科技日报记者 金凤 通讯员 韦玮
近年来，全球范围内病原微生物耐药性增强，而新型强效广谱抗生素又缺乏，因此开发新的方法来对抗耐药性细菌势在必行。
近日，在南京工业大学药学院副院长缪文俊副教授的指导下，南京工业大学药学院本科生牛培元、冯读祥、王泽宇设计并制备出一种递氧纳米乳，可以利用抗菌光动力疗法改善并提高耐药革兰氏阴性菌的灭活效率。日前，这项成果刊发在国际期刊《药剂学》上。
纳米乳的制备以及作用机理，南工大宣传部供图
“为什么我们提倡少用抗生素，少用强效抗生素，是因为细菌耐药性并且新型广谱抗生素很难开发。” 缪文俊介绍，“一些诸如万古霉素经典的强效抗生素等副作用很大，而且会产生耐万古霉素的菌株，一旦细菌在人体内产生耐药性，临床很难有可靠的方案去对抗这种局面的。”
据介绍，团队前期研究发现，抗菌光动力疗法具有安全高效、易于实施、可重复给药、良好的生物相容性和协同性等优点，其中，革兰氏阳性菌对光动力疗法很敏感，效果很好，而且不易产生耐药性。
牛培元介绍说：“光动力治疗有三要素：光敏剂、氧气、光。光敏剂将光的能量传递给氧分子，让氧分子变成一个活性状态，去氧化生物大分子，比如说蛋白质、DNA或者是细胞膜结构等等，被氧化后的生物大分子就失去原有的功能，不能去复制增殖了，就会消亡掉。”
但与此同时，团队发现由于革兰氏阴性菌特有的细胞壁结构，抗菌光动力疗法对其治疗效果并不理想，耐药革兰氏阴性菌逐渐取代耐药革兰氏阳性菌成为院内感染的主要致病菌。
“革兰氏阴性菌的敏感度是阳性菌的十分之一，也就是药物的剂量要加到十倍左右才会得到一个同样的疗效，光动力递氧策略是抗肿瘤领域的一个应用，在治疗过程中，氧气会快速地被消耗掉，导致过程不能长久地持续。对微生物来说，如果残留数量过多，它的数量很快又会回到初始水平。” 冯读祥介绍。
针对革兰氏阴性菌对抗菌光动力疗法不敏感的问题，团队设计并制备出一种递氧纳米乳——光动力活性全氟化碳脂质纳米乳，利用全氟萘烷作为递氧材料，补充光动力治疗过程中迅速消耗的氧气，改善并提高耐药革兰氏阴性菌的光动力灭活效率。
“这个递氧纳米乳是药物的载体，就好像我们平时吃的胶囊，这个纳米乳相当于药物的外壳，里面包着的光敏剂也就是药物，这个外壳可以增强药物的作用效果。”王泽宇介绍。
递氧纳米乳的制备也是整个实验最难的地方，因为制备递氧纳米乳需要很多材料，这大大超出了三名本科生的认知范围，缪文俊副教授通过每周举行组会的方式及时了解实验进度，并对下一阶段实验计划提出建议。
经过几次调整后，实验终于取得成功。牛培元说：“第一个方案我们选取了壳聚糖来作稳定剂，但是药物制备好之后，我们发现会出现一种聚沉现象，产生一种絮状物，之后又把这个材料换成了十六烷基三甲基溴化铵，是一种阳离子的表面活性剂，可以形成纳米乳，换了这个材料之后稳定性显著提高。”
他说，以大肠杆菌为例，与传统游离光敏剂二氢卟吩e6（Ce6）相比，在相同条件下，在光动力对抗浮游菌实验中，该递氧纳米乳增效光动力后，细菌数量的平均对数单位从5.1下降为3.3；在生物膜清除实验中，该递氧纳米乳增效光动力后，生物膜内活细菌数量降低5.2个对数单位，耐药革兰氏阴性菌灭活效率显著提高。
