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摘要:团队开发出“特洛伊”-生物发光探针,实现活体细菌实时检测,并对患者深层组织中10种病原体进行光热治疗。
“特洛伊木马”的寓言故事常常被用于形容“里应外合”。作为一种兵家战术思想,如今正在医学研究中发挥作用。5月4日,复旦大学附属眼耳鼻喉科医院透露,该院洪佳旭主任医师联合苏州大学何耀教授、王后禹研究员攻关“反义寡核苷酸(ASO)通过ATP结合盒糖转运蛋白选择性治疗人源性耐药细菌”,相关成果刊于权威期刊《先进材料》。
由于人类过度滥用抗生素,出现了抗生素耐药菌。在眼科领域,耐药细菌性角膜炎就因为缺乏有效药物而难以攻克。
近年来,开发原创性基因治疗工具正在成为科研人员解决难题的新路径。利用反义寡核苷酸(ASO)疗法能直接调控基因表达,被视为新一类药物开发热点方向。洪佳旭介绍,CRISPR-Cas疗法、工程毒素、抗菌肽相继被用作抗菌药物,然而这些疗法由于免疫原性、脱靶等潜在风险,限制了转化应用。相形之下,基因治疗能弥补传统治疗不足,提升患者预后。
ASO可靶向特定细菌基因,通过碱基互补配对方式抑制转录,显著扩大可用治疗靶点。不过,ASO疗法受限于递送工具、细菌穿透性、细菌壁电荷极性排斥等问题,转染率仍很低,难以达到临床需要。
“早在1980年代,科学家们提出了抗生素的特洛伊木马策略,将抗生素与铁载体结合,从而通过细菌的铁转运系统将抗生素转运到细菌细胞内。但目前还没有研究利用特洛伊木马策略将ASO选择性转运到细菌细胞中。”洪佳旭说。
科研团队创新性地利用细菌特异性ATP结合盒糖转运体,将ASO“搭便车”到α(1-4)-糖苷连接的葡萄糖聚合物(GP)上;再由葡萄糖聚合物、反义多核酸修饰的纳米颗粒组成治疗药物,选择性内化到多重耐药大肠杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。
研究结果显示,相比传统对照组(14%),这种方式摄取率高达51.6%,这意味着可以有效杀死几乎100%的抗生素耐药菌。这一治疗策略对细菌性角膜炎、眼内炎均有明显疗效。
基于这一基因治疗与纳米材料创新融合递送平台,团队开发出“特洛伊”-生物发光探针,首次将生物发光探针递送进细菌内部,实现活体细菌实时检测,高特异性、高灵敏度的近红外成像,并对患者深层组织中10种病原体进行光热治疗。上述成果也已发表于《自然.通讯》期刊。
头图为研究机理示意图。复旦大学附属眼耳鼻喉科医院供图