的DFU中，表皮细胞内可见金黄色葡萄球菌积累，并伴有P-2显著下调。qPCR、单细胞分析、免疫组织化学和共聚焦显微镜均显示，DFU组织中P-2表达低于相应足底非溃疡皮肤对照。功能上，P-2抑制意味着宿主对内化金黄色葡萄球菌的细胞内清除受损，从而形成表皮细胞内储存库。这种细胞内持续状态并非绝对不可治疗，但与抗生素杀灭敏感性下降及病原持留增强相关，并可能促进复发与延迟缓解。
The AIM2 Inflammasome–Caspase-1–Gasdermin D Pyroptotic Cascade
作者进一步将上述细胞内持续感染与AIM2炎性小体-半胱天冬酶-1（caspase-1）-Gasdermin D（GSDMD）焦亡轴联系起来。AIM2作为胞质双链DNA（dsDNA）传感器，可募集ASC并激活caspase-1，导致IL-1β成熟；随后caspase-1裂解GSDMD，其N端片段在细胞膜形成孔道并执行焦亡。研究表明，在4周纵向临床观察中，难愈DFU的AIM2水平、ASC焦亡小体组装及裂解GSDMD持续存在或升高，而愈合创面中这些指标下降。由此，焦亡被视为连接细胞内金黄色葡萄球菌持续存在与炎症不消退、愈合受损的DFU相关机制。作者认为，P-2-AIM2-GSDMD轴是值得进一步机制验证和治疗探索的重要通路，但恢复P-2活性或调控焦亡信号目前仍属假设生成阶段。
Host Innate Immune Responses to Biofilm and Their Dysregulation in DFU
本节转向宿主先天免疫失调。作者指出，中性粒细胞是创面早期抗感染的关键细胞，但在糖尿病及生物被膜环境中，其趋化、吞噬和胞内活性氧（ROS）杀菌能力常受损，而胞外ROS释放及其他促炎输出可能保留甚至增加。面对生物被膜聚集体时，中性粒细胞难以完成有效吞噬清除，反而持续释放氧化物和蛋白酶，加重组织损伤并推动创面慢性化。
Neutrophil Extracellular Traps: Defense Mechanism Turned Pathological Amplifier
文章将中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）视为DFU生物被膜-宿主界面中最重要的失调反应之一。NETs由染色质骨架及中性粒细胞弹性蛋白酶、髓过氧化物酶和cathelicidin（LL-37）等抗菌蛋白构成，虽可限制微生物扩散，但在实验性金黄色葡萄球菌生物被膜中，细菌可诱导中性粒细胞偏向NET形成，同时仍难被NET有效清除。糖尿病创面模型显示，糖尿病状态可使中性粒细胞预激（priming）为PAD4依赖性NET形成，破坏NET可加速愈合。临床转化研究则发现，DFU患者循环NET标志物升高，并与糖尿病溃疡严重度评分（DUSS）和WIfI严重程度指数正相关，其中瓜氨酸化组蛋白H3（citH3）与12个月愈合不良和更高截肢风险相关。另一项研究还提示FOXM1-TREM1网络参与ROS依赖性NET形成。作者强调，现有临床证据支持NET负荷升高与不良结局相关，但尚不能据此直接确立因果关系。
The NLRP3 Inflammasome–NET Feed-Forward Loop
作者进一步提出NLRP3炎性小体与NET之间存在前馈性炎症放大环。Liu等研究显示，糖尿病创面中的NET可经TLR-4/TLR-9/NF-κB途径提供NLRP3和pro-IL-1β的启动信号，并通过ROS促进TXNIP-NLRP3结合，向巨噬细胞提供激活信号，最终增强IL-1β释放并维持炎症损伤。MFG-E8被作为这一轴线的实验调节因子：在Mfge8缺陷糖尿病小鼠中，NET沉积增加、NLRP3炎性小体活性增强、IL-1β/IL-18升高、血管生成受损且闭合延迟；重组MFG-E8可抑制IL-18预激的NETosis，并减弱NET/mCRAMP诱导的巨噬细胞炎性小体激活。DNase I降解NET后，也可降低NLRP3活化并加速愈合。不过作者一再指出，这些证据主要仍来自前临床模型，NLRP3-NET轴在生物被膜阳性人DFU中的定量贡献尚待直接临床研究阐明。
Macrophage Polarization Failure and Biofilm Persistence
对于巨噬细胞，文章强调DFU中由早期炎症性M1样状态向促消退、促修复M2样状态的转换受阻。持续微生物刺激更可能强化“持续炎症而非有效消退”的巨噬细胞程序，表现为IL-1β、TNF-α和IL-6等炎症因子升高，而IL-10、IGF-1和TGF-β等愈合相关介质下降。这种表型与糖尿病创面中持续的巨噬细胞炎性小体活化及以IL-1β为中心的炎症网络相一致。作者同时保持谨慎，认为目前缺乏足够高质量DFU证据去精确限定某些特定分子机制，因此仅将其概括为持续炎症且促修复不足的巨噬细胞状态。
