2019-09-29 09:46:52 2467
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本文来源: 检验医学 作者:检验君
在过去的几十年中,由于抗生素的不当使用和滥用,导致越来越多的细菌逐渐对抗生素产生耐药性。加之新型抗生素的研发周期长,跟不上细菌进化的速度,使得细菌耐药问题日趋严峻。若不及时加以防治,将严重威胁人类健康。
尽管人们已经意识到滥用抗生素的危害,但想要在短时间内改变似乎不太现实。因此,另辟蹊径开发新的抗菌方法就显得格外重要!
近日,重庆大学生物工程学院/医学院罗阳教授联合国家纳米科学中心梁兴杰研究员、广州医科大学郭伟圣教授,开发出一种具有近红外光热响应的三重功能纳米材料——TRIDENT(三叉戟: 抗生素抗菌+光热杀菌+荧光监测),通过联合化学光热疗法可协同根除多药耐药细菌,实现对临床耐药细菌感染的有效治疗(图1)。
▲图1 近红外光激活的TRIDENT用于治疗耐药细菌感染
其研究结果发表在Nature子刊《Nature Communications》(IF=11.878)。
一、“精确制导”,避免抗生素的滥用
与传统“大水漫灌”式的抗菌策略相比,“三叉戟战略”更加精准有效!借助TRIDENT良好的荧光特性,可有效观察其在感染部位的滞留情况,为后续近红外光的应用提供指导。近红外光的定点激活下,TRIDENT系统可在指定感染部位释放抗菌药物,既保证了局部药物浓度,也避免了抗生素的滥用。
二、恢复抗菌药物对耐药菌杀伤作用
▲图3 TRIDENT的抗耐药细菌感染能力评价
三、高效杀灭作用及良好生物安全性
体外杀菌和体内抗感染实验表明,近红外光激活的TRIDENT可通过抗生素和光热的协同作用,破坏细菌细胞的结构完整性,干扰细菌的正常生理活动,从而实现对药物敏感型细菌和耐药细菌(如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和多重耐药的大肠杆菌)的高效杀灭作用。
此外,体内外实验证明TRIDENT对小鼠胚胎细胞和人脐静脉内皮细胞等正常细胞株无毒性作用,具有较好的生物安全性。
罗阳教授表示,通过后续不断优化,该“三叉戟战略”可进一步应用到耐多药或极端耐药病原菌引起的感染中,为耐药细菌感染的治疗提供新的思路。
注:该项研究工作受到国家自然科学基金、重庆市科技局社会民生项目、重庆大学中央高校基金、中国科学院“战略重点研究项目”和中国科学院合作项目等基金项目的支持。 1、TRIDENT的制备及稳定性 研究人员以月桂酸和硬脂酸的混合物为载体,将亚胺培南和光敏剂分子IR780负载在其中,并在表面修饰上磷脂分子,从而制备出相变温度为43℃(温度超过43℃时由固态变为液态)的TRIDENT。 结果表明,TRIDENT具有较好的均一性。同时观察到TRIDENT在不同溶剂能保持相对一致的水和粒径与形态,证明其具有较好稳定性(图4)。 2、TRIDENT作用原理 在近红外光的照射下,光敏剂IR780可将光能转化为热能,促使TRIDENT系统的温度升高;当温度升高到大于43℃时,载体发生固液相转变,从而实现对亚胺培南的有效释放(图5)。 ▲图5 TRIDENT的热响应性能表征