重大突破：我们将不再对耐药细菌束手无策！

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[1]。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[2]（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在光热作用的协助下，亚胺培南（imipenem，一种β-类酰胺抗生素）能够恢复对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的杀伤能力，而单独应用亚胺培南则并不能达到类似效果[3]（图2、图3）。▲图2  临床分离得到的耐药细菌经不同条件处理后的SEM图像▲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。文章延伸阅读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）。▲图4  TRIDENT的制备和表征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  文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-12313-3#Sec8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罗阳教授简介罗阳，重庆大学医学院/重庆三峡中心医院教授、博士生导师，重庆市检验医学学术学科带头人。获“国家特支计划”中组部青年拔尖人才、重庆市杰出青年基金、军队青年科技人才扶持对象、国家人社部留学回国人员择优资助等人才项目支持。担任重庆市教委“单分子检测的基础与转化”创新团队负责人。长期从事临床检验诊断学和纳米分子诊断医学研究，研究方向涵盖了纳米材料杀菌技术、生物传感技术、便携式检测技术等领域。主持国家“863”、“973项目”分题、国家自然科学基金面上/青年等国家级课题四项，主持重庆市杰青、军队推广扩试、军队国防特区专项、重庆市自然基金重点、重庆市重点攻关等省部级课题16项。在Sci Transl Med, Nat Commun, J Am Chem Soc等SCI期刊发表学术论文50余篇（6篇IF>10，2篇ESI高被引），获美国、英国、澳大利亚专利各1件，获中国专利23件（发明专利19件）。先后研发出血型快速检测试剂、量子点生物标记检测仪、微流控芯片化学发光检测仪等多项生物分子及POCT快速检测试剂并实现成果转化。罗阳教授课题组招生简介罗阳教授先后获批陆军军医大学、西南大学、西南医科大学、中国工程物理研究院、重庆大学研究生导师资格。课题组常年招生硕士、博士研究生、博士后、专职科研人员，并与北京大学人民医院、国家纳米科学中心、重庆三峡中心医院等机构合作培养博士、硕士研究生。同时也与多个国外高校、机构（如美国哈佛大学、NIH、MD Anderson癌症中心、加拿大西蒙弗雷泽大学等）合作紧密，可为广大报考学生提供大量的国外联合培养机会。罗阳教授课题组氛围和谐，团队内部高效协作、资源共享，提供了良好的学习工作环境。团队研究方向：1、新型纳米医学检测技术的研究与转化；2、复合纳米材料杀菌机制及新型杀菌策略研究；3、人工智能和医疗大数据。参考文献：[1] Brown, E.D. & Wright,G.D. Antibacterial drug discovery in the resistance era. Nature529, 336-343 (2016).[2] Qing, G., et al. Thermo-responsive triple-function nanotransporter for efficient chemo-photothermal therapy of multidrug-resistant bacterial infection. Nature Communications10, 4336 (2019) .[3] Lee, A.S. et al. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Nat Rev Dis Primers 4, 18033 (2018).（注：本内容由罗阳教授团队授权发布）
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