1月15日記者從華中農(nóng)業(yè)大學獲悉，該校農(nóng)業(yè)微生物國家重點實驗室韓鶴友教授課題組在納米抗超級細菌研究上取得新進展。該研究不使用任何抗生素，因此不會導致細菌產(chǎn)生耐藥性。
抗生素的濫用導致細菌產(chǎn)生了嚴重的耐藥性，而多重耐藥性的超級細菌更是對人類健康構(gòu)成了極其重大的威脅。目前，臨床上的超級細菌有屎腸球菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鮑氏不動桿菌、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。
韓鶴友教授團隊利用一氧化氮(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，實現(xiàn)對銅綠假單胞菌的精準高效治療。
該研究主要包括以下幾點創(chuàng)新內(nèi)容。納米發(fā)生器可通過馬來酰亞胺與細菌T4P菌毛結(jié)合，增加細菌膜的通透性，對細菌膜造成物理性損傷，并為下一步精確治療細菌感染創(chuàng)造條件。此外，原位產(chǎn)生的一氧化氮(NO)與光熱誘導產(chǎn)生的ROS反應(yīng)生成更強氧化性的ONOO-;在細菌細胞附近局部釋放的高濃度NO，進一步促進更多的NO及其相關(guān)衍生物向細胞轉(zhuǎn)移，極大地提高了NO抗超級細菌的效果，實現(xiàn)“1+1大于2”的協(xié)同抗菌作用。
下圖活體實驗證明，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)生更強的細菌殺傷作用。實驗結(jié)果還表明，光照后傷口處的NO濃度明顯增加，傷口面的細菌數(shù)量減少了97.7%，促進了傷口的愈合。
實驗結(jié)果還表明，在活體治療的早期，納米發(fā)生器可以殺死細菌，但不需要M1巨噬細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胞向M1的極化時間，避免產(chǎn)生過度炎癥，有利于M1巨噬細胞提前向M2巨噬細胞極化，從而起到保護宿主免受過度傷害和促進損害修復的作用。實驗結(jié)果進一步表明，該納米發(fā)生器可以促進生長因子(IGF, TGF-β等)的分泌，這在調(diào)節(jié)炎癥和誘導血管生成中起關(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，納米抗超級細菌策略，有望在不產(chǎn)生耐藥性的情況下治療細菌感染，為臨床上解決多重耐藥性的超級細菌提供了新的思路。該研究得到國家自然科學基金、校自主創(chuàng)新基金等的資助，是該團隊繼2018年、2019年及2020年在納米抗超級細菌研究的又一重要進展。(吳陽 記者 劉志偉)
關(guān)鍵詞： 納米抗超級細菌
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