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南方医科大学南方医院郑磊、张静SMTD:AIE-活性抗菌光敏剂破坏细菌结构对耐药病原体的多中心验证

MaterialsViews  · 公众号  ·  · 2025-02-20 10:37

正文

抗菌素耐药性( AMR )已成为治疗细菌感染的一个全球性挑战,迫切需要能够有效对抗耐多药( MDR )细菌的广谱抗菌素药物。近年来,光动力疗法( PDT )因其非侵入性、低全身毒性、副作用小和极低的耐药率,已成为一种很有前途的抗菌治疗方法。尽管目前有大量关于 AIE PSs 通过 PDT 成功应用于细菌消除的报道,但仍存在一定的局限性: 1. 大多数研究聚焦于金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌这两种耐药菌,仅覆盖了有限的菌株类型,难以全面体现广谱抗菌的效能。这种局限性意味着现有成果在反映抗菌药物对多种细菌种类的普遍适用性上尚有不足。 2. 传统的单中心研究模式未充分考量细菌间的水平基因转移现象。同时,不同医疗机构间针对耐药细菌的治疗策略差异,导致了不同菌株间耐药谱的多变性。这些因素共同引发了对基于 AIE 的抗菌药物在临床应用中的通用性和治疗效果的担忧。因此,迫切需要开发具有广谱活性的新型 AIE 抗菌药物,能够有效地靶向临床实践中常见的 MDR 细菌,提供低耐药潜力,提高细菌靶向性。

南方医科大学南方医院 郑磊 教授、 张静 教授团队开发了一种以三苯胺 - 吡啶为结构骨架的阳离子 AIE 活性光敏剂 ——ITPM ,以解决 MDR 的挑战。 严格的验证表明, ITPM 具有优越的荧光成像能力和优异的抗菌效果。其广泛的抗菌活性在一项涵盖了六种临床上常见的 MDR 菌株的多中心、多样本研究中得到了充分的证实。这种功效归因于其破坏细菌的内部结构独特的抗菌机制。这些发现表明 ITPM 有可能成为一种很有前途的广谱抗菌素治疗候选药物,为临床环境中日益严重的抗菌素耐药危机提供了一个潜在的解决方案。

该课题组研究人员首先对设计合成的阳离子 AIE 活性光敏剂 ITPM 进行了表征和光物理性质的验证,然后进行了初步的体外抗菌活性探究以及抗菌机制研究,并启动了一项利用 PDT 对抗各种临床相关的多药耐药细菌的多中心研究(图 1 ),进一步评价 ITPM 作为一种广谱抗菌药物的疗效,结果表明, ITPM 通过 PDT 途径对多中心临床常见的 6 MDR 菌具有高效的广谱抗菌能力(图 2 .

1. ITPM 抗菌策略的示意图

ITPM 结合 PDT ,对多中心、多样本中分离的临床耐药细菌的广谱抗菌作用。 a) ITPM 协同 PDT ,对来自多个研究中心的临床常见多药耐药菌株产生了有效的广谱抗菌效果。 b) ITPM 可以有效地产生活性氧,显著破坏细胞内部结构,并对革兰氏阳性球菌和革兰氏阴性杆菌表现出不同的靶向能力,从而使其具有视觉识别能力。

2 ITPM 对临床 MDR 细菌的多中心研究

a)1μM ITPM 联合光动力治疗 30 min 对来自临床多中心的革兰阳性球菌的耐多药菌( MRSA VRE )的杀菌效果。 b)5μM ITPM 联合光动力治疗 30 min 对来自临床多中心的革兰氏阴性杆菌耐多药菌( CRECO CRPAE CRABA CRKPN )的杀菌效果。 c)1μM ITPM 对来自四个临床研究中心的黑暗或白光照射下的革兰氏阳性球菌的多药耐药菌株的抗菌差异。 d) 5μM ITPM 在黑暗和光照下对来自三个临床研究中心的革兰氏阴性杆菌的多药耐药菌株的抗菌差异。 e f) 光照 30 min 1h 5 μM ITPM 对革兰阴性杆菌的耐多药细菌的抗菌差异。以上数据以平均 ± 标准差( SD )表示。 n = 3, *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001.

论文信息:

AIE-Active Antibacterial Photosensitizer Disrupting Bacterial Structure: Multicenter Validation against Drug-Resistant Pathogens

Guanqing Zhong, Shuangling Deng, Yunyun Hong, Fang Zhou, Dawei Liang, Yiling Lin, Lin Yang, Yajuan Guan, Chunqiu Pan* , Lizhi Yan* , Lei Zheng* , Jing Zhang*

Small Methods

DOI: 10.1002/smtd.202401663

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