皮肤是人体最大的器官,其分布的微生物数量是除肠道以外最多的区域。搞清楚皮肤上微生物的分布,对于手术切口的预防和治疗具有重要的意义。
(一)皮肤解剖
皮肤有表皮层、真皮层以及一些附属器组成。表皮层由角质形成细胞和非角质形成细胞构成。
角质形成细胞从内往外构成了基底层、棘层、颗粒层、透明层、角质层共5层。立方形的基底层细胞内含大量核糖体,有巨大的增殖、分化能力,可进一步分化成棘层细胞,细胞间有半桥粒相连,又称“生发层”。棘层细胞(5~10层)同样含有大量的核糖体,可合成板层颗粒;板层颗粒可向胞外分泌脂类物质填充细胞间的缝隙,增强皮肤的屏障作用;细胞间有桥粒相连,同时可向上分化成颗粒层细胞。梭形的颗粒层细胞(3~5层)细胞核和细胞器开始退化,板层颗粒、角蛋白丝和角质颗粒合成增加,细胞间有桥粒相连,往上分化成透明层。透明层细胞(3~4层)已没有细胞核和细胞器,只剩角蛋白(角蛋白丝+角质颗粒),向上继续分化成角质层。角质层细胞(15~20层)同透明层细胞,无细胞核和细胞器,富含大量的角蛋白提供关键的物理屏障和化学屏障,细胞间无桥粒相连易脱落。整个表皮更新的周期大约在3~4周。
非角质形成细胞包括黑素细胞、朗格汉斯细胞和梅克尔细胞,穿插在基底层细胞和棘层细胞间。
真皮层包括乳头层和网状层,乳头层含有触觉小体,网状层含有血管、淋巴管、汗腺、毛囊、皮脂腺等。

(二)菌群的纵向分布
结合皮肤的解剖可知,皮肤微生物分布最多是在角质层(15~20层)。首先微生物来源为外界,角质层为第一道防线;其次,角质层细胞间相比其他层细胞无桥粒连接,间隙疏松易脱落,给微生物定植打开了门户。除了分布在角质层以外,1/4微生物还分布在毛囊深处、皮脂腺开口处以及汗腺等真皮层。这些分布在角质层、透明层、颗粒层以及毛囊、汗腺的微生物正是手术切口微生物的重要来源。其中最常见的菌群为微球菌属、葡萄球菌属和棒状杆菌属,而这三个菌属同样是空气微生物中的优势菌群。从微生物组学研究结果来看,表皮层微生物多样性高、生物量大,而真皮层微生物更加稳定,真皮层的微生物是表皮层的子集。

(三)菌群的横向分布
根据皮脂腺、汗腺分布的密度、褶皱可将皮肤分为油区、干区和湿区。油区包括头面部和躯干,干区包括四肢,湿区包括肘窝、腋窝、脚趾间、腹股沟等不暴露的区域。这三个区微生物多样性和菌量都不一样,其中油区生物多样性低、生物量大,干区生物多样性大、生物量低,湿区生物多样性中等、生物量大。这三个区的优势菌群都是微球菌属、葡萄球菌和棒状杆菌属,但其他菌群丰度有所不同。例如,在油区,皮脂腺丰富的区域丙酸杆菌含量比较高;在干区,阴性杆菌的检出也比较多。
从纵向和横向去了解皮肤微生物的分布,对手术切口感染的预防与治疗具有重要的意义。相信在未来,通过皮肤微生物组学的研究,可以更精准的把握不同手术部位感染风险点。