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    西工大黃維院士團隊綜述:光動力抗菌治療研究進展
    2019-09-05  來源:高分子科技

      由于抗生素的過度使用,近年來細菌耐藥性問題日益嚴重,致使感染類疾病的死亡率不斷增加。因此,迫切需要尋求可有效緩解耐藥性問題的新藥物和新手段。隨著光學技術的進步和新型光敏劑的開發,光動力抗菌治療(Photodynamic Antibacterial Therapy, PDAT)因其不易產生耐藥性的優點而又重新回歸人們的視野,且已成為耐藥菌感染最具前景的治療方式之一。

      近期,西北工業大學黃維院士團隊賈慶巖副教授與李鵬教授撰寫了題為“Rejuvenated Photodynamic Therapy for Bacterial Infections”的綜述論文,總結了近年來國內外在光動力抗菌領域取得的重要進展,旨在梳理PDAT的發展現狀,并為推動其發展提供一些信息。該論文發表在Wiley 出版集團旗下的學術刊物Advanced Healthcare Materials上(Adv. Healthcare Mater., 2019, 8, 1900608)。

    圖 1. 新型抗菌光敏劑和功能型PDAT體系分類

      該論文首先概述了PDAT的作用機制:PDAT主要采用適當波長的光源激發光敏劑分子以產生活性氧物種(ROS)來氧化破壞磷脂、酶、蛋白質和DNA等生物大分子,從而實現對病原微生物的有效滅活。在實際抗菌應用中,傳統小分子光敏劑通常存在有水溶性差、易光漂白、選擇性識別弱和治療效果差等問題。針對上述問題,近年來國內外研究人員設計研發出一些新型抗菌光敏劑,可概括為四類:(1)芳香類有機小分子、(2)非自猝滅有機小分子、(3)共軛聚合物和(4)納米光敏劑。這些新型抗菌光敏劑可通過優化在體內的輸送來改善藥物動力學、增加在病灶部位的滲透率和提高靶組織藥物濃度等方式來實現高效殺菌,并減輕毒副反應和提高生物利用度,這些進展為PDAT在臨床的應用提供了更高的可行性。

    圖 2. 光動力治療抗菌作用機制

      在體抗菌治療時,光源的組織穿透深度和感染部位的低氧微環境通常會降低PDAT的效果。針對這些問題,近年來研究人員報道了一些新型多功能/智能PDAT體系。例如,(1)為了改善外部光源在生物組織內的穿透深度問題,采用化學發光和電致化學發光等方法來實現光敏劑的激發;(2)基于感染部位的微環境(如:pH和溫度),設計智能響應型遞送系統來實現光敏劑抗菌藥物的可控釋放,進而提高治療效果并降低生物毒性;(3)設計氧自富集的增強PDAT系統,改善感染部位乏氧微環境對PDAT的限制;(4)基于PDAT集成多種抗菌治療模式的優勢,實現“1+1>2”治療效果。

      一個“完美”的PDAT體系不僅要有優異的抗菌效果,而且還要避免對患者產生嚴重的副作用。針對感染微環境乏氧、弱酸等主要特征,基于PDAT構建具有智能響應性能的抗菌藥物或藥物輸送體系,不僅能夠增強對感染的診療效果,更具有廣闊的臨床應用前景,為抗生素的有效替代提供了新思路。隨著新型光敏劑和光學技術的發展,作者相信基于PDAT的創新型方法作為有效緩解耐藥性問題的新藥物和新手段將會引起科研工作者越來越多的關注,而且它將在未來為人類帶來巨大的社會和經濟價值。

      該論文的第一作者為西北工業大學柔性電子研究院賈慶巖副教授,通訊作者為黃維院士李鵬教授,論文得到國家重點研發計劃(2018YFC1105402)、國家自然科學基金(21875189和21706222)、中央高;究蒲袠I務費(G2018KY0306)等基金的資助。

      論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adhm.201900608

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    (責任編輯:xu)
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