1月15日記者從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校農(nóng)業(yè)微生物國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室韓鶴友教授課題組在納米抗超級細(xì)菌研究上取得新進(jìn)展。該研究不使用任何抗生素，因此不會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性。
抗生素的濫用導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生了嚴(yán)重的耐藥性，而多重耐藥性的超級細(xì)菌更是對人類健康構(gòu)成了極其重大的威脅。目前，臨床上的超級細(xì)菌有屎腸球菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鮑氏不動(dòng)桿菌、銅綠假單胞菌、腸桿菌等。其中，銅綠假單胞菌是一種常見的醫(yī)院污染物，是囊性纖維化患者和免疫功能低下患者發(fā)病和死亡的主要原因，對大部分抗生素具有抗藥性，而且能快速地產(chǎn)生抗藥性突變，因此，根除銅綠假單胞菌，具有重要意義。
韓鶴友教授團(tuán)隊(duì)利用一氧化氮(NO)的生物信使分子特性和馬來酰亞胺分子可靶向銅綠假單胞菌T4P菌毛的識別特性，構(gòu)建了近紅外光(NIR)觸發(fā)的智能NO納米發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)對銅綠假單胞菌的精準(zhǔn)高效治療。
該研究主要包括以下幾點(diǎn)創(chuàng)新內(nèi)容。納米發(fā)生器可通過馬來酰亞胺與細(xì)菌T4P菌毛結(jié)合，增加細(xì)菌膜的通透性，對細(xì)菌膜造成物理性損傷，并為下一步精確治療細(xì)菌感染創(chuàng)造條件。此外，原位產(chǎn)生的一氧化氮(NO)與光熱誘導(dǎo)產(chǎn)生的ROS反應(yīng)生成更強(qiáng)氧化性的ONOO-;在細(xì)菌細(xì)胞附近局部釋放的高濃度NO，進(jìn)一步促進(jìn)更多的NO及其相關(guān)衍生物向細(xì)胞轉(zhuǎn)移，極大地提高了NO抗超級細(xì)菌的效果，實(shí)現(xiàn)“1+1大于2”的協(xié)同抗菌作用。
下圖活體實(shí)驗(yàn)證明，納米發(fā)生器可以富集在傷口部位，在NIR光照射下傷口部位的溫度明顯升高，有利于NO的釋放。在相同的總NO濃度條件下，更快的NO釋放比較慢的NO釋放將產(chǎn)生更強(qiáng)的細(xì)菌殺傷作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，光照后傷口處的NO濃度明顯增加，傷口面的細(xì)菌數(shù)量減少了97.7%，促進(jìn)了傷口的愈合。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，在活體治療的早期，納米發(fā)生器可以殺死細(xì)菌，但不需要M1巨噬細(xì)胞釋放過量的促炎因子(TNF-α，IL-1，NO等)，其結(jié)果有利于縮短巨噬細(xì)胞向M1的極化時(shí)間，避免產(chǎn)生過度炎癥，有利于M1巨噬細(xì)胞提前向M2巨噬細(xì)胞極化，從而起到保護(hù)宿主免受過度傷害和促進(jìn)損害修復(fù)的作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明，該納米發(fā)生器可以促進(jìn)生長因子(IGF, TGF-β等)的分泌，這在調(diào)節(jié)炎癥和誘導(dǎo)血管生成中起關(guān)鍵作用，在傷口愈合過程中基質(zhì)形成和重塑過程至關(guān)重要。
因此，納米抗超級細(xì)菌策略，有望在不產(chǎn)生耐藥性的情況下治療細(xì)菌感染，為臨床上解決多重耐藥性的超級細(xì)菌提供了新的思路。該研究得到國家自然科學(xué)基金、校自主創(chuàng)新基金等的資助，是該團(tuán)隊(duì)繼2018年、2019年及2020年在納米抗超級細(xì)菌研究的又一重要進(jìn)展。(吳陽 記者 劉志偉)
關(guān)鍵詞： 納米抗超級細(xì)菌
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