新型原位微波熱療克服多重耐藥大腸桿菌感染

大學(xué)李嘉誠(chéng)醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院骨科及創(chuàng)傷學(xué)系楊偉國(guó)教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種非侵入性技術(shù)，以活化耐多藥 (MDR) 大腸桿菌 (E. coli) 相關(guān)的深部組織感染，如泌尿道和腹膜感染中的常規(guī)抗生素。

在這項(xiàng)研究中，當(dāng)細(xì)菌暴露于溫和的高溫條件(約 50 攝氏度)時(shí)，發(fā)現(xiàn) MDR 大腸桿菌對(duì)常規(guī)抗生素的干預(yù)再次敏感。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新型的微波響應(yīng)微球，包裹了常規(guī)抗生素，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)原位熱療和抗生素治療。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》上

在所有耐多藥細(xì)菌中，耐多藥大腸桿菌被定義為革蘭氏陰性菌，是世界衛(wèi)生組織 (WHO) 確定的三種重點(diǎn)關(guān)注的病原體之一。由于其獨(dú)特的外膜結(jié)構(gòu)，這種細(xì)菌可以對(duì)臨床上大多數(shù)抗生素的治療產(chǎn)生免疫。在結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)特殊的障礙，即β-桶組裝機(jī)(BAM復(fù)合體)。當(dāng)這種復(fù)合物與其他兩個(gè)障礙——MDR 外排泵和細(xì)胞質(zhì)中的酶降解——結(jié)合時(shí)，細(xì)菌就可以有效地阻止抗生素的攻擊。然而，常規(guī)治療只能削弱 BamA 蛋白(BAM 復(fù)合物的主要成分)的功能，而不是同時(shí)削弱所有三個(gè)屏障。

治療效果：腹膜感染：a) 注射生理鹽水、PLGA MPs 和 Gen-PLGA MPs 后 MWH 照射 10 分鐘后腹膜部位皮膚溫度的熱圖像。b) 不同干預(yù)后腹膜液中的耐多藥大腸桿菌細(xì)菌負(fù)荷。顯然，Gen-PLGA MPs 組中的細(xì)菌數(shù)量已顯著減少。c-d)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化為未感染受試者(健康)平均值的免疫熒光染色對(duì) IL-1β(c)和 TNF-α(d)表達(dá)的平均熒光強(qiáng)度(MFI)進(jìn)行量化。在生理鹽水、慶大霉素和 PLGA MPs 組中可以觀察到這些細(xì)胞因子的高表達(dá)，而負(fù)載慶大霉素的 PLGA MPs 組與健康對(duì)照組沒(méi)有差異。學(xué)分：大學(xué)

研究小組發(fā)現(xiàn)，如果感染部位溫度升高到 50 攝氏度左右僅 10 分鐘(人體組織可以耐受的短期溫和熱處理)，這些屏障就會(huì)暫時(shí)癱瘓。當(dāng)常規(guī)抗生素能夠同時(shí)進(jìn)行干預(yù)時(shí)，研究小組認(rèn)為革蘭氏陰性菌引起的感染可以完全消除。

為了進(jìn)行研究，他們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型的微波響應(yīng)微球，該微球由 FDA 批準(zhǔn)的稱(chēng)為聚乳酸-乙醇酸共聚物 (PLGA) 的生物聚合物組成，在微波信號(hào)的刺激下可以產(chǎn)生溫和的熱量。當(dāng)應(yīng)用這種原位微波超熱 (MWH) 策略時(shí)，它有效地使 MDR 大腸桿菌對(duì)常規(guī)抗生素治療(如 β-內(nèi)酰胺、氨基糖苷和四環(huán)素抗生素)重新敏感。

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