基于噬菌体靶向的光动力抗菌染料用于多药耐药菌治疗的研究

In recent years, the long-term abuse of antibiotics has led to a global outbreak of multi-drug resistant bacteria. In addition, bacteria can also exist in the form of biofilm, and the resistance of bacteria wrapped in biofilm can reach 1,000 times of the original. Some superbugs make it possible for humans to face the dilemma of bacterial infection and no medicine to cure. New treatments for multi-drug resistant bacteria are urgently needed. Photodynamic antibacterial therapy has the advantages of small invasion, no resistance and unique antibacterial mechanism, and has great potential to solve the increasingly serious bacterial resistance problem in the world. Based on nile blue (NB) skeleton, this project intends to modify nile blue in two aspects, namely, enhancing its photodynamic efficiency and targeting ability, to design and synthesize a new class of cationic photosensitizer, which has good water solubility, stability and photodynamic therapeutic effect. With the aid of the bacteria targeted function, phage-NB compounds (PNB) have multiple functions,including bacteria targeting, near-infrared fluorescence imaging and combination therapy (photodynamic therapy and phage therapy) , aims to make the PACT can be applied to a real clinical treatment and relieve the pain and economic burden of people, providing theoretical basis for antibacterial infections.

长期的抗生素滥用引起全球范围多药耐药菌大爆发，包裹在生物被膜里的细菌对抗生素抵抗能力可增大1000倍，目前临床上一些超级细菌使人类可能再次面临细菌感染而无药可医的困境。光动力抗菌可作为一种对抗细菌耐药性的新武器，具有解决全球日益严重的细菌耐药问题的巨大潜力。然而大多数光敏剂缺乏细菌靶向性，尚不能进入细菌感染治疗的临床应用。本项目提出将光敏剂染料与具有特异性细菌靶向的噬菌体联合使用，以噬菌体作为光敏剂的靶向载体，实现精准杀菌的目的。围绕增强其光动力效率和靶向能力两个方面对尼罗蓝染料进行修饰和改造，设计并合成一类新型阳离子型光敏剂，其具有良好水溶性、稳定性和光动力治疗效果。同时具有细菌靶向、近红外荧光成像和联合治疗(光动力治疗和噬菌体治疗)多重功能，旨在使其能够真正应用于临床治疗并减轻人们的痛苦和经济负担，为成为抗菌感染治疗手段提供理论基础。

长期的抗生素滥用引起全球范围多药耐药菌大爆发，包裹在生物被膜里的细菌对抗生素抵 抗能力可增大1000倍，目前临床上一些超级细菌使人类可能再次面临细菌感染而无药可医的困境。光动力抗菌可作为一种对抗细菌耐药性的新武器，具有解决全球日益严重的细菌耐药问题的巨大潜力。然而大多数光敏剂缺乏细菌靶向性，尚不能进入细菌感染治疗的临床应用。本项目提出将光敏剂染料与具有特异性细菌靶向的噬菌体联合使用，以噬菌体作为光敏剂的靶向载 体，实现精准杀菌的目的。围绕增强其光动力效率和靶向能力两个方面对尼罗蓝染料进行修饰和改造，设计并合成一类新型阳离子型光敏剂，其具有良好水溶性、稳定性和光动力治疗效果。同时具有细菌靶向、近红外荧光成像和联合治疗（光动力治疗和噬菌体治疗）多重功能。在本项目中， 按照项目申请书的构想，构建了一种基于噬菌体和尼罗蓝光敏剂的多功能光诊疗体系用于多药耐药菌及其生物被膜的研究。其次，我们尝试在尼罗蓝分子的应用研究基础上，拓展新的扩展目标材料。将硼掺杂到二维铌酸纳米片 (2D B-HNbO3 NSs) 中，通过在光照射下直接劈开水产生大量的活性氧 (包括•OH、•O2-和1O2)，从而得到了一个优越的光催化抗菌平台。希望通过本项目的实施为抗生素多药耐药问题提供可能的解决方法，并开发出适合临床多药耐药菌和生物被膜治疗的药物，使 PACT 能够真正应用于临床治疗并减轻人们的痛苦和经济负担，为其能更好的成为抗菌感染治疗手段提供理论基础。在项目开展过程中，有针对性的认真研读有关专业知识，对本专业方向的应用背景以及整个学科的结构有了整体的、系统性的理解。我们基本完成了预定的研究计划，取得了一些原创性研究成果，以第一作者在Journal of the American Chemical Society，Small, Chemical Science发表SCI论文3篇。