Quorum Sensing as a Regulatory Bridge at the Biofilm–Immune Interface
本文将群体感应（QS）视为连接生物被膜行为与宿主功能障碍的调控桥梁。铜绿假单胞菌主要依赖las、rhl和PQS系统，金黄色葡萄球菌则依赖agr系统调控由表面黏附向分泌毒素、蛋白酶和PSM的转变。实验研究提示，金黄色葡萄球菌agr信号可抑制角质形成细胞修复相关程序并延缓伤口愈合，部分铜绿假单胞菌QS分子还可影响哺乳动物炎症或屏障反应。尽管直接的DFU临床验证有限，作者认为QS作为生物被膜-免疫界面的关键调控层具有较强生物学合理性。
Next-Generation Anti-Biofilm Strategies: From Immune Evasion Disruption to Immune Restoration
在治疗层面，文章主张从单纯杀菌思路转向兼顾免疫逃逸破坏、结构屏障削弱和宿主清除恢复的组合策略。群体感应抑制剂（QSIs）作为抗毒力策略，可通过抑制信号合成、降解信号分子、拮抗受体或阻断下游转录程序来削弱毒力和被膜相关表型，但现阶段依据主要是机制和前临床证据，尚未成为经临床验证的DFU治疗。酶法EPS破坏策略中，DNase I可降解胞外DNA，Dispersin B可水解PNAG/PIA，因此更适用于PNAG/PIA丰富的葡萄球菌生物被膜。此类酶更适合作为辅助性生物被膜破坏工具，与抗生素或防腐治疗联合以提高对被屏蔽细菌的可及性。
Bacteriophage Therapy
噬菌体治疗是文中最被看好的转化方向之一。噬菌体能够特异性感染敏感细菌，在靶菌存在时自我扩增，部分噬菌体或其来源酶还可破坏基质屏障，其抗菌机制不同于传统抗生素。作者指出，DFU中的相关人类证据虽仍有限，但已具备初步可见信号。随机双盲TP-102研究纳入19例感染性或非感染性DFU患者，经敏感性检测后随机分组，13例接受TP-102治疗，未见治疗相关不良事件，且微生物学降低和创面闭合趋势在数值上偏向TP-102，但研究样本量不足以证实优效性。因此，噬菌体治疗目前更适宜被界定为有前景的研究性辅助治疗，而非既定标准方案。
Immune-Directed Interventions: Targeting NETosis and Pyroptosis
免疫导向干预方面，作者讨论了针对NETosis和焦亡的策略。双硫仑（disulfiram）作为GSDMD靶向药物，在DFU相关实验系统中可通过抑制NLRP3/caspase-1/GSDMD轴降低NET形成并促进愈合；PAD4抑制在前临床模型中同样可降低NET负荷并改善糖尿病创面修复。重组MFG-E8可作为NLRP3-NET炎症环的负调节因子促进血管生成和创面闭合。DNase I则通过消化NET胞外成分打断NET-炎性小体放大回路。这些策略具有较强机制合理性，但目前仍主要停留在前临床阶段。
Microbiome Modulation and Probiotic Approaches；Methodological Advances in Studying the Biofilm–Immune Interface；Challenges, Knowledge Gaps, and Future Directions；Conclusion
在后续部分，文章还概述了微生物组调控和益生菌策略的探索性价值，认为其理论基础在于创面行为由群落层面功能塑造，但现有证据尚不足以支持患者疗效结论。方法学上，三维宿主-生物被膜模型、宏基因组学、宏转录组学、空间转录组学及成像质谱流式技术，被视为解析DFU中微生物结构与宿主状态耦联关系的重要工具，尤其有望实现生物被膜结构、上皮应激、巨噬细胞状态和修复失败区域的空间对应分析。最后，作者总结当前领域面临体外与临床之间的转化鸿沟、多微生物复杂性、缺乏纵向分层人群研究及缺乏生物标志物框架等挑战。结论部分重申：难愈DFU本质上是生物被膜持续存在与先天免疫失调相互强化所造成的宿主-病原体清除失败状态。未来最有前景的方向是依据机制设计联合治疗，同时通过纵向临床研究、免疫相关模型和生物标志物引导的转化策略，实现更精准的分层干预。
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