近日，重庆大学生物工程学院/医学院罗阳课题组联合国家纳米科学中心梁兴杰课题组、广州医科大学郭伟圣课题组在纳米材料抗耐药细菌感染研究中取得重要进展。相关研究成果“Thermo-responsive triple-function nanotransporter for efficient chemo-photothermal therapy of multidrug-resistant bacterial infection”于2019年9月24日在线发表在《自然·通讯》（Nature Communications)杂志上（DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-019-12313-3）。
抗生素的不当使用和滥用，促使细菌不断进化继而产生耐药性，加之新型抗生素的研发周期长，不能跟上细菌进化的脚步，使得细菌耐药问题日趋严峻，如不及时加以防治，将严重威胁人们的生命安全。因此，有必要开发新的抗菌方法。
本研究中，研究人员以月桂酸和硬脂酸的混合物为热响应载体，将亚胺培南（imipenem，一种β-类酰胺抗生素）和光敏剂分子IR780负载在其中，并在表面修饰上磷脂分子，从而制备出一种具有近红外光热响应性能的三重功能纳米材料——三叉戟（TRIDENT），在近红外光的激活下可实现对临床耐药细菌感染的有效治疗。TRIDENT的三重功能分别为抗生素抗菌、光热杀菌和荧光监测。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，为近红外光的应用提供指导；在近红外光的照射下，TRIDENT中的IR780能将光能转化为热能，发挥光热效应的同时能够促使TRIDENT系统的温度升高，引起载体发生固液相转变，实现亚胺培南的有效释放。体外杀菌和体内抗感染实验表明，在近红外光的激活下，TRIDENT可通过亚胺培南和光热的协同作用，破坏细菌细胞的结构完整性，从而实现对药物敏感型细菌和耐药细菌的有效杀灭。
该策略的应用，可有效阻止局部感染的恶化，防止脓毒症等严重疾病的发生，同时降低亚胺培南的使用剂量，避免不良副反应的发生。制得注意的是，亚胺培南是具有碳青霉烯环的β-内酰胺酶类抗生素，而耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）对几乎所有β-内酰胺酶类抗生素表现出耐药性（新出五代头孢除外），因此传统的亚胺培南不适用于对MRSA的治疗。罗阳课题组研究发现，在光热作用的协助下，亚胺培南能够重拾对MRSA的杀伤能力，而亚胺培南的单独应用则并不能达到类似效果。体外细胞实验和体内各脏器病理学切片观察结果进一步表明，TRIDENT的应用不会引起明显的细胞毒性和组织病变，表明TRIDENT具有较好的生物安全性。
据悉，微生物快速检测、杀伤是课题组一贯坚持的方向。课题组前期发表的微生物清除相关工作（J Am Chem Soc, 2016）被评为ESI高被引论文。该论文也是继前期发表的Nanoscale，J Mater Chem B发表原创论著之后的一个标志性工作。研究者相信，通过后续的不断优化，该三叉戟策略可进一步应用到对由多重耐药或极端耐药病原菌引起的感染中，并为耐药细菌感染的治疗提供思路。本文第一作者为生物工程学院博士研究生卿光超，重庆大学生物工程学院为第一署名单位。重庆大学罗阳教授、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为并列通讯作者。
该工作受到国家自然科学基金、重庆市科技局社会民生项目、中国科学院“战略重点研究项目”和中国科学院合作项目、重庆大学中央高校等课题的支持。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-12313-3
文章延读：https://bioengineeringcommunity.nature.com/users/310556-guangchao-qing/posts/54022-photothermal-responsive-nanocarrier-for-the-efficient-treatment-of-multidrug-resistant-bacterial-infection-by-synergetic-chemo-photothermal-therapy
近红外光激活的TRIDENT用于治疗耐药细菌感染
