福建物构所提出溶菌酶-稀土上转换光动力治疗协同策略实现抗耐药菌感染
日期：
2021-11-02
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由特殊病原体引起的新发感染病严重威胁全球公共卫生安全，同样令人担忧的是耐药性细菌的日益流行，这可能引发另一场危机。抗生素的过度使用导致细菌对一种或多种抗生素产生耐药性。亟待发展新的抗感染策略以对抗耐药菌并避免产生新的耐药。光动力疗法抗菌因其抗菌谱广和不易产生耐药性等优点备受关注。利用稀土上转换纳米晶将近红外光转变为可见光并激活光敏剂，可以进行深层组织的光动力抗菌。然而，上转换光动力体系受上转换量子产率低和感染组织缺氧等问题限制，抗菌效率不足。近期，中国科学院福建物质结构研究所中科院功能纳米结构设计与组装/福建省纳米材料重点实验室陈学元团队设计了一种智能响应型生物-无机杂化纳米材料，实现了上转换光动力体系与溶菌酶在结构上的复合，发展了基于稀土上转换纳米平台的光动力联合溶菌酶抗菌疗法，实现了深层组织高效抗耐药菌感染。研究团队将稀土掺杂上转换纳米晶（UCNP）依次包覆致密和超大介孔二氧化硅层，有效负载光敏剂和溶菌酶，并通过透明质酸和聚赖氨酸的层层自组装将细菌透明质酸酶响应阀修饰在材料表面，实现溶菌酶的智能释放。体外抗菌实验表明，该生物-无机杂化纳米材料（UCMB-LYZ-HP）对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）杀菌率超过5 log10，达到消毒级别的杀灭效果。小鼠伤口感染模型证实了材料对深层组织（5mm）的MRSA感染具有出色治疗效果，且不产生毒副作用。进一步，研究团队提出并验证了该材料通过酶解细胞壁促进活性氧直接攻击细胞膜和细胞质的协同抗菌机制。
